懸浮式
高真空卷繞式鍍膜機的卷繞控制要求高精度的轉(zhuǎn)矩控制,以前一般采用直流驅(qū)動,但是隨著交流驅(qū)動技術(shù)的飛速發(fā)展,現(xiàn)在逐步采用交流永磁同步伺服電機或交流異步電機驅(qū)動。丹佛斯FC302系列驅(qū)動器具有伺服級的驅(qū)動性能,驅(qū)動交流異步電機也有實現(xiàn)平穩(wěn)的轉(zhuǎn)矩控制,為這個行業(yè)提供了一種易用的解決方案,用戶只需要設(shè)置幾個簡單的參數(shù),就能滿足實際生產(chǎn)需求,操作和調(diào)試也非常簡便。
一、懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的傳動結(jié)構(gòu): 放卷轉(zhuǎn)向為正
放卷轉(zhuǎn)向為負
3驅(qū)動懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的典型傳動結(jié)構(gòu),其中:
M1為冷卻輥,直徑恒定,由一臺FC302驅(qū)動,冷輥的速度即為鍍膜的線速度。
M2為收卷輥,中心卷繞,直徑逐步變大,由一臺FC302驅(qū)動,提供收卷張力。
M3為放卷輥,中心卷繞,直徑逐步變小,由一臺FC302驅(qū)動,提供放卷張力。
冷卻輥和收卷輥的轉(zhuǎn)向是固定的,但是放卷輥由于卷筒卷繞方向不同,工作時有正、反兩種轉(zhuǎn)向,對應(yīng)反、正兩種轉(zhuǎn)矩。
真空鍍膜機傳動系統(tǒng)的特點: 1.由于真空室狹小,無法安裝張力檢測裝置,所以收、放卷張力完全要靠收、放卷驅(qū)動的電機直接控制。因此收、放卷驅(qū)動器都工作于轉(zhuǎn)矩工作模式。對于較輕較薄的材料,收卷還必須有張力錐度功能。
2.由于工藝方面的原因,起主傳動作用的冷卻輥上沒有壓輥,因此冷卻輥只能靠摩擦力帶動薄膜;收、放卷張力相差較大時,薄膜很容易在冷卻輥上打滑。如何防止打滑是驅(qū)動控制方面的難題。
二、控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu): 收卷用丹佛斯FC302+MCO305,MCO305上有主、從兩個編碼器接口,主編碼器接口信號來自冷卻輥電機編碼器,負責采集線速度信號;從編碼器信號來自本機電機編碼器,采集本機轉(zhuǎn)速,并作磁通矢量控制的反饋源。
放卷的配置與控制方法與收卷的基本相同。
冷卻輥控制相對比較簡單,主要負責恒線速度控制與計米。
PLC負責一般的數(shù)字邏輯控制,所有計算全部在運動控制器MCO305內(nèi)完成。
卷徑計算:
根據(jù)線速度相同原理:
可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。
收卷張力錐度控制:
有了當前卷徑值,和張力錐度設(shè)定值,就能計算當前張力。張力與卷徑的關(guān)系,當張力錐度為0時,張力保持恒定不變,相當于恒張力控制;當張力錐度為100%時,卷徑每增大1倍,張力就下降一半,相當于恒轉(zhuǎn)矩控制。
計算公式如下:
其中:D為當前卷徑
Dmin為最小卷徑
Tap為張力錐度
Tref為追小卷徑時的張力錐度參考值
當Tap=0時,Ttap=Tref
當Tap=1時,Ttap=
加減速轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩:
為了實現(xiàn)高精度的張力控制,程序中還必須加入摩擦轉(zhuǎn)矩和加減速轉(zhuǎn)矩補償。
加速轉(zhuǎn)矩Tβ=β×J
其中,β為角加速度;
轉(zhuǎn)動慣量J=
三、結(jié)束語:
現(xiàn)場實際運行證明丹佛斯FC302驅(qū)動器+MCO305運動控制器的解決方案完全能夠滿足真空鍍膜機的卷繞控制要求。整機加減速速度超過原來的控制方式,大大減少了原材料的浪費。控制系統(tǒng)調(diào)試和參數(shù)設(shè)置都比較方便。最令客戶滿意的是電機可以采用比較經(jīng)濟的交流異步電機,在張力控制精度要求更高的場合才需要升級使用交流永磁同步電機。由于FC302既能驅(qū)動異步電機,又能驅(qū)動同步電機,系統(tǒng)升級時只需簡單地更換電機即可。