TD3300應(yīng)用案例

分類(lèi)：技術(shù)教程日期：2009-07-20 08:31:44 來(lái)源：廠商

TD3300應(yīng)用案例

一、廠家情況簡(jiǎn)介

　　在國(guó)內(nèi)繞組線拉絲機(jī)械制造方面是最大的廠家，年產(chǎn)拉絲機(jī)設(shè)備400多套，變頻器的用量主要集中在1KW，年

需400多臺(tái)，廠家主要設(shè)備有單變頻系統(tǒng)和雙變頻系統(tǒng)，單變頻系統(tǒng)使用11KW變頻器，拉絲部分和卷繞用一臺(tái)電

機(jī)驅(qū)動(dòng)，卷繞控制采用機(jī)械完成，變頻器轉(zhuǎn)矩達(dá)到要求就可以了，這種設(shè)備成本較低，但機(jī)械部分復(fù)雜；雙變頻

系統(tǒng)的收卷部分采用3.7KW變頻器控制4KW電機(jī)，要求卷繞張力恒定，廠家控制板加安川變頻器的方法實(shí)現(xiàn)，成本

較高，控制系統(tǒng)繁雜。目前市場(chǎng)壓力越來(lái)越大，廠家希望降低成本，希望卷繞部分采用變頻器直接進(jìn)行控制的

方式，而用安川變頻器無(wú)法實(shí)現(xiàn)，所以廠家對(duì)其他的變頻器廠商開(kāi)放了準(zhǔn)入的機(jī)會(huì)，廠方首先在雙變頻系統(tǒng)上包

括11KW主驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用我司變頻器。

二、背景

　　銅線細(xì)伸機(jī)（拉絲機(jī)）工作簡(jiǎn)要原理如下：

1.工作簡(jiǎn)要原理：
ｎ級(jí)拉伸共用一臺(tái)11KW電機(jī)拖動(dòng)，拉伸力來(lái)源于拉伸輪與銅線的摩擦力，摩擦力的大小與銅線的張緊程度

有關(guān)，整個(gè)拉伸系統(tǒng)各級(jí)之間依靠拉伸輪的轉(zhuǎn)速差別和線上張力傳遞來(lái)控制同步協(xié)調(diào)工作。工作時(shí)需用冷卻

油進(jìn)行散熱。繞圈部分用一臺(tái)3.7KW電機(jī)拖動(dòng)，需要保持第ｎ級(jí)拉伸到繞筒之間線上張力恒定，若這一段張

力波動(dòng)，則第ｎ級(jí)拉伸輪上的摩擦力就會(huì)波動(dòng)，依此類(lèi)推，整個(gè)拉伸系統(tǒng)就處于波動(dòng)狀態(tài)，拉出的銅絲質(zhì)量

會(huì)變差，甚至由于打滑將銅絲磨斷

2.系統(tǒng)控制要求：
11KW主驅(qū)動(dòng)用通用變頻器模擬給定速度的方式，很簡(jiǎn)單無(wú)特殊要求；卷繞部分用3.7KW電機(jī)驅(qū)動(dòng)，要求

線上張力恒定，張力擺桿保持在恒定位置，我們?cè)嚨木褪沁@一部分。

3.控制難點(diǎn)：
　末級(jí)銅線極細(xì)，極易拉斷，卷滿(mǎn)銅線的卷筒很重，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大。既要快速跟蹤主驅(qū)動(dòng)的速度變化，

又要調(diào)節(jié)線上張力恒定，還不能有過(guò)大的抖動(dòng)，同時(shí)卷徑的變化對(duì)輸出頻率與線速度的比例關(guān)系。

4.控制方案：采用頻率復(fù)合給定的方式
　　　　　　　　　　　　　　　F=F1×（D0/D）+ΔF

F為輸出頻率；F1為主設(shè)定頻率，利用主驅(qū)動(dòng)變頻器的模擬輸出按空卷時(shí)對(duì)應(yīng)的比例取得；D0為空筒卷徑D為

實(shí)際卷徑；ΔF為過(guò)程PID的輸出量，由變頻器內(nèi)置PID實(shí)現(xiàn)，反饋信號(hào)為張力擺桿的輸出。

5.結(jié)果：

加減速過(guò)程和恒速運(yùn)行都能保持穩(wěn)定的張力，空卷起動(dòng)運(yùn)行、滿(mǎn)卷起動(dòng)都沒(méi)問(wèn)題，最高線速2500M/MIN（變

頻器輸出頻率約100HZ）。

6.存在問(wèn)題：
　　實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上11KW主驅(qū)動(dòng)用的是松下變頻器，工作在V/F控制方式下，如果停機(jī)狀態(tài)銅線沒(méi)有繃緊，當(dāng)系統(tǒng)

開(kāi)始起動(dòng)時(shí)，因?yàn)榇蚧木壒剩黩?qū)動(dòng)沒(méi)有吃上載，隨著卷繞變頻器控制張力快速建立起來(lái)的同時(shí)，主驅(qū)動(dòng)

的負(fù)載突然增加而轉(zhuǎn)速跌落很大，使線上張力急速變大，造成的結(jié)果要么是拉斷銅線，要么是引起PID調(diào)節(jié)的

振蕩，再者松下變頻器的模擬輸出在0~5HZ嚴(yán)重偏高，并且在60HZ就達(dá)到滿(mǎn)值。因?yàn)橐陨系脑颍瓜到y(tǒng)起動(dòng)

的開(kāi)始部分象過(guò)關(guān)，一旦起動(dòng)起來(lái)，其他的過(guò)程都沒(méi)問(wèn)題。我們做實(shí)驗(yàn)，起動(dòng)前先手工將銅線繃緊，就能順

利起動(dòng)起來(lái)。

　　廠方電氣部的張部長(zhǎng)對(duì)調(diào)試結(jié)果很滿(mǎn)意，對(duì)主驅(qū)動(dòng)11KW松下變頻器的性能不足也很了解，要求下次將主

驅(qū)動(dòng)的11KW變頻器換成我司的TD3000，把控制效果調(diào)到最佳。

　　　拉絲機(jī)的卷繞部分直接用變頻器控制目前還是第一次實(shí)現(xiàn)，永雄機(jī)械廠使用變頻器的品牌也很多，但

都不能對(duì)卷繞直接控制，以前采用的大多是伺服電機(jī)控制，系統(tǒng)成本不低，工藝復(fù)雜，廠方一直想用變頻器

取代。我司變頻器的成功應(yīng)用，必將大大提升我司在拉絲行業(yè)的品牌，并對(duì)其他工控行業(yè)產(chǎn)生輻射效應(yīng)。單

純就永雄機(jī)械廠來(lái)講，同類(lèi)機(jī)械年產(chǎn)即四、五百臺(tái)，每一臺(tái)用一臺(tái)11KW和一臺(tái)3.7KW，其它設(shè)備使用的通用變

頻器若全采用我司的，數(shù)量也很可觀。通過(guò)永雄機(jī)械廠在同行業(yè)中影響，我司變頻器在拉絲行業(yè)的推廣將會(huì)

有很大優(yōu)勢(shì)。

控制性能完全達(dá)到要求，無(wú)論起動(dòng)、停機(jī)還是高速運(yùn)行，收線張力都很平穩(wěn)，起動(dòng)、停機(jī)時(shí)間也可以調(diào)的比

較短，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)，PID參數(shù)在比較寬的范圍內(nèi)都能達(dá)到控制效果，使以后用戶(hù)的調(diào)試變的很簡(jiǎn)單。在調(diào)試過(guò)程

中發(fā)現(xiàn)高速時(shí)張力擺桿會(huì)出現(xiàn)周期性的擺動(dòng)，怎么調(diào)節(jié)PID參數(shù)也無(wú)法消除，后來(lái)發(fā)現(xiàn)擾動(dòng)發(fā)生在排線器走到

兩邊時(shí)，停機(jī)觀察，原來(lái)是排線器沒(méi)有調(diào)好，使卷繞不均勻，兩邊緊靠邊的地方卷徑明顯比中間粗，擾動(dòng)即

來(lái)源于此，換上新卷后，擾動(dòng)消失。通過(guò)和上次調(diào)試情況對(duì)比，TD3000的性能優(yōu)勢(shì)是非常明顯的，起動(dòng)時(shí)觀

察電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)很平穩(wěn)，模擬量輸出信號(hào)線形度非常好。我們調(diào)試用的拉絲機(jī)已經(jīng)很舊，高速拉絲振動(dòng)很大，控

制柜是99年DANFOSS的代理商給設(shè)計(jì)的。廠方很滿(mǎn)意調(diào)試結(jié)果，馬上要針對(duì)我司重新設(shè)計(jì)兩套控制柜，作為高

性能拉絲機(jī)樣機(jī)參加展覽，對(duì)我司在拉絲行業(yè)甚至整個(gè)工控行業(yè)的品牌提升將會(huì)產(chǎn)生很大影響。

（附）控制接線圖如下：

7.控制方案及功能碼如下
　　A、拉絲機(jī)的主驅(qū)動(dòng)選用TD3000 11KW變頻器，采用端子控制、模擬速度設(shè)定，模擬輸出端子AO1設(shè)定為運(yùn)