艾默生張力控制專用變頻器鋼板酸洗收/放卷應(yīng)用及調(diào)試

客戶方：溫州大自然金屬高精密薄板有限公司 伊慶魁 13676729691
　　配套方：上海歐達(dá)電氣自動(dòng)化成套有限公司 王國陽 13801941422
　　
　　摘要：通過艾默生網(wǎng)絡(luò)能源有限公司TD3300系列張力控制專用變頻器，控制帶材加工工藝中的收卷和放卷過程。運(yùn)算模塊內(nèi)置且功能強(qiáng)大，內(nèi)置卷徑計(jì)算模塊、張力控制模塊、編碼器輸入模塊、輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償模塊等，符合更廣泛的工況和多個(gè)行業(yè)的要求。
　　一、系統(tǒng)配置方案
　　系統(tǒng)配置：
　　電機(jī)55Kw，8極，最大轉(zhuǎn)速730r/min，額定電流116.1A，減速比12.0，最高頻率50Hz
　　變頻器55Kw，TD3300，用母線供電，profibus通訊。
　　帶材厚度：3mm，幅寬：1206mm，卷徑：1800mm，空芯卷徑：750mm。材質(zhì)：鋼材
　　供電方式：
　　采用直流供電，電壓550V，通過變頻器 （+）、（-）,接入電源；
　　上電后，面板不會(huì)顯示，說明控制電源沒有電。控制電源在整流前取出。所以去掉R0、T0與R、T，之間的連線，在R0、T0的位置加入兩相380V交流電壓，
　　工作方式：
　　 采用張力開環(huán)模式，電機(jī)加入了編碼器，無張力擺桿。要求能在收卷和放卷兩種模式下切換，只要通過開關(guān)量端子功能，進(jìn)行收/放卷模式切換既可，張力的方向不變。
　　二、調(diào)試步驟：
　　1、 正確設(shè)置電機(jī)的銘牌，F(xiàn)1.01～F1.05，進(jìn)行電機(jī)的調(diào)諧，得到內(nèi)部參數(shù)F1.11～F1.16
　　2、 正確接線編碼器，和設(shè)置編碼器參數(shù)。正確設(shè)置編碼器參數(shù)后，選擇在閉環(huán)模式下，啟動(dòng)電機(jī)，如果閉環(huán)運(yùn)行正常，說明編碼器的接線正確，如果電機(jī)運(yùn)行轉(zhuǎn)速低于設(shè)定轉(zhuǎn)速，而且常出現(xiàn)報(bào)警，說明編碼器的接線不正確。
　　3、 設(shè)定F3.06=3，張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式，設(shè)定最大張力、零速張力和張力，監(jiān)視輸出力矩的方向。分析運(yùn)行過程示意圖如圖1、2所示：

　 圖1

圖2
　　放卷過程：張力的方向和轉(zhuǎn)速的方向是相反的；
　　收卷過程：張力的方向和轉(zhuǎn)速的方向是相同的。
　　4、 先不進(jìn)行卷徑計(jì)算，調(diào)試在恒定的張力的情況下，通過調(diào)節(jié)最大張力，確定張力設(shè)定量，監(jiān)視變頻器輸出力矩的變化，是否能滿足加減速時(shí)的工況。
　　5、 進(jìn)行卷徑計(jì)算，根據(jù)實(shí)際的工況設(shè)定最大的線速度和最低線速度（小于最低線速度運(yùn)行時(shí)，卷徑計(jì)算無效），監(jiān)視變頻器計(jì)算的卷徑和實(shí)際的卷徑是否相符合。
　　6、 監(jiān)視變頻器的輸出力矩的變化，通過調(diào)節(jié)張力的設(shè)定值和最大張力值，使得變頻器輸出力矩隨著卷徑的變化而變化。
　　7、 變頻器主要參數(shù)在附表1中所示

三、出現(xiàn)問題及解決方案
　　1、張力設(shè)定到最大，監(jiān)視變頻器輸出力矩也只有15.2%
　　分析：輸出轉(zhuǎn)矩的計(jì)算T=F＊D/2i（i為減速比），F(xiàn)=（V（輸入電壓值））/10.0 ＊Fmax（10.0為模擬量輸入范圍為0～10V），F(xiàn)8.03設(shè)定Fmax，對比Fmax=1000和Fmax=10000，同樣的模擬量輸入，輸出轉(zhuǎn)矩是不一樣的。
　　解決：增加最大張力設(shè)定的數(shù)值，輸出轉(zhuǎn)矩也相應(yīng)的增加。
　　2、升速時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)松帶
　　 分析：觀察在升速的時(shí)候，電機(jī)的輸出力矩變化波動(dòng)比較大，瞬間從93.4%變化到25%，隨后電機(jī)出現(xiàn)不正常的現(xiàn)象。說明力矩補(bǔ)償作用在加速過程中調(diào)節(jié)不適宜。
　　解決：消除力矩補(bǔ)償量，增加力矩變化時(shí)間，力矩不會(huì)大的波動(dòng)，現(xiàn)象消除。
　　3、輸出力矩隨卷徑的變化不是比例。如下圖3所示
　　
　　 圖3 轉(zhuǎn)矩-卷徑曲線（轉(zhuǎn)矩為最大轉(zhuǎn)矩的百分量）
　　分析：D>1000時(shí)，輸出的轉(zhuǎn)矩已經(jīng)接近最大，所以不會(huì)隨著卷徑的變化而變化，說明最大的張力設(shè)定比較大，即如果D=1000，通過變頻器的內(nèi)部的運(yùn)算，得到的輸出力矩已經(jīng)達(dá)到最大了，如圖3中A線所示；
　　解決：降低最大張力的設(shè)定，可以通過合適的設(shè)定，使得輸出轉(zhuǎn)矩隨著卷徑的變化而呈現(xiàn)線形的變化，如圖3中B線所示。
　　
　　附表1
　　F0.02=1，F(xiàn)0.10=5，F(xiàn)0.11=5，
　　F1.00=12.0，F(xiàn)1.01=55，F(xiàn)1.02=380，F(xiàn)1.03=116.1，F(xiàn)1.04=50，F(xiàn)1.05=730，F(xiàn)1.06=2，
　　F2.22=50，F(xiàn)2.41=110，F(xiàn)2.42=100，
　　F3.06=3, F3.07=0, F3.08=100, F3.09=0， F3.10=100 , F3.12=0.5
　　F5.01=9 ,F5.02=10, F5.03= 12 ,F5.04=21, F5.05=8,
　　F8.00=1, F8.01=3 ,F8.03=24000, F8.04=3 F8.09=2000, F8.10=500 ,F8.11=0, F8.12=1600, F8.17=0
　　Fb.00=1024 Fb.01=0
　　FC.00=2 FC.03=120.0 FC.04=20.0 FC.05=9.99