2022年2022年拉力控制速度 .pdf

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1、INVT变频器在拉丝机上的应用发布:2011-05-29|作者:|来源:liaogongming|查看:477 次|用户关注：摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用 ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为126 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于 05 dB，采用 18 V 电源，TSMC 0 18m CMOS 工艺库仿真，功耗小于 21 mW，频响曲线接近理想状态。关键词：Butte 1.3 速度同步控制

2、主控操作开关 K1控制主机启停。牵引拉伸级变频器控制整个系统的运行线速度，控制面板上的电位器发出主机拉丝速度信号，此模拟电压信号（010V）通过 AI1口输入拉丝机主变频器，作为其频率给定，决定伸线机总车速。同时，拉丝主变频器的运行频率，通过模拟量（AO）输出到收卷变频器（AI2），作为收卷变频器线速度同步给定。注意，对于收卷变频器所对应的运行频率应该等于收卷轮径最大时的运行频率。卷曲级变频器输出频率跟随拉丝级变频器运行频率变化，考虑到设备机械特性、一定的速度要求,主机加减速时间设定为30s，收卷变频器加减速时间设定为0.1s。在拉丝机出线端与收线端之间安装有张力摆杆，用来检测输出金属丝的张力

3、，作为拉丝收线张力信号反馈输入收卷变频器，收卷变频器将此反馈量通过内部PID运算和各种补偿后，与收卷的当前同步速度（模拟量 AI2 输入）进行叠加，调节变频器的输出频率，从而控制收卷电机转速相对拉丝机出丝线速度达到同步，同时，也使线材张力保持了恒定。1.4 变频器主要功能参数设置1.4.1 主机变频器（CHE100-004G/5R5P-4）P0.01：1 端子指令通道；P0.03：1 AI1 给定；P0.08：30 加速时间；P0.09：30 减速时间；P6.00：1 正转运行中；P6.01：3 故障输出；1.4.2 收卷级变频器（CHF100-1R5G-4）P0.03：1 外部端子运行P0.

4、07：0.1 加速时间P0.08：0.1 减速时间P3.01：6 PID 控制P3.02：1 AI2 设定P3.04：2A+B P5.17：43 AI2 上限对应设定P9.01：50 PID 给定值P9.03：1 PID 为反特性P9.04：10 比例增益名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页，共 4 页 -P9.05：1.0 积分时间其他详情参见 CHE 系列矢量变频器说明书、CHF 通用变频器说明书。2、杭州某拉丝机厂直进式拉丝机变频控制2.1 直进式拉丝机简要说明在金属制品生产及加工中，直进式拉丝机是最常用的一种制造设备，在以前通常都采用电动机组及力矩电机来实现，但其控

5、制的灵活性、自动化程度及能耗上，传统的控制方式越来越不适应行业的发展。随着控制技术和变频调速技术的大量推广，变频控制开始在直进式拉丝机中大量使用，系统并可借助 PLC来实现拉丝速度、品种设定、过程闭环控制、定长控制等功能。直进式拉丝机，是由多台拉伸电机同时对金属丝进行拉伸，作业的效率很高。由于不锈钢金属丝特性比较生脆，且不允许钢丝在模道内打滑，因此容易在拉伸的过程中拉断，故严格要求金属丝在各级模道中线速度同步，这样，对各级电机的同步控制性能、速度稳态精度以及电机的动态响应的快慢都有较高的要求。2.2 控制系统的描述杭州某拉丝机厂，为专业的直进式拉丝机生产厂家。简易电气控制示意图如下，本系统共使

6、用五台CHV100-015G-4高性能矢量变频器实现拉伸部分的传动控制，一台 CHV100-7R5G-4 高性能变频器配备张力控制卡进行收卷控制。每个模道前面都装有摆臂，采用位置传感器可以检测出摆臂的位置，用于检测金属丝的张力，该信号（010V）作为 PID 的反馈。6 台电机都采用变频异步电机，同时带有机械制动装置。拉丝机系统的逻辑控制较为复杂，因工艺不同也有所区别，各级联动，由 PLC控制。同步方面的控制则由变频器内部控制，其工作原理是：根据操作工在面板设定决定作业的速度，该速度的模拟信号进入PLC，PLC考虑加减速度的时间之后按照一定的斜率输出该模拟信号。这样做的目的主要是满足点动、穿丝

7、等一些作业的需要。PLC输出的模拟电压信号同时接到所有变频器的AI2 输入端，作为频率的主给定信号。各摆臂位置传感器的信号接入到对应的模道变频器作为 PID 控制的反馈信号。根据摆臂在中间的位置，设定一个PID 的给定值。这个系统是非常典型的带前馈的PID 控制系统，一级连一级，PID 作为微调量与主给定作为叠加。本拉丝系统的稳定状况在很大程度上取决于PID作用速度、变频器控制电机的转速精度、输出转矩的响应速度等，为了提高电机运行速度的稳态精度，在很多情况下也采用有 PG矢量控制技术（英威腾的CHV100 系列变频器的有PG矢量控制的稳态精度可达 1/1000）来调节拉伸电机的速度，因此对其参

8、数的设定必须考虑周全，在低速、中速、高速，以及加速和减速速等情况都需要加以考虑。另外，收卷部分，是由CHV100 加张力控制专用模块来实现的。收卷线速度是由最后一级（第五级）模道控制变频器提供，作为卷径计算的线速度信号。系统的张力可通过电位器设定，收卷级变频器采用转矩控制，需要在收卷电动机的轴上安装编码器，编码器接入CHV100 内置的 PG卡，作为电机转速的采集输入。其控制原理如下：通过收卷的当前线速度（模拟量AI2 输入），计算出当前收卷的卷曲直径。计算方程式如下：D=（i N V）/(f)其中 i 机械传动比 N 电机极对数 V 线速度 f 当前名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整

9、理-第 2 页，共 4 页 -匹配频率由设定的张力和卷筒的卷径（由线速度卷径计算模块获得）计算出变频器的输出转矩。计算方程式为：T=（FD）/（2i）其中：T 变频器输出转矩 F 张力设定D 转筒的转径 i 机械传动比从而控制电机输出相应的转矩，达到线材上张力F的恒定。CHV100 张力控制专用模块中，增加了转动惯量补偿，可以很好地解决张力控制系统在加、减速的过程中，因克服系统惯量而出现的张力不稳定的现象。整个拉丝系统开动时，六台变频器同时起动，逐渐调节线速度给定，使系统加速，最终达到要求的生产线速度。23 变频器主要参数的设置231 拉丝变频器P0.01 1：端子指令通道P0.03 6：PI

10、D控制设定P0.04 0：模拟量 AI2 设定P0.06 2：A+B P9.00 0：键盘给定P9.02 0：模拟通道 AI1 反馈P0.03 依据实际情况进行设定P0.04 依据实际情况进行设定P0.05 依据实际情况进行设定P0.06 依据实际情况进行设定采样周期 T（P0.07）、PID 控制偏差极限（P0.08）、PID 输出缓冲时间（P0.08）均依据实际情况进行设定。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页，共 4 页 -232 收卷变频器P0.00 1：有 PG矢量控制P0.01 1：端子指令通道P1.08 1：自由停车P3.10 PG 参数（编码器线数，以实际情

11、况为依准）P5.02 1：S1端子功能选择：正转运行PF.00 1：无张力反馈转矩控制PF.01 0：收卷模式PF.04 最大张力设置（以实际情况为依准）PF.05 1：模拟量 AI1 作为张力设定PF.11 机械传动比（以实际情况为依准）PF.12 最大卷曲直径PF.14 卷轴直径PF.18 0：线速度法计算卷径PF.22 最大线速度（以实际情况为依准）PF.23 2：模拟量 AI2 作为线速度设定源PF.33 系统惯量补偿系数（以实际情况为依准）其他详细情况请参阅 CHV 矢量变频器说明书 及CHV 张力控制功能说明书。总结在拉丝机的控制上，英威腾变频器构成的电气控制系统，结构简单、逻辑清晰，成本与原来相比还有较大的降低，而且，在拉丝工艺，节能上来讲，都是非常优良的方案。实践证明，上述两种控制方案，分别控制水箱式拉丝机与直进式拉丝机上，在同步和恒张力收线控制上完全能够满足工艺要求。名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页，共 4 页 -