AC60-L變頻器在無張力反饋的恒張力設備上成功應用

在很多自動化設備生產過程中，必須保證被加工材料的張力恒定，才能保證產品的品質和生產效率。如拉絲、紡織、鋼帶收放卷等行業中，都大量的應用到恒張力控制。

一、控制方式及其特點

根據各種場合不同，控制方式可分為：閉環控制和開環控制兩種方式。

1、 閉環控制方式

用張力檢測裝置直接檢測材料張力，以反饋形式經過PI運算來達到恒定的閉環式全自動控制方式稱為閉環速度控制。

盡管可以獲得與目標值相應的正確張力，但是相對于短時間的干擾容易引起擾動現象，所以需要進行比例積分控制。偉創變頻器對于這種擾動處理表現非常優越。

特點：適合應用在容易安裝張力反饋裝置系統（張力桿、氣缸擺臂、浮動輥）、線速度高的場合。如微拉機、細拉機等。

在我們使用客戶的長期合作中，我們了解到，在閉環張力控制中擺臂系統由于長期處于運動狀態，外部環境又非常惡劣，所以張力臂氣缸是最大的易損件，而且不管是使用位移傳感器還是電位器都存在信號衰減和現場干擾等問題。

2、 開環控制方式（無張力反饋）

開環是指不需要張力反饋信號，變頻器直接控制電機的輸出轉矩，輸出頻率跟隨材料的線速度自動變化。如果加裝脈沖編碼器，可以更精確控制電機的輸出轉矩。

在收卷（放卷）時，根據預先設定空徑D1（滿徑D）、線速度（V）、材料厚度（T）在單位時間（S）內進行厚度累積運算來自動卷徑檢測，以控制收卷扭矩和放卷制動扭矩來達到恒張力控制。在PLC內部建立收（放）卷數學模型，實時精準控制收（放）卷電機輸出轉矩，達到恒張力收卷。
其收卷數學模型為：
D=√D12+4TVtF0/∏＊KB＊K
其中：T ——材料厚度
KB——加減速慣量補償
F0——初始空卷張力設定
K ——錐度系數
D1——最小直徑
D4 ——最大直徑
V ——線速度
D——當前卷徑

與閉環控制方式相比而言，它對劇烈干擾影響不會產生過敏反應，可實現穩定的張力控制。

特點：適合應用在無法安裝張力反饋裝置的場合。通過人機界面可以很直觀的設定相關參數。

下面我們對開環轉矩控制方式做闡述。

二、系統配置

目的：無須在變頻器做任何操作。（除了幾個基本參數需要設置外）即可方便的在線直觀的進行監控、卷徑設定、卷徑復位等操作。

系統配置如下：

1、 PLC 主機FX1N-8MR 通訊模塊FX1N-485BD

PLC與主驅動變頻器、收（放）卷變頻器進行RS485通訊。通訊協議采用MODBUS RTU標準。通過設定的卷徑、材料厚度、線速度等參數在PLC軟件里進行累積厚度演算出當前卷徑。從而根據當前實時卷徑計算出收（放）卷頻率。發送讀、寫命令控制變頻器運行/停止、輸出頻率。

2、 觸摸屏

根據工藝要求在畫面參數欄里面設置空徑、滿徑、材料厚度等參數。監控當前卷徑 、累計米數、輸出頻率等。控制欄里面實現收（放）卷功能切換、起停、卷徑復位、參數清零等等。

3、 AC60-L專用型變頻器

主機配置15KW變頻器。 從機收（放）卷配置11KW變頻器。具有良好的低頻轉矩性能。轉差補償針對恒張力控制轉矩控制表現出優越的特性。

4、配置示意圖1：

5、人機界面參數欄示意圖2