拉力控制速度

1、INVT变频器在拉丝机上的应用发布:2011-05-29 |作者：|来源：liaogongming |查看:477次|用户关注: 摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器 -电容（OTAC）连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电 路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿 真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为126 MHz,阻带抑制率大于35 dB, 带内波纹小于0. 5 dB，采用1. 8 V电源，TSMC 0. 18m CMOS工艺库仿真， 功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。关键词：Butte1.3速度同

2、步控制主控操作开关K1控制主机启停。牵引拉伸级变频器控制整个系统的运行线速度， 控制面板上的电位器发出主机拉丝速度信号，此模拟电压信号（010V）通过AI1 口输入拉丝机主变频器，作为其频率给定，决定伸线机总车速。同时，拉丝主变 频器的运行频率，通过模拟量（AO）输出到收卷变频器（AI2），作为收卷变频 器线速度同步给定。注意，对于收卷变频器所对应的运行频率应该等于收卷轮径 最大时的运行频率。卷曲级变频器输出频率跟随拉丝级变频器运行频率变化，考 虑到设备机械特性、一定的速度要求，主机加减速时间设定为30s，收卷变频器 加减速时间设定为0.1s。在拉丝机出线端与收线端之间安装有张力摆杆，用来检测

3、输出金属丝的张力，作 为拉丝收线张力信号反馈输入收卷变频器，收卷变频器将此反馈量通过内部PID 运算和各种补偿后，与收卷的当前同步速度（模拟量AI2输入）进行叠加，调节 变频器的输出频率，从而控制收卷电机转速相对拉丝机出丝线速度达到同步，同 时，也使线材张力保持了恒定。1.4变频器主要功能参数设置主机变频器（CHE100-004G/5R5P-4）P0.01： 1端子指令通道；P0.03： 1 AI1 给定；P0.08： 30加速时间；P0.09： 30减速时间；P6.00： 1正转运行中；P6.01： 3故障输出；收卷级变频器（CHF100-1R5G-4）P0.03： 1外部端子运行P0.07

4、：0.1 加速时间P0.08：0.1 减速时间P3.01： 6 PID 控制P3.02： 1 AI2 设定P3.04： 2A+BP5.17： 43 AI2上限对应设定P9.01： 50 PID 给定值P9.03： 1 PID为反特性P9.04： 10比例增益P9.05： 1.0积分时间其他详情参见CHE系列矢量变频器说明书、CHF通用变频器说明书。2、杭州某拉丝机厂直进式拉丝机变频控制2.1直进式拉丝机简要说明在金属制品生产及加工中，直进式拉丝机是最常用的一种制造设备，在以前通常 都采用电动机组及力矩电机来实现，但其控制的灵活性、自动化程度及能耗上， 传统的控制方式越来越不适应行业的发展。随着

5、控制技术和变频调速技术的大量 推广，变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用，系统并可借助PLC来实现拉丝 速度、品种设定、过程闭环控制、定长控制等功能。直进式拉丝机，是由多台拉伸电机同时对金属丝进行拉伸，作业的效率很高。由 于不锈钢金属丝特性比较生脆，且不允许钢丝在模道内打滑，因此容易在拉伸的 过程中拉断，故严格要求金属丝在各级模道中线速度同步，这样，对各级电机的 同步控制性能、速度稳态精度以及电机的动态响应的快慢都有较高的要求。2.2控制系统的描述杭州某拉丝机厂，为专业的直进式拉丝机生产厂家。简易电气控制示意图如下， 本系统共使用五台CHV100-015G-4高性能矢量变频器实现拉伸部分的传动

6、控制， 一台CHV100-7R5G-4高性能变频器配备张力控制卡进行收卷控制。每个模道前面 都装有摆臂，采用位置传感器可以检测出摆臂的位置，用于检测金属丝的张力， 该信号（010V）作为PID的反馈。6台电机都采用变频异步电机，同时带有机 械制动装置。拉丝机系统的逻辑控制较为复杂，因工艺不同也有所区别，各级联 动，由PLC控制。同步方面的控制则由变频器内部控制，其工作原理是：根据操 作工在面板设定决定作业的速度，该速度的模拟信号进入PLC，PLC考虑加减速 度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。这样做的目的主要是满足点动、 穿丝等一些作业的需要。PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的

7、AI2输 入端，作为频率的主给定信号。各摆臂位置传感器的信号接入到对应的模道变频 器作为PID控制的反馈信号。根据摆臂在中间的位置，设定一个PID的给定值。 这个系统是非常典型的带前馈的PID控制系统，一级连一级，PID作为微调量与 主给定作为叠加。本拉丝系统的稳定状况在很大程度上取决于PID作用速度、变频器控制电机的转 速精度、输出转矩的响应速度等，为了提高电机运行速度的稳态精度，在很多情 况下也采用有PG矢量控制技术（英威腾的CHV100系列变频器的有PG矢量控制 的稳态精度可达1/1000）来调节拉伸电机的速度，因此对其参数的设定必须考 虑周全，在低速、中速、高速，以及加速和减速速等情况

8、都需要加以考虑。 另外，收卷部分，是由CHV100加张力控制专用模块来实现的。收卷线速度是由 最后一级（第五级）模道控制变频器提供，作为卷径计算的线速度信号。系统的 张力可通过电位器设定，收卷级变频器采用转矩控制，需要在收卷电动机的轴上 安装编码器，编码器接入CHV100内置的PG卡，作为电机转速的采集输入。 其控制原理如下：通过收卷的当前线速度（模拟量AI2输入），计算出当前收卷的卷曲直径。计算方程式如下：D = CiXNXV） /（nXf）其中i 机械传动比 N 电机极对数 V 线速度 f当前匹配频率由设定的张力和卷筒的卷径(由线速度卷径计算模块获得)计算出变频器 的输出转矩。计算方程式为

9、：T = (FXD) / (2Xi)其中：T变频器输出转矩F张力设定D 转筒的转径i机械传动比从而控制电机输出相应的转矩，达到线材上张力F的恒定。CHV100张力控制专用模块中，增加了转动惯量补偿，可以很好地解决张力控制 系统在加、减速的过程中，因克服系统惯量而出现的张力不稳定的现象。整个拉丝系统开动时，六台变频器同时起动，逐渐调节线速度给定，使系统加速， 最终达到要求的生产线速度。2. 3变频器主要参数的设置2. 3. 1拉丝变频器P0.01 1：端子指令通道P0.03 6： PID控制设定P0.04 0：模拟量AI2设定P0.06 2： A+BP9.00 0：键盘给定P9.02 0：模拟通

10、道AI1反馈P0.03依据实际情况进行设定P0.04依据实际情况进行设定P0.05依据实际情况进行设定P0.06依据实际情况进行设定采样周期T (P0.07)、PID控制偏差极限(P0.08)、PID输出缓冲时间(P0.08) 均依据实际情况进行设定。额率攻定ADPLC线速.度给定光电艰叫黠2. 3. 2收卷变频器P0.00 1：有PG矢量控制P0.01 1：端子指令通道P1.08 1：自由停车P3.10 PG参数（编码器线数，以实际情况为依准）P5.02 1： S1端子功能选择：正转运行PF.00 1：无张力反馈转矩控制PF.01 0：收卷模式PF.04最大张力设置（以实际情况为依准）PF.05 1：模拟量AI1作为张力设定PF.11 机械传动比（以实际情况为依准）PF.12 最大卷曲直径PF.14 卷轴直径PF.18 0：线速度法计算卷径PF.22最大线速度（以实际情况为依准）PF.23 2：模拟量AI2作为线速度设定源PF.33系统惯量补偿系数（以实际情况为依准）其他详细情