張力變頻器在膠版印刷機上的應用

關鍵詞：張力變頻;控制技術;應用思路

引言

　　隨著變頻技術發(fā)展，張力變頻器在膠印機這樣的印刷行業(yè)得到越來越廣泛的應用，它由單一的驅動功能導入了智能控制技術，引領張力控制的新方向。

1.膠印機簡介:

　　膠版印刷機,簡稱膠印機，也叫柔版印刷機。是將制作好的圖文印版（一般為膠質材料）貼在滾筒上，通過網紋輥（也叫網轆）傳遞油墨的印刷方式，將凸出的圖文轉印在承印物上的印刷設備。通常主要應用在紙張、薄膜、無紡布材料的包裝印刷上。按機械結構分類，主要有平座膠印機和天橋膠印機;按印刷顏色種類，分為單色機、二色機、六色機等。所印顏色越多，對套色的位置精度相對越高，對恒定的張力控制要求也會較高。

2.傳統(tǒng)的張力控制：

　　1、傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)的構成：

　　傳統(tǒng)的放卷張力控制是采用張力控制器與磁粉制動器工作的;其收卷張力是采用力矩控制器與力矩電機來完成控制的。主機的傳動控制使用普通變頻器和異步電機來實現。

　　2、傳統(tǒng)方案的缺點：

　　傳統(tǒng)的張力控制方式，雖然在某種程度上滿足了張力控制的要求，但在實際應用過程中存在以下缺陷：

　　1）磁粉制動器是根據電磁原理和利用磁粉傳遞轉矩的，依靠磁粉所產生的摩擦力來實現制動的，高速運行時，磁粉所產生的摩擦力較大，產生的高溫使離合器發(fā)熱而影響其使用壽命。容易導致磁粉老化、退磁，原控制張力變小。為設備維護帶來不便。

　　2）力矩電機常需手動調速，操作不方便，長時間運行時力矩電機發(fā)熱也較高，其控制器也較易損壞，可靠性不高。

3.張力變頻控制方案：

　　英威騰CHV170張力變頻器不僅具備傳統(tǒng)變頻的驅動功能，還具有張力控制與運算的功能，可克服以上傳統(tǒng)張力控制的劣勢。結合已在東莞某印刷機械公司的成功推廣經驗，總結CHV170張力型變頻器在膠印機應用的解決方案。

　　1、 膠印機傳動流程圖：

　　以上膠印機傳動，主要由主機傳動、放卷部分與收卷部分組成。收卷一般采用中心軸或表面收卷，放卷通常采用中心軸放卷。傳動棍是輔助傳動機構，圖文印刷在主機傳動部分來完成。

　　2、 膠印機變頻控制接線圖：

　　3、 張力變頻系統(tǒng)原理框圖：

　　系統(tǒng)說明：

　　以上膠印機的傳動系統(tǒng)采用的是無張力反饋的轉矩控制來完成，屬張力開環(huán)控制，其張力的控制功能由變頻器內部自身來完成。主機變頻器的速度由電位器通過AI1通道進行調節(jié)，系統(tǒng)運行后，主機將主速度信號通過HDO高速脈沖輸出口輸出速度脈沖信號，傳送到放卷變頻器與收卷變頻器的HDI1脈沖輸入口作為其同步速度的給定。用脈沖傳送的優(yōu)點是能避免在傳輸過程中信號的干擾。

　　放卷與收卷張力大小分別由放卷和收卷變頻器的AI2通道的電位器進行調節(jié)，其設定張力的大小通過變頻AO輸出口連接到數顯儀表上。變頻故障信號指示通過3臺變頻各自的繼電器常開點輸出。放卷與收卷電機不但與主機速度同步，其速度還與當前卷徑大小有關。系統(tǒng)工作時，收卷處于電動狀態(tài)，放卷處于發(fā)電狀態(tài)。通過共接直流母線的方法，使系統(tǒng)在停止時，變頻不會出現跳過壓的故障。正常運行時，再生能源可傳給電動狀態(tài)的電機工作，還能達到節(jié)能的效果。收放卷均配置PG卡和編碼器，能使電機在低頻旋轉時速度均勻，提高轉矩控制的精度。收放卷的反轉開關能便于其旋轉方向的選擇，靈活方便。

　　4、 張力變頻方案的優(yōu)點：

　　1） 收放卷張力調整簡便，張力與同步控制均在變頻器中完成，可靠性與穩(wěn)定性大大提高;

　　2） 采用矢量控制，動態(tài)響應快、控制精度高，加減速時張力恒定，避免出現套色錯位;

　　3） 張力變頻器的使用壽命長，系統(tǒng)使用與維護十分簡便。

　　4） 可通過變頻的脈沖傳送數據，可省掉在PLC控制場合所需的模擬量模塊，節(jié)省成本。

　　5、調試過程及參數設置：

　　1）斷開負載，輸入電機銘牌參數（電機額定功率、額定轉速、額定電壓、額定電流），裝好編碼器，進行旋轉參數自學習;

　　2）對有PG矢量控制的成功運行，包括零速（0.00HZ）、低速（0.5HZ）、中速（20HZ）、高速（50HZ）均能保持運行穩(wěn)定，沒有出現抖動現象。

　　3）將收放卷變頻器的P0.17設為3，按”RUN”鍵進行轉矩自學習;

　　4）設置以下變頻器參數：

　　主機參數：

　　收卷參數：

　　放卷參數：

　　6、常遇問題與處理方法：

　　1）電機在運轉時不均勻：

　　可檢查編碼器的接地是否接到PG卡的COM端，編碼器是否工作正常（可用萬用表量測編碼器的A相與B相是否均達到直流5V以上）。尤其是低速運行時若有抖動，可減小P3.00的值，觀察工作電流是否平穩(wěn)。另外還須檢查機械傳動的自身問題，其鏈輪是否有偏離，鏈條過松等。

　　2）變頻一運行，電機抖動很大：

　　檢查編碼器是否反相（調整P3.11的值），編碼器線數是否設對。

　　3）不同速度運行時，收卷或放卷的張力大小不相同：

　　可檢查是否已進行轉矩自學習，以消除慣量補償的影響。

　　4）收卷或放卷跟不上主機的速度：

　　可在主機低速運行時，適當調高相應的收卷或放卷的張力，達到張力的恒定。

參考文獻：

　　《CHV170產品說明書》 （深圳市英威騰電氣股份有限公司）