MD系列變頻器在整經(jīng)機(jī)上的應(yīng)用

整經(jīng)機(jī)是紡織行業(yè)不可缺少的設(shè)備，它將多個(gè)小盤(pán)上的線料整理到大盤(pán)上為后續(xù)織布做好準(zhǔn)備。目前各個(gè)廠家整經(jīng)機(jī)大致可分為三種控制方案：1）少數(shù)小型的整經(jīng)機(jī)只控制線速恒定，不控制張力使收線盤(pán)收線里外松緊不均，這必然造成放線織布也松緊不均，嚴(yán)重影響布料的質(zhì)量；2）張力和線速度分開(kāi)控制，收線控制線速度后級(jí)用轉(zhuǎn)矩模式控制其張力，這樣容易造成張力與線速度控制相互影響，收線在做PID調(diào)節(jié)時(shí)造成張力的波動(dòng)，且受慣量摩擦等的影響起停時(shí)容易造成松線和斷線；3）采用伺服控制，成本太高系統(tǒng)復(fù)雜，也帶來(lái)維修不便。本文以某機(jī)械廠的實(shí)例來(lái)介紹匯川MD系列變頻器在整經(jīng)機(jī)上的應(yīng)用，它具有配置簡(jiǎn)練、邏輯清晰、控制效果好、成本低的優(yōu)點(diǎn)。

二、系統(tǒng)構(gòu)成
主要由兩變頻器控制的收線電機(jī)和張力調(diào)節(jié)電機(jī)及PLC、觸摸屏、編碼器、壓力傳感器和低壓元件等組成。如下圖所示

整經(jīng)機(jī)示意圖

三、控制要求
a、線收盤(pán)時(shí)線速度和張力恒定、波動(dòng)小、可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)；
b、起停經(jīng)線松緊均勻不斷線；
c、必要的保護(hù)操作方便。

四、實(shí)現(xiàn)過(guò)程

a、恒線速度控制
收線變頻器控制線速恒定。由羅拉軸上的編碼器轉(zhuǎn)過(guò)的脈沖頻率和軸直徑即可算出線料的實(shí)際線速度（V=a＊π＊D/bV-線速度；a-每秒脈沖數(shù)；D-軸直徑；b-編碼器轉(zhuǎn)一圈產(chǎn)生的脈沖），通過(guò)DI5輸入（編碼器的B相）到變頻器作為線速度反饋，給定量通過(guò)HMI設(shè)定輸入PLC再通訊寫(xiě)入變頻器，由變頻器內(nèi)部PID計(jì)算構(gòu)成閉環(huán)控制。但變頻器內(nèi)沒(méi)有線速度這一物理量，因?yàn)橹灰刂屏_拉軸上每秒轉(zhuǎn)過(guò)的脈沖數(shù)不變也就確保了線速度的恒定，為此DI5輸入最大頻率的參數(shù)F4-30要設(shè)為最高線速度時(shí)的脈沖頻率（零到最大脈沖頻率對(duì)應(yīng)零到最大線速度，給定是設(shè)成由百分比其物理量為百分比再乘上最大線速度）。

b、恒張力控制
張力控制幾點(diǎn)說(shuō)明
1）張力控制采用我司的簡(jiǎn)易伺服非標(biāo)變頻器，它的特點(diǎn)：要配PG卡（編碼器反饋卡）；必須運(yùn)行在有傳感器矢量控制模式；輸入DI5多少脈沖電機(jī)就轉(zhuǎn)過(guò)相應(yīng)的角度，其對(duì)應(yīng)關(guān)系可通過(guò)FE-00脈沖比例系數(shù)來(lái)調(diào)整；用于小慣量位置控制。
2）FE-00脈沖比例設(shè)定是指從DI5輸入的指令脈沖與變頻器所帶電機(jī)的編碼器脈沖的比例，也就是當(dāng)DI5輸入一個(gè)脈沖需要電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)幾個(gè)脈沖。
3）FE-02：調(diào)節(jié)器比例。變頻器對(duì)脈沖的調(diào)節(jié)是通過(guò)檢測(cè)DI5輸入的脈沖與編碼器脈沖之間的誤差（脈沖比例考慮在內(nèi)）進(jìn)行頻率調(diào)節(jié)，該參數(shù)即為調(diào)節(jié)器系數(shù)。越強(qiáng)調(diào)節(jié)越快，但穩(wěn)定性會(huì)便差，反之調(diào)節(jié)慢，穩(wěn)定性好。
4）為了控制簡(jiǎn)單機(jī)械要求：張力傳感器的前后級(jí)（前級(jí)指主收卷后級(jí)指簡(jiǎn)易伺服，以下相同）兩羅拉軸直徑相同；后級(jí)電機(jī)到羅拉軸的機(jī)械傳動(dòng)比為1；兩個(gè)編碼器的規(guī)格一樣（每周脈沖量相同）。

張力控制原理：前級(jí)羅拉的編碼器的b相輸入到后級(jí)的DI5做為脈沖給定，當(dāng)脈沖比例FE-00設(shè)為1時(shí)，后級(jí)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度就與前級(jí)羅拉軸轉(zhuǎn)過(guò)的角度相同，這樣就保證了兩羅拉軸同步運(yùn)行。要保證張力恒定只需調(diào)整后級(jí)羅拉軸與前級(jí)羅拉軸的相對(duì)速度即可，根據(jù)壓力傳感器上的反饋張力和張力給定量（HMI設(shè)定輸入PLC再通訊寫(xiě)入變頻器）經(jīng)PLC內(nèi)部PI計(jì)算來(lái)調(diào)整（通訊更改）后級(jí)的脈沖比例系數(shù)FE-00來(lái)改變電機(jī)的相對(duì)轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)恒張力。

五、結(jié)論
該方案的張力控制由于采用收線羅拉上的編碼器做為簡(jiǎn)易伺服變頻器的脈沖給定，當(dāng)前級(jí)控制速度PID調(diào)節(jié)時(shí)羅拉軸轉(zhuǎn)速改變，輸入到后級(jí)變頻器上的脈沖相應(yīng)改變，所以系統(tǒng)的后級(jí)張力調(diào)節(jié)是在跟蹤前級(jí)速度基礎(chǔ)上疊加一個(gè)量（改變脈沖比例系數(shù)），大大減少了速度調(diào)節(jié)對(duì)張力的影響。系統(tǒng)是用位置控制保證張力的，因此機(jī)械慣量摩擦等因素對(duì)張力影響很小，起停平穩(wěn)張力控制精度有了很大提高。本方案配置簡(jiǎn)練、邏輯清晰、控制效果好、成本低的優(yōu)點(diǎn)已在紡織行業(yè)中廣泛應(yīng)用。