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      1. 工業自動化與智能制造解決方案
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        技術方案

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          2014/11/14  
          臺達C2000變頻器在油毛氈切割包裝機上的應用
         
           
           
        【摘要】本文主要介紹臺達C2000變頻器在油毛氈切割包裝機上的應用。
        【Abstract】This paper mainly introduces application of Delta C2000 inverter in felt cutting and packing machine.
        【關鍵字】C2000;單點定位;轉矩控制 ;脈沖跟隨控制
        【Keywords】C2000; point positioning; torque control; pulse tracking control

        油毛氈切割包裝機用來完成油毛氈的切割和簡單包裝,是一種控制較為復雜的機械,涉及定位和張力控制。臺達C2000系列變頻器“融控制、驅動與通訊三大核心為一體”、“集主站、控制、總線、飛剪、防護等功能于一身”,可以很好地完成這一控制要求。C2000變頻器的基本特點包括:
        1)通訊速度快:內置CANopen現場總線及MODBUS,并可選購多種通訊模塊,適應大型工程項目。
        2)控制多樣化:速度/轉矩/位置三種控制模式,標配LCD,選配LED。穿墻式安裝,系統防護等級增強。
        3)節約成本與空間:內置10K容量的PLC,可做CANopen主站,感應電機與同步電機控制一體化,效率更高更節能。
        4)過負載能力超強:一般負載的額定輸出電流:120%,1分鐘;重載額定輸出電流150%,1分鐘。
        5)運行穩定節能:內置直流電抗器(≥37kW)與剎車制動單元(≤30kW),DC-BUS直流母線可并聯共享。

        1 油毛氈切割包裝機的工作流程

        首先,收料輥完成原點定位,準備收卷油毛氈(定位的目的是將豁口對準送來的油毛氈以便其進入后固定);
        其次,收料輥在張力控制下收卷油毛氈。這一過程中,送料輥上的編碼器反饋位置信號給PLC以便確定已送油毛氈的長度,到達指定長度后,PLC發出停止指令,收料輥停止;
        最后,切刀對油毛氈進行切割,然后收料輥再次啟動,繼續完成剩余油毛氈的收卷,這一過程使用脈沖跟隨控制,然后完成油毛氈打包。

        2 變頻器控制模式

        2.1單點定位
        在FOCPG模式下,預先設置一個位置(參數10-19),定義一個MI點為單點定位功能(d35),并且定義一個MO點為位置到達(d39),在變頻器運行過程中觸發這一MI點,變頻器便開始執行單點定位,最終在指定點停下來,同時觸發MO點為ON。圖2

        2.2 脈沖跟隨控制
        FOCPG模式下,定義一個MI點為脈沖跟隨功能(d37)并定義一個MO點為位置到達(d39),從接收到脈沖指令后,變頻器開始加速至脈沖頻率,脈沖發完后,變頻器開始減速,并繼續走完未走完的脈沖數直到停止下來,然后觸動MO點為ON。圖3

        3 轉矩控制


        定義控制模式為轉矩控制。
        如果要從速度模式切換至轉矩模式,可以通過通訊方式修改00-10=2或者定義一個MI點為TQC/FOC切換功能(d26,另需設置11-42=1)。
        轉矩模式下啟動時,變頻器依轉矩命令(11-34)跑到目標扭力或速度限制。

        4 主要參數

        在完成自學習和慣量測試后,主要設置參數如表1。

        5 調試步驟

        調試過程主要分以下幾步:首先是電機自學習:設置電機參數,進行動態或靜態自學習;其次進行慣量測試,包括:設置編碼器參數;設置00-11=3;設置加減速時間01-12、01-13(盡可能短);設置11-00=2,F=33;通過正反轉運行,直至11-01變化不大為止,設置11-00=1。
        第三,設置單點定位功能的相關參數:02-05=35、10-19=0及其它參數,測試單點定位功能是否正常;
        第四,設置脈沖跟隨功能的相關參數:02-06=37、10-16=3及其它參數,測試脈沖跟隨功能是否正常;
        第五,設置轉矩控制功能的相關參數:02-04=26、11-33=2、11-36=1、03-01=2、11-42=1及其它參數,測試轉矩控制是否正常。
        需要特別注意的是:調試的基礎是FOCPG模式,因此,務必保證FOCPG模式運行正常;同時注意預防干擾問題。

        6 結束語

        臺達C2000是一款通用型的變頻器,功能全面,不僅能做速度控制,也能做轉矩控制;不僅能做定位控制,也能做位置控制。這極大的促進了C2000變頻器在切割包裝行業的應用。
        通過測試,臺達C2000很好地完成了對收料輥的控制,滿足了客戶的需求。C2000控制性能良好,相對于伺服控制成本降低;變頻器功率范圍比伺服大,可以用在較大功率負載上;此應用方案有一定的推廣價值,可推廣到其它類似產品的切割和包裝。
        圖1 油毛氈切割包裝機
        圖2 單點定位控制圖&圖3 脈波命令全程位置控制圖
        表1 變頻器主要參數
        新聞來源: 中達電通股份有限公司
         
         
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