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艾默生TD3300变频器与三菱PLC可编程控制器在高速微拉丝机应用调试报告

点击:2388 日期:2016-05-14 选择字号:

艾默生TD3300变频器与三菱PLC可编程控制器在高速微拉丝机应用调试报告
1 拉丝机双变频控制系统
系统组成:
拉丝机变频控制系统目前用的最多的是双变频系统,其中一台作为主拉,另一台作收线控制;
1.1系统配置:主拉为11kW/EV2000,收线采用4kW/TD3300。电机都为2极电机。最高速2880r/min,最高频率50hz;配有电磁刹车。
1.2工艺要求:
(1)最高收线速度2000m/min;
(2)收卷卷径223-300mm。
(3)进线0.9mm,出线0.15mm,铜丝
1.3控制原理:
主拉变频器实际上只作一个简单的调速,做为收线速度基准。线速度在控制中是个非常重要的参数。收线变频器根据张力摆杆反馈的信号进行PID微调控制运行频率,保证其收线速度恒定,从某种意义上讲也保证了起收线的张力恒定。
2.调试说明:
为了配合断线的检测,在启动的时候,先将摆杆托起到平衡位置,等线拉紧了,再松开,防止摆杆在短线位置,电机不能启动。
在调试时,首先将主拉和收卷变频器的开环矢量方式调试正常。根据工艺要求的最大线速度计算出收卷变频器所需要的最大运行频率,然后根据实际的传动比对应好主拉的最大频率,保证前后级的线速度差不是很大。从而根据摆杆电位器反馈值做PID调节控制收卷变频器时,可以很好的控制前后级的线速度同步。另外,主拉变频器的加减速时间尽可能的长(一般在80-100s),可以平稳的进行加减速。
调试过程中的问题及解决方法
2.1 启动开始阶段,收线摆干往上翘,直到把线拉断了,分析是
A、由于收线电机的速度突然上升太快的原因。由于收线电机开机时速度的偏差比较大,在进行调解的时候调解的量过大,找到机械上因为电磁刹车片放开的时候还有一定的摩擦力,导致收卷电机启动上就慢一步,通过调整刹车片,解决这个方面的问题
B、还有就是同步频率没有调整好,通过调整最大线速度,使变频器运算的线速度和实际的线速度更接近。
2.2启动后拖着摆杆感觉又往下压的力量。
分析:作用在摆杆上的力都是往上的力,除了摆杆的自重,但是明显感觉这个力更摆杆自重的理不一样,而且要大于摆杆的自重,可能是由于正好处于摆杆起/落的临界状态,而且变化频繁,是摆杆抖动的反应。问题有待分析,解决的方法已经找到。
解决:通过调大最大的线速度,现象解决。
2.3 拉丝电机升速到设定值的一刻,摆杆有个比较大的波动,有时大的波动可能短线或者判断为断线。
分析:由于收线电机是从动的,在拉丝加速过程中,收卷的速度总是滞后的,如果拉丝不加速了,收卷通过的PID的调解有个过调,这个是pid调解的作用。
解决:调大一点微分时间,摆杆在收到大的扰动是很快回到平衡位置而且超调量也减小。
2.4停车过程中,收卷电机总是比拉丝电机晚停止,造成线被拉断。
分析:由于收卷电机的减速比小于1,为0.86,而且收卷棍子上的惯量比较大,另外收卷的速度是对拉丝速度的跟踪,总是慢于拉丝,所以停车时,造成收卷比拉丝晚停,只要多转半圈,就可能把线拉断。
解决:收卷要比拉丝早停,收卷早停对线材和系统没有任何影响,这样利用拉丝变频器里的继电器FDT输出功能,在拉丝到0.5HZ时,拉丝变频器停止,并且电磁刹车作用,解决了停车的问题。
2.5启动停车时,拉丝电机的加减速时间不可控
分析:拉丝电机应该加减速时间长一点,这样便于收卷电机的跟踪。可是对于设定再长的加减速时间,好像也没有作用
解决:发现拉丝电机的停车方式为自由加减速,调整为直线加减速后好了。
2.6启动后发现摆杆上去后又降下,手托住后有上升,让后还是会降下。
分析:查看卷径计算一直在大变化,影响了收卷的线速度,原因在于最高的线速度设定值高于实际的值了,让摆杆长时间处于高于设定值的位置,卷径计算的值就高于实际值,电机的速度就下降。反复这样,另外一个原因在观察了拉丝电机启动过程,到1~2hz时候徘徊不上,有时还会下降,可能考虑是低频力矩不够,通过对EV2000进行低频力矩补偿,解决
解决:降低最小线速度,现象解决。对EV2000进行低频力矩补偿,解决

3,调试总结
3.1、影响调试进度的原因有很多,包括很多的机械的和外围电器的原因,如果仅从变频器去调节,可能永远也达不到目的,所以要多注意从现象先去排除外围的影响。在拉丝机调试中,发现有一些参数是比较重要的:最大线速度、最小线速度、拉丝电机的加减速时间、卷径计算、卷径滤波、pid参考量为卷径。
3.2、调试最终现象结果:
启动升速过程:开始摆杆位置保持平稳,且稍低于设定值;
启动-〉设定频率:摆杆一个小的波动,上下摆动一下,保持在平衡位置;
设定频率运行:摆杆平稳,观察摆杆反馈电压,在设定值上下0.25v波动,摆杆看上去平稳的。正常波动在一个上下摆动可以消除掉;
升/降速过程:升速波动平稳,扰动可以在一个振荡中就消除;
停车过程:摆杆波动不大,在低于设定值1.2v内波动,拉丝降到0.5hz,收卷提前刹车;
停车:摆杆固定在偏设定值1.2v的高度位置。

附表:1
Ev2000主要修改参数
F0.00=3 F7.00=9 F7.10=2 F7.13=0.5 F7.15=0
F7.30=96 FH.00=2
F0.09=2.5转矩提升

TD3300主要修改参数
F0.02=1 F0.03=0 F0.05=1 F0.07=50 F0.08=50 F0.09=0.5 F0.10=0.5 F0.11=0.5
F1.00=0 F1.01=4.0
F7.00=0 F7.02=2 F7.03=10 F7.04=3 F7.05=1.0 F7.06=12 F7.07=2.5 F7.08=0.95 F7.09=0 F7.10=0 F7.11=0.1 F7.12=50 F7.13=100
F8.00=0 F8.01=0 F8.02=50 F8.03=100 F8.04=4 F8.06=0 F8.07=0 F8.08=1 F8.09=300 F8.10=223 F8.11=0 F8.12=223 F8.17=0
FA.10=7
FC.00=2 FC.01=0 FC.02=0 FC.03=1940 FC.04=500 FC.05=9.99