工控摘要：吹膜機是一種將塑料粒子加熱融化并吹成薄膜的設(shè)備，主要由吹膜和收卷兩部分組成。其中收卷部分的作用是將吹制出的薄膜卷取成卷，并使成卷的薄膜平整無皺紋,卷邊整齊,卷軸上的薄膜要松緊適中，以防止薄膜拉伸變形，保證質(zhì)量，因此收卷時必須采用恒張力控制。
目前行業(yè)內(nèi)主要使用力矩電機來實現(xiàn)上述控制，但在使用過程中存在著需手動調(diào)節(jié)，操作不方便，長時間運行時力矩電機發(fā)熱較高，其控制器較易損壞，可靠性不高的缺點。本文擬結(jié)合四方V360變頻器，介紹一種針對吹膜機收卷的恒張力控制系統(tǒng)，在保證收卷工藝的同時可顯著提高設(shè)備的操作簡易性和可靠性。
唐山變頻器吹膜機收卷工藝介紹
在整個收卷過程中都必須保持恒定的張力，且無需人工調(diào)節(jié)；
空卷啟動時不能張力過大，防止薄膜起皺，滿盤運行時不能張力過小，防止薄膜卷取過松；
系統(tǒng)響應(yīng)靈敏，加、減速過程中能夠根據(jù)前級速度及張力的變化快速調(diào)節(jié)，保證張力恒定；
要求將張力量化，即能根據(jù)不同薄膜生產(chǎn)的工藝要求來設(shè)定張力大小。
針對以上的幾點要求，利用V360變頻器設(shè)計了如下的控制系統(tǒng)。
控制方案
如下圖1所示，收卷的恒張力控制，是由系統(tǒng)中的張力傳感器輸出電壓信號回饋給變頻器的PID控制系統(tǒng)，經(jīng)過PID控制器的自動運算，變頻器改變輸出頻率從而調(diào)節(jié)收卷電機的運行速度以維持張力恒定。實際上，這是一種直接張力控制方式，因為PID的調(diào)節(jié)是基于張力傳感器反饋值進行運算的，其反饋值的大小直接反應(yīng)了收卷過程中張力的大小，所以可實現(xiàn)恒張力控制的要求。
圖1
系統(tǒng)原理框圖、接線圖及控制原理說明
系統(tǒng)原理框圖如下圖2所示：
圖2
系統(tǒng)接線圖如下圖3所示：
圖3
系統(tǒng)采用閉環(huán)矢量模式，將PID輸出作為轉(zhuǎn)矩給定。張力傳感器的反饋信號接入模擬輸入AI1（0～10V），將期望的張力值按百分比設(shè)定為PID給定值。系統(tǒng)運行過程中始終將反饋信號與給定值做比較，PID控制器根據(jù)其差值自動運算，以PID的輸出值來確定電機當(dāng)前的輸出轉(zhuǎn)矩，從而改變變頻器的輸出頻率以調(diào)節(jié)收卷電機的轉(zhuǎn)速，保證收卷過程中薄膜張力的恒定。
變頻器參數(shù)設(shè)置表
功能代碼名稱出廠值設(shè)定值
F0.0.09電機類型與控制模式選擇00000010
F3.0.00多功能輸入端子DI1015
F3.0.01多功能輸入端子DI2016
F3.0.02多功能輸入端子DI3722
F7.0.00過程PID功能選擇00000102
F7.0.02過程PID設(shè)定通道106
F7.0.13與*反饋對應(yīng)的模擬反饋量5.002.5
F7.0.17比例增益2.00.1
F7.0.18積分時間20.05.0
F8.3.39轉(zhuǎn)矩控制模式選擇01
F8.3.40轉(zhuǎn)矩指令通道選擇07
F8.3.45正向轉(zhuǎn)速限制數(shù)值1500750
F8.3.46反向轉(zhuǎn)速限制數(shù)值1500750
F8.3.47轉(zhuǎn)矩設(shè)定限制設(shè)置00000202
F8.3.48zui小轉(zhuǎn)矩限定1-200-100
F8.3.49zui小轉(zhuǎn)矩限定2-200-100
F8.3.50zui大轉(zhuǎn)矩限定120010
F8.3.51zui大轉(zhuǎn)矩限定2200100
F8.3.52轉(zhuǎn)矩零點偏置0.05.0
FF.0.00FF配置參數(shù)鎖定功能00000001
FF.0.01虛擬輸出節(jié)點定義（SDO1）057
FF.0.02虛擬輸出節(jié)點定義（SDO2）057
FF.0.09虛擬輸入功能定義（SDI1）035
FF.0.10虛擬輸入功能定義（SDI2）036
唐山變頻器結(jié)束語
本文介紹了一種基于四方V360矢量型變頻器的恒張力收卷控制系統(tǒng)，該方案可使收卷過程中薄膜張力非常穩(wěn)定，并能根據(jù)前級速度及收卷過程中張力的變化自動調(diào)節(jié)，對于具有多個收卷系統(tǒng)的機型還可實現(xiàn)相互間的平穩(wěn)切換，整個系統(tǒng)運行穩(wěn)定可靠，目前已成功的應(yīng)用于多個吹膜機收卷系統(tǒng)中。
