三垦变频器在FDY高速纺机上的应用

摘要:三垦变频驱动装置自进入中国市场以来，以市场为导向，不断追求产品在技术上的进步与更新，自SV系列到现在的S系列矢量型、E系列经济型，产品在可靠性、操作性、外观、性能及功能上日臻完善，不断适应市场的变化，以其卓越品质满足日益发展的技术更新、各行业及专业化用户的需求。本文以软件用户化功能介绍产品在江苏某集团公司高速纺机卷绕控制上的应用。
关键词：PID 正负增益 卷绕曲线 精度
一、设备概况
FDY纺机为定长高速化纤全牵伸卷绕设备，整个设备由导丝部分及卷绕头部分组成，卷绕头部分技术要求为恒定线速度及恒定张力收卷, 适用于涤纶、丙纶、锦纶POY丝或工业丝的卷绕成型。两台变频器分别控制锭子进行收卷，在从动运转的摩擦辊上安装用以速度检测的光电传感器，作为线速度的反馈信号。为维持所需张力，线速度在4200米/分左右，线速度精度要求在1‰以内。设备动作过程中要求完成锭子的自动切换及卷绕作业。
1、设备参数：
·永磁同步电机：2P 270Hz 三相220V交流输入额定15A
·速度传感器：4p/r 电压输出形式
·摩擦辊直径： 126mm


2、关于速度传感器
PG脉冲输入范围为50-2048p/r，测速传感器为4p/r。以cd156所设定的数值进行内部倍率换算。


3、关于逻辑控制的切换
以一台PLC作为核心控制单元，控制v/f与PID，升速及换轴等信号的逻辑切换，并以PLC接收的传感器信号经计算转换后作为线速度的显示。
该速度传感器为电压输出，电压幅值在DC13V左右，其接线方式如下：


二、系统构成


·关于线速度恒定控制
1、随着纱锭卷径的增加，以PG反馈来进行PID模式控制，获得恒定线速度。
Cd071=3 选择内置PID控制模式
Cd120=99 选择以PG作为PID控制模式的反馈信号
Cd155=1 选择PI的正负增益功能
如下图，输入变频器的运转指令，V/F控制结束，开始PID控制，指令频率与反馈频率的偏差值经过PID运算，输出频率让反馈信号跟踪指令值不断变化，实现恒定线速度自动过程控制。考虑到在收卷的工艺过程中，随着卷径增大，角速度W的减小，正负偏差的调节量不同，通过软件用户化功能，引进PI的正负增益功能，达到优化调节的目的。


2、增加卷绕曲线的控制
在线速度的控制过程中，将卷绕速度预测的图形运转作为基本控制，用以减小PID的补偿量，使控制过程更早地趋向于稳定。
·只要事先根据工艺要求输入设定卷绕开始频率、结束频率、卷绕所需时间，作为对卷粗现象的输出频率预测图形，进行自动计算。
·可以预先设定4种图形，通过外部端子信号予以选择。


三、参数设置


四、结束语
本系统采用SAMCO-vm05作为驱动单元，提供了类似之高速卷绕设备的完美解决方案，具有以下优点：


1、目标速度在运行中可根据张力信号的大小予以调整
2、PID过程控制与PLC逻辑控制的有效结合，依据工艺要求，完成多档速及控制模式的切换，使复杂的控制变得简单
3、内置PID与卷绕曲线的结合，使控制精度稳定在1‰以内
4、控制集成度高，依靠变频器自身构成速度闭环，无需额外调节器。
5、稳定可靠，设备维护量小
参考文献：
[1]：SAMCO-VM05 中英文使用说明书 三垦力达电气（江阴）有限公司
[2]：SAMCO-VM05 卷绕功能 操作说明书 三垦力达电气（江阴）有限公司
[3]：SAMCO-VM05 SB-PG 使用说明书 三垦力达电气（江阴）有限公司