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变频矢量技术在张力控制中应用的实现(下)

变频矢量技术在张力控制中应用的实现(下)

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  • 发布时间:2018-05-22 12:01
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变频矢量技术在张力控制中应用的实现(下)

【概要描述】

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转矩模式下转矩模式下的张力开环控制

张力闭环控制是在张力开环控制的基础上增加了张力反馈闭环调节。

通过张力检测装置反馈张力信号与张力设定值构成PID闭环调节,调整变频器输出转矩指令,这样可以获得更高的张力控制精度。其张力计算与开环控制相同。不论采用张力开环模式还是闭环模式,在系统加、减速的过程中,需要提供额外的转矩用于克服整个系统的转动惯量。如果不加补偿,将出现收卷过程加速时张力偏小,减速时张力偏大,放卷过程加速时张力偏大,减速时张力偏小的现象。

这种控制模式多用在造纸、纺织等卷取微张力控制的场合下。在我公司尚无需这种控制。

卷径计算

在所有的模式中都需要用到卷筒的卷径,大家知道,在生产过程中开卷机的卷径是在不断变小,卷取机的卷径在不断变大,也就是说转矩必须随着卷径的变化而变化,才能获得稳定的张力控制。可见卷筒的卷径计算是多么地重要。卷径的计算有两中途径:一种是通过外部将计算好的卷径直接传送给变频器,一般是在PLC中运算获得。另一种是变频器自己运算获得,矢量控制型变频器都具有卷径计算功能,在大多数的应用中都是通过变频器自己运算获得。这样可以减少PLC程序的复杂性和调试难度、降低成本。

变频器自己计算卷径的方法有三种:

1、速度计算法:

通过系统当前线速度和变频器输出频率计算卷径。

其公式如下:

D=(i×V/(π×nD所求卷径I机械传动比n电机转速V线速度

当系统运行速度较低时,材料线速度和变频器输出频率都较低,较小的检测误差就会使卷径计算产生较大的误差,所以要设定一个最低线速度,当材料线速度低于此值时卷径计算停止,卷径当前值保持不变。此值应设为正常工作线速度以下。多数应用场合下的变频器都使用这种方法进行卷径计算。

2、度积分法:

根据材料厚度按卷筒旋转圈数进行卷径累加或递减,对于线材还需设定每层的圈数。

这种方法计算要求输入材料厚度,若厚度是固定不变的,可以在变频器中设定。此方法在单一产品的生产场合被广泛应用。

若厚度是需要经常变化的,需要通过人机界面HMI或智能仪表将厚度信号传送到PLC,由PLC或仪表进行运算后再传送给变频器。这种计算方法可以获得比较精确的卷径。在一般的国产设备上应用较少,我公司的进口设备,气垫炉的收、放卷控制上就采用这种计算方式。

3、模拟量输入

当选用外部卷径传感器时,卷径信号通过模拟输入口输入给变频器。由于卷径传感器的性能、价格、使用环境等原因,在国内鲜有使用。

结束语:

矢量变频技术在卷取应用中的方法多种多样,在当前技术条件下,上述模式是最具有代表性的。无论是设计还是维修,了解你所使用设备的工作模式和控制特点是非常重要的。变频技术还在高速发展,新的理论和控制技术将不断涌现,控制模式还将继续推陈出新。我们期待着更先进、更实用的技术不断出现,以此来改变我们的生活。

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