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，它將多個小盤上的線料整理到大盤上為后續(xù)織布做好準(zhǔn)備。目前各個廠家整經(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）張力和線速度分開控制，收線控制線速度后級用轉(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)時造成張力的波動，且受慣量摩擦等的影響起停時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，也帶來維修不便。本文以某機(jī)械廠的實(shí)例來介紹匯川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、線收盤時線速度和張力恒定、波動小、可無級調(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HMI設(shè)定輸入PLC再通訊寫入變頻器，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)沒有線速度這一物理量，因?yàn)橹灰刂屏_拉軸上每秒轉(zhuǎn)過的脈沖數(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)為最高線速度時的脈沖頻率（零到最大脈沖頻率對應(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)說明
1）張力控制采用我司的簡易伺服非標(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)過相應(yīng)的角度，其對應(yīng)關(guān)系可通過FE-00脈沖比例系數(shù)來調(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輸入一個脈沖需要電機(jī)轉(zhuǎn)過幾個脈沖。
3）FE-02：調(diào)節(jié)器比例。變頻器對脈沖的調(diào)節(jié)是通過檢測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)定性會便差，反之調(diào)節(jié)慢，穩(wěn)定性好。
4）為了控制簡單機(jī)械要求：張力傳感器的前后級（前級指主收卷后級指簡易伺服，以下相同）兩羅拉軸直徑相同；后級電機(jī)到羅拉軸的機(jī)械傳動比為1；兩個編碼器的規(guī)格一樣（每周脈沖量相同）。

張力控制原理：前級羅拉的編碼器的b相輸入到后級的DI5做為脈沖給定，當(dāng)脈沖比例FE-00設(shè)為1時，后級電機(jī)轉(zhuǎn)過的角度就與前級羅拉軸轉(zhuǎn)過的角度相同，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)整后級羅拉軸與前級羅拉軸的相對速度即可，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再通訊寫入變頻器）經(jīng)PLC內(nèi)部PI計(jì)算來調(diào)整（通訊更改）后級的脈沖比例系數(shù)FE-00來改變電機(jī)的相對轉(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易伺服變頻器的脈沖給定，當(dāng)前級控制速度PID調(diào)節(jié)時羅拉軸轉(zhuǎn)速改變，輸入到后級變頻器上的脈沖相應(yīng)改變，所以系統(tǒng)的后級張力調(diào)節(jié)是在跟蹤前級速度基礎(chǔ)上疊加一個量（改變脈沖比例系數(shù)），大大減少了速度調(diào)節(jié)對張力的影響。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。