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关于《涂布机张力控制系统解决方案及调试心得——张力专用变频器的应用》的讨论
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gzwwkj2013 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-16 16:54:07 楼主

这两天在东莞一家做胶粘纸的生产厂家改造一台设备——涂布机生产线,效果较为理想。系统结构简单,原机械部分不做任何改动。改造后,在系统启停及运行过程中张力都很稳定,运行过程中不需要人为调整张力,操作简单。总结一下,于人于己或许都有些好处。

一、原设备——一条涂布机生产线改造前现状:
  由于厂家采购的是二手设备,收放卷张力采用磁粉离合器控制。张力控制极不稳定,在生产过程中需要人为调整。在改造前,该设备已经不能正常生产。

图一:改造前系统传动示意图
二、客户要求:进行收卷部分的恒张力控制,操作简单。系统在生产过程中基本不需要人工干预。
三、改造方案:针对客户要求及结合现场设备状况,我们拟对该生产线进行基于张力控制变频器的恒张力控制系统。即:对收卷部分、主牵引、次牵引采用恒线速度同步控制,对收卷部分采用恒张力控制。示意图如下:

图二:改造后系统传动示意图
四、改造方案及调试总结:
1、改造方案应适应客户现状需求,实用高效为第一原则。采用张力专用变频器做恒张力控制,不需要用PLC做卷经的计算。卷经计算、惯量补偿、摩擦力补偿、以及张力锥度等相关模块都在变频器内部完成。这样,该系统结构简单可靠。
2、改造方案确定后,需要先计算一些相关的参数值(最好事先告知客户相关技术人员,让其帮助了解,这样一来可增加工作效率,二来可验证自己的测量是否有错):
3、使用张力控制变频器MD330时需要注意的几个常用公式
根据牵引电机、牵引辊直径、传动比计算最大线速度;根据收卷电机、收卷轴空满轴直径、传动比,计算收卷变频器的最大输出频率、最大设定张力。
 牵引部分:牵引电机1440r/min,50Hz,牵引棍直径D牵引=269mm,传动比I=14.1(根据主牵引电机转速×1/14.1=n牵引棍,得传动比I=n牵引电机/n牵引棍) 收卷部分:收卷电机2。2KW,4极,1430r/min,50Hz,传动比=7.86,卷轴空卷100mm,最大400mm。
3.1. 计算最大线速度:
3.14×0.269×(1440/14.1)=86.3(m/min)
对应参数FH-28=86.3;
3.2. 电机额定转矩
T=9550×P(kw)/n=9550×2.2/1430=14.69(N.M)
3.3. 根据最小收卷直径计算小卷时的最高频率
Vmax=3.14×Dmin×(n/I)
=3.14×(0.1/7.86)×(60fmax/2)=86.3
fmax=72Hz   故:最大频率F0-10=72 上限频率(F0-12),出厂F0-12=72 (实际由于车速不会超过60m/min ,故按出厂设置即可)
3.4. 根据收卷轴最大卷径计算所控制线材的最大张力Fmax
Fmax=(T×I)/Rmax
=(14.69×7.86)/0.2=577(N),
即58公斤,对应FH-05=580N
3.5. 根据收卷轴最小直径计算所控制线材的最小张力Fmin
Fmin=(5%×T×I)/Rmin
  =(0.05×14.69×7.86)/0.05=115.5(N),
即11公斤,5%为变频器的转矩控制精度
3.6. 根据计算的数据分析使用开环转矩的可行性
所能控制的张力范围必须在Fmin≤F设定≤Fmax,即(11公斤,58公斤)
4、调试总结:
4.1 应将每台变频器单独调谐好(电流矢量控制变频器的自学习很关键)
4.2 联机调试,对于主牵引及次牵引的同步问题,可用线速度表测试。基本一致,次牵引采用张力摆杆修正。主辅频率叠加方式 (此次实际改造并没有采用张力摆杆,由于同步精度较高,累计误差并不大。采用一辅助电位器稍作修正即可。但对于高速及大卷经收卷,恐怕还是采用张力摆杆自动修正为宜。另:如无次牵引,则无需采用张力摆杆)
4.3 对于收卷变频器的调试,应先能实现其转矩控制功能良好,才进行开环张力控制模式选择
4.5 有编码器反馈的变频器,在调换电机线后必须调换编码器线,且重新自学习调谐。(如能脱开负载则采用完整调谐方式)



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peachpxl 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-17 13:40:50 1楼
 

标记一下,我得好好过来学习学习。

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王道火山--纵横军团 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-17 13:47:51 2楼
 

很好,我这方面的菜鸟学习了,


不过两幅图是一样的,望大侠重新放图。

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研讨会宣传员_3259 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-17 13:51:05 3楼
 

好贴,经验之贴都是经典之作,建议加精!也希望楼主多多发帖

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王道火山--纵横军团 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-17 13:51:21 4楼
 

回复内容:

对: 王道火山--纵横军团 很好,我这方面的菜鸟学习了,不过两幅图是一样的,望大侠... 内容的回复!


不好意思 重新回去仔细品读了一遍,图没有错,是我错了。sorry

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纵横军团-小Q 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-17 15:21:30 5楼
 

大侠  可以再细一点么

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wwkkwkk 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-17 20:11:57 6楼
 

太专业了,公式都这么多

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gzwwkj2013 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-18 13:37:20 7楼
 

有机会多多交流,呵呵。

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去留无意_467 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-18 17:21:56 8楼
 

有2点疑问:

1,收卷采用变频控制,那么根据哪个量做张力控制?我觉得,在主牵引和收卷之间有一个摆动辊,而放卷由于是磁粉控制,反而无需摆动辊;因为通常情况下,有变频器的,是位置张力控制,配合摆动辊;有磁粉的是力矩整理控制,无需缓冲装置。

2,主牵引和次牵引之间如何同步,试想,世界上绝对没有两个事物是一模一样的,两个变频器转动时,势必导致之间越来越松或者越来越紧,解决的方法是,加一个摆动辊,主牵引恒速,次牵引根据摆动辊做PID调节速度!

最后说一点,我的经验是,变频器一定要配合摆辊使用,启动停止时,变频器PID控制的速度无法和主动速度同步,摆动辊作为位置缓冲,倘若没有缓冲机制,比如使用张力传感器,就会拉断带,或者带松调;而磁粉离合器配合张力传感器使用,因为磁粉本身就是一个缓冲装置!

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hlzjdxh 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-19 22:40:14 9楼
 

说的好啊高有机会多多交流

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goldage 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-20 11:31:51 10楼
 

实际上放卷也是用330做张力控制就更好,不过价格高了

主流的涂布机控制啊,涂布头的变频的稳定性是很重要的,文中是部分的单涂设备

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王者之师——广州@阿君 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-20 11:35:54 11楼
 

现在都是变频器带张力控制了
以前都是用直流电机的吧 

 

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丹东落叶 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-21 09:49:05 12楼
 

控制直流电机欧陆的直流调速器很方便。。我们给造纸厂干过涂胶机

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young-gun 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-22 08:51:25 13楼
 

好贴啊!请把这个方案发给汇川当地技术总工,他会发给拓展总部,一旦评审通过,我们会有奖金发放,希望能见到越来越多更精彩的方案!谢谢楼主!

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天地茫茫 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-22 12:37:55 14楼
 

正正要学习这个,谢谢

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雪地营 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-25 11:59:04 15楼
 

好东西。正要学习这方面的知识。

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用心用意 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-26 12:18:51 16楼
 

回复内容:

对: 王道火山--纵横军团  很好,我这方面的菜鸟学习了,不过两幅图是一样的,望大侠... 内容的回复!


 看清收卷,一个是磁粉制动器,一个是张力专用变频器

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watermelon123 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-27 11:02:17 17楼
 

不错 很好的学习贴啊。 最近在搞包装机,膜的张力控制是难点哎呀 正琢磨呢。

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风与云 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-27 17:10:27 18楼
 

不错。                                     

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gjf346870410 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-29 10:53:57 19楼
 

什么是张力控制啊。我主要是在做顺序控制。见识了

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刘志斌 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-29 17:30:25 20楼
 

1、电机调速有两种方式:

1)速度闭环调速方式,机械硬特性;

2)电流闭环调速方式,机械软特性;

2、收放卷控制,适宜电流闭环控制方式;

3、所谓的“张力专用变频器”,就是“电流闭环”控制调速方式!

4、不管是直流调速,还是交流调速,都可以才用“电流闭环”控制方式,与什么矢量控制压根没有任何关系;

5、只要是电机调速,直流的、交流的、变压的、变频的都可以做:

1)给定电流,检测反馈电流,调压或调频即可!

2)和速度闭环的组建方式一样,速度闭环是,给定速度,检测反馈速度,调压或调频即可!

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tianheyi 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-09-29 20:59:22 21楼
 

改造的不彻底。不用锥度张力,收卷不会太理想,尤其是大卷径。不能自动换卷。快速升降速张力一定变化较大。现在高档机组基本上采用多套PID参数,在不同运行模式下,调用不同的参数组,而且采用直接力矩控制模式。

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沧海一粟——王者之师 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-09 12:46:37 22楼
 

磁粉的好处就是稳定,不好是因为用在收卷上需要加动力,能源损失大。用变频器的好处是节电

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沧海一粟——王者之师 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-09 12:55:09 23楼
 

磁粉是恒转矩的东西,你要求的恒张力就需要加控制机构了

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时空——王者之师 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-09 16:45:17 24楼
 

楼主这个应用分享不错,顶一个

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上行致远 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-10 14:25:26 25楼
 

我一直用同步控制器做3-5个电机的线速度同步控制。

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想象我是将军 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-10 22:18:07 26楼
 

理论结合实际 创作出不错的产品


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gzwwkj2013 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-30 11:53:28 27楼
 

谢谢大家关注,有时间可以多多交流。

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纵横军团-xiaoyao 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-10-30 12:46:28 28楼
 

学习学习,顶楼主!                                                                                  

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lym0574 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-11-01 21:47:06 29楼
 

这个你也会啊,是否有机会来宁波介绍一下,我们公司正在做这样的机器,我可提供一点经费,可以先联系一下的.       d86829108@163.com,梁生

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GK流浪汉 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-11-02 17:16:31 30楼
 

LZ分享的真好,

不过你这个开环力矩收卷的方案,卷径比(最大卷直径/纸筒直径)不能做的太大,应该在5以内吧,汇川变频器力矩控制的精度(5%)和力矩输出的线性度都不是特别好,当然如果涂布基材对张力不是很敏感的话,那应该还是能用的。

另外,你惯量补偿部分,机械部分的齿轮等这个可以在调试的时候设定好,但是收卷料卷的惯量补偿牵涉到材料密度和宽度,这样的话如果用户使用材料的密度和宽度有变化,甚至收卷的张力(松紧度)要求有变化的时候,你的惯量补偿值也会出现较大偏差,这样肯定会造成升降速的时候张力的波动,这应该也是一个要考虑的问题。

还有,既然原机台上有配跳舞辊,为什么不采用速度控制模式呢?MD330速度模式下做收卷控制也非常好用啊,而且是闭环控制,调试好了,效果应该会比你采用开环力矩控制好。

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dajian4631 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-12-18 20:11:48 31楼
 

谢谢楼主分享知识!!!!

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sbkkan 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-12-19 16:02:09 32楼
 

         l楼主经验之谈,无私奉献,值得敬佩!!

 

       

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526008357 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2013-12-27 17:54:09 33楼
 

回复内容:

对: GK流浪汉  LZ分享的真好,不过你这个开环力矩收卷的方案,卷径比(... 内容的回复!


都是高手,请加我QQ526008357

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东坡牧羊人 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-01-02 20:59:32 34楼
 

挺不错的                                            


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gzwwkj2013 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-02-27 15:32:35 35楼
 

谢谢大家, 有机会多多交流。

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万纬科技 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-02-27 16:26:10 36楼
 

涂布机改造中的战斗机,太详细了,连我都可以看懂了,太牛XX了

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renjufish 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-03-13 21:14:33 37楼
 

先保存再好好看,谢谢楼主!

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lcgybp 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-03-15 15:19:41 38楼
 

可以用变频器实现不过得在涂布前后加张力传感器然后做到程序中

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lcgybp 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-03-15 15:21:50 39楼
 

也 可以用一个变频一个直流调速器效果还不错

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gzwwkj2013 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2014-04-28 14:48:54 40楼
 

谢谢大家支持,有机会我会分享更多

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xinglong29 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2015-04-28 15:10:11 41楼
 

dsfvdvfsdvdfvdsfvdf

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goldage 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2015-05-24 17:31:35 42楼
 

收放卷要用闭环控制,否则收卷的张力不够稳定,在加减速期间会造成产品起皱

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352798872@qq.com 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2016-10-05 21:21:49 43楼
 

谢谢楼主,学习!赞一个

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大西洋PLC 个人主页 给TA发消息 加TA为好友 发表于:2017-05-11 14:00:39 44楼
 


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谢谢楼主,学习!赞一个


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