IS7_Web Version_V1_100615中文.ppt

1、2010. 6. 15 Drive Solution team, Korea,IS7 WEB 专用软件拉丝机应用,WEB Application 说明 IS7 WEB 专用功能 IS7 WEB Field Test,0.75,75,160,375,kW,200V / IP54,400V / 3,iS7 230V400V / 9800A V/F、V/F PG、Sensorless-1、Sensorless-2、 Vector IP21 / IP54 内置RS485、LS bus、Modbus-RTU 支持多种通讯选项： (Profibus-DP / DeviceNet / Ethernet-IP

2、 Modbus-TCP / Lonworks / DeviceNet CANopen) 编码器 选件 / PLC 选件 / 扩展I/O 选件/位 置控制卡/同步卡选件,22,200V / 3,400V / IP54,iS7矢量型变频器_强劲的电流型无传感器矢量控制和有传感器矢量速度/转矩控制,Lineup,1. WEB Application 说明_整体构成,1. WEB Application 的理解,3. WEB Application 适用案例,1 / 25,- 湿式/干式拉丝机 - 重要行业 : 宏德stell code/晓星(铁线), DSR钢铁/韩国线材(钢线),- 把铁线, 铁板

3、, 钢线等线材通过web进行一定的张力来维持，同时控制使其放卷与缠绕的张力控制系统设备称之为Web Application。,2. 张力控制系统,运行方向,1. WEB Application 说明_Un-Winder,1. Un-Winder,2 / 25,1) 放卷轴(Unwinder)指加工过程中，使轴的实际直径不断减少。 2) 电机速度rpm统一时，随着实际直径m的减少，线速度也在同时减少。 3) 如果线速度减少，张力检测系统（dancer和-等)向上移动，即PID反馈比PID参考值要大。 4) Web PID 控制器动作时，电机的转速【rpm】开始增加，从而可以控制线速度的不变（1次

4、速度补偿）。 5) 线速度mpm与从 (4)中求得的电机转速，然后可以推定直径的增加和减少。 6) 用推算出来的直径来提高电机的转速. (2次速度补偿),Un-Winder 指把WEB线材通过一定的张力控制来进行放线的设备。,2. 工作原理及技术用语说明,1) dancer/loadcell : 可以测出web线材的张力和模拟量值的输出的装置. 2) helper : 维持web线材的线速度，同时维持dance/loadcell一定的跳动幅度。 3) bobbin : 把web线材进行缠绕的轴 4) 初径 : 当轴上并没有缠绕线材的时候，轴的直径叫做初径。 5) 满径 : 当轴上被线材缠绕至最

5、大直径的时候，叫做满径。,1. WEB Application 说明_Capstan,1. Capstan,3 / 25,1) 通过capstan 1 ,使线材逐步的减少其相应的厚度。 2) capstan1, 2, 3 的 电机速度rpm需要全部统一, 随着线材厚度的减少，线速度也一起相应的降低。 3) 随着线速度的降低，张力检出设备(dancer等）检测以后，PID反馈值通常比PID参考值要小。 4) Web PID 控制器工作时，在电机转速rpm不断增大的时候，保持线速度mpm的稳定（1次速度补偿） 5) 利用线速度mpm与 (4)中求得的电机速度，然后推出线材的厚度m（从capstan

6、1 中开始递减 6) 利用推算出来的线材厚度m，来调整电机的转速rpm（2次速度补偿）,Capstan通过web把线材在速度保持一定的情况下缠绕与防卷中间，并维持张力控制的一部分，使拉丝机可以进行连续工作。,2. 工作原理及技术术语说明,dance/loadcell :可以测出web线材的张力和模拟量值的输出的装置 2) helper :维持web线材的线速度，同时维持dance一定的跳动幅度。 3) dies : 把web线材从厚变细的一种装置 4) 湿式拉丝机 : 在capstan的dies中，把线材拉细，中间释放出热量，然后使用化学药品进行冷却的方式 5) 干式拉丝机 : 在capsta

7、n产生的热量使用干粉冷却的方式冷却,1. WEB Application 说明_Winder,1. Winder,4 / 25,Winder加工过程中线材实际直径会在不断地增大。 2) 电机速度rpm恒定的话，实际直径会增加，线速度也会不断地上升。 3) 线速度增加的话，张力检测装置（dancer等）往上升，即PID反馈值比PID参考值要大。 4) Web PID控制器动作的时候，使电机转速rpm会降低，维持线速的恒定。（1次速度补偿） 5)利用 线速mpm 与 (4) 中求得的电机速度rpm ，求出直径m (相应增加). 6) 利用求出的直径m来降低电机的转速 rpm . (2次速度补偿),

8、Winder (Spooler)是指通过web进行一定的张力控制把线圈缠绕起来的设备 IS7 Winder 功能是从张力检测设备开始，接受张力反馈的信号以后，通过PID控制器进行的动作。使用直径输出计算，并把线材利用张力上的控制缠绕起来。,2. 工作原理及技术用语说明,1) dancer/loadcell :可以测出web线材的张力和模拟量值的输出的装置 2) helper :维持web线材的线速度，同时维持dance一定的跳动幅度。 3) bobbin : 把web线材进行缠绕的轴 4)初径 : 当轴上并没有缠绕线材的时候，轴的直径叫做初径。 5) 满径 : 当轴上被线材缠绕至最大直径的时候

9、，叫做满径。 6) traverse : 在bobbin上检测线材的速度位置，并使其进行移动的装置。,2. IS7 WEB 专用功能_S/W 整体构成,1. S/W 整体构成,5 / 25,主速度指令部分,直径计算部分,断线感知部分,WEB PID控制器部分,最终速度计算部分,模拟量输出部分,2. IS7 WEB 专用功能_主速度指令,1. 主速指令部分_Sequence,6 / 25,2. 主速指令部 _参数,2. IS7 WEB 专用功能_主速指令,1. 主速指令部_Quick Stop 功能,7 / 25,2. 参数,当LOOP张力控制装置中，紧急状况发生时，一边维持张力，使整个系统非常

10、规性停止。 APP82(Q Stop Dec T) : 非常停车时的的减速时间 Web Quick Stop（ On ）的情况 主速度设定为0，PID控制器继续动作，PID输出设定为出来的状态。 所以，维持张力的同时，使其停车。 注意) 完全停车以后，才可使变频器的运行指令变为OFF。,2. IS7 WEB 专用功能_WEB PID 控制器,1. WEB PID 控制器_Sequence,8 / 25,2. IS7 WEB 专用功能_WEB PID控制器,2. WEB PID 控制器_参数,9 / 25,2. IS7 WEB 专用功能_WEB PID 控制器,3. WEB PID 控制器_主要

11、功能,10 / 25,1) PID Start Ramp 功能 - 开始启动时，使PID控制器的输出逐渐增大 改善Dancer或 loadcell的输出过度现象 - 条件 : Error 100%, P Gain 100% - 说明 : 不使用Ramp时 使用Ramp时,2) 干扰补偿功能 - 由于外部原因设定的值发生异常情况，Error发生的时候 设定的 P Gain适用Dancer或loadcell的急剧变化情况。 - 参数,干扰补偿比例增益,2. IS7 WEB 专用功能_WEB PID 控制器,3. WEB PID 控制器主要功能,11 / 25,3) PI Gain 转换功能 - 由

12、于区间和组间的不同，P/I Gain值也不同，在不同的场合有不同的使用功能。 - 条件 : PI Change Spd1/2 设定值不同 (速度不同) 多功能输入端子输入不同 (Web PI Gain2) - 说明 : Web PI Gain2输入端子出现 PG Gain 转换频率的时候， 变成P2/I2 Gain PI Gain Ramp 时间设定功能,- 参数,2. IS7 WEB 专用功能_WEB PID控制器部分,3. WEB PID控制器_主要功能,12 / 25,4) 惯性补偿功能 - 随着时间的推移，直径在不断变化，从而惯性也产生变化，在直径不断增加的过程中，为了对其补偿因为惯性

13、而产生的变化，一定要增加比例增益。 - 说明 :,- 参数,a. APP56(None) :,b. APP56(Linear):,c. APP56(Square):,2. IS7 WEB 专用功能_直径计算部分,1. 直径计算部分_Sequence,13 / 25,1) 线速度是不可以任意进行调整的，一定要保证线速度mpm的固定不变。 2) 随着时间的增加，直径也增加，导致线速度也在增加。 3)随着线速度的增加，dance的张力（feedback）也在增加。 4) Web PID 控制器的输出是 (-) 值 5) 降低变频器输出频率来维持一定的线速度 6) 随着时间的增加，推定直径也会逐渐变大

14、,2. IS7 WEB 专用功能_直径计算部分,2. Bobbin选择及直径初始化功能,14 / 25,使用多个种类的(最大 4个)Bobbin的时候，各个Bobbin的初径值需要通过APP6366进行设置。 Bobbin变化时，从最小Bobbin开始，sensor无震荡时的正确缠绕 1) 求bobbin % 值:,3) 参数,2) Bobbin交替时 : 选择现在要安装的bobbin, 要通过Web Preset来先使直径大小初始化。,2. IS7 WEB 专用功能_直径计算部分,3. 直径计算功能,15 / 25,3) 参数,利用最小Diameter与 Max Main Speed，推算出

15、现在的直径。 即, 得出速度最快时的直径后，得出在现有速度中，推算出目前的直径达到多少。 1) 如何求Max Main Spd - 主速度指令给到100%时，最小的bobbin的初径的电机速度是最快的。 (条件 : 最小bobbin的初径(0.1m) , 最大线速度(350mpm), 电机(4极). Bate比(电机, 2.3:1),2) 直径计算,推算的直径m = (输出频率Hz*最小直径m)/最大直径Hz 推算的直径% = 主速度%*最小直径%/(目前的输出频率Hz*100/最大频率Hz),2. IS7 WEB 专用功能_直径计算部分,4. 直径计算终止功能,16 / 25,2) 参数,W

16、eb Hold等多功能输入或没有必要进行直径计算时的情况下，停止直径计算。 1) 使直径计算停止的条件 (1) 多功能输入 “Web Hold” : 输入On时 (2) 主速度指令% APP90 (Min Main Spd) (3) 多功能输入“Web Quick Stop” : On 设定后，可非常规性停车 (4) 断线感知状态(Web Break) (5) 多功能输入“Web Dis PID” : On (6) APP15 (Web PID En) : NO (7) JOG条件,2. IS7 WEB 专用功能_最终速度计算部分,1. 最终速度计算部分_Sequence,17 / 25,2.

17、 IS7 WEB 专用功能_最终速度计算部分,2. PID 输出方法选择,18 / 25,设定Web PID 控制器输出值，APP54(Fixed PID 选择)，设定值不同，输出不同。 1) 固定 PID值输出 - APP54(Fixed PID 选择) : Yes 设定时 - Web PID控制器的输出是PID输出%，与主速度变大没有关系。,2) 可变 PID 值输出 - APP54(Fixed PID 选择) : 设定时：NO - Web PID 控制器的输出PID 输出%，实现主速度的大比率输出,APP55(Min Fixed PID) 设定时 : 防止Web PID控制器的输出随着时

18、间变小,3) 参数,APP32 PID Out Scale(20%), APP55(10%), 现在PID输出(20%) 时,APP55 设定值,2. IS7 WEB 专用功能_最终速度计算部分,3. 最终速度计算,19 / 25,变频器最终速度是主速度指令% + 推定PID 输出% 值的直径，Scaling输出 1) 最终速度输出,2. IS7 WEB 专用功能_拼接功能,4. Splicing,20 / 25,- 变频器运行中线速度保持不变，可以使Winder的bobbin自动交换的系统。,（1) bobbin1在接近满径的时候，把信号传输给上位控制器。 （2) 把信号发送到上位控制器的空

19、bobbin2“Web Splice”多功能输入上。 （3) 给Splice level (APP93:Splice level) 降速的时候，bobbin2开始启动。 （4) bobbin交替的轴需要旋转180度后，开始交换。 （5) 与bobbin2交替完成后，信号传输给上位控制器。 （6) 上位控制器给bobbin2“Web Splice”多功能输入时，信号为“off”,bobbin2 由PID开始，并进行直径计算。,1) 概念图,2) 工作原理 :,3) 参数,上位机,线的行进方向,线的行进方向,2. IS7 WEB 专用功能_模拟量输出部分,1. 模拟量输出部分_Sequence,2

20、1 / 25,2. 参数,- 变频器正常运行时（多功能输入Web Bypass OFF+变频器运行中+不出错时） = 主速度% + PID 输出值%（通过模拟量输出接收到） - 变频器不正常运行时 = 乘以主速度% APP83(Bypass Gain)后，接收模拟量输出,2. IS7 WEB 专用功能_断线感知部分,1. 断线检测部分_Sequence,22 / 25,2. 参数,FeedBack值根据设定时间可大可小，为了保证断线检测功能，在web线材过热前，把信号给到上位控制器，使其保护自身的web线材。 APP76(Web Brk En) Warning : 不能停止， 只能Displa

21、y 多功能输出Web Brake设定时，输出继电器为ON Free-run : 多功能输出 Trip设定时输出继电器为ON - APP77(Web Brk St Dly) 开机启动时设定的时间，断线检测动作不发生,2. IS7 WEB 专用功能_其他功能,1. 依于模拟量输入的stall level调节功能,23 / 25,- 变频器运行过程中，根据模拟量的输入(V1/I1, V2/I2, Pulse) ，可以对stall level进行相应的调节。 - 保证Open loop unwinder中back tension。,- 要运行转矩模式，启动时是速度模式，在设定特定的频率后使其自动切换到

22、转矩模式。 - Open loop unwinder/winder中都可以使用.,2. 使用 外部PID 功能,3. 速度-转矩自动切换功能,- 变频器的内部PID控制器可以放在外面使用(External PID 控制器) - External PID 控制器的模拟量输出通过输出，向内部发送，可通过通讯发送Date。,3. IS7 WEB Field Test_参数设定阶段,1. 参数设定阶段,24 / 25,1. WEB 功能设定,3. PID Reference 设定,4. Feed Back 设定,5. Bobbin直径计算及设定,6. 最大速度计算及设定,7. 试运行,1) APP01

23、(application选择) : 5(Tension Ctrl) 2) APP02(张力控制运行模式选择) : 0(Winder) or 1(Un-Winder),2. 主速度设定,1) APP05(主速度指令方法选择) : 1(V1) 2) APP06(主速度家加速选择) : 0(NO) or 1(YES),1) APP15(张力控制PID控制选择) : 1(YES) 2) APP19(PID Keypad Reference Set) : 50% 3) APP20(PID Reference Source 选择) : 0(Keypad),1) APP21(PID Feedback Sou

24、rce 选择) : 1(I1) 2) Dancer最大/最小输出值确认及变频器的设定 : IN23IN26(I1 输入) 设定 3) Dancer 在中间位置时 Feed Back值输入需设定为4550%。,1) APP63APP66(Bobbin14 直径设定) : APP63(Bobbin 1) 14.28% 设定 2) APP67(Min Diameter) : 14.28% 设定 3) 实际计算式: 最大 Bobbin: 满径时 700mm, 最小 Bobbin: 初径时 100mm Min Diameter=100/700*100=14.28%,1) APP92(Max Main Spd) : 设定85.4