艾默生张力控制专用变频器钢板酸洗收/放卷应用及调试

客户方：温州大自然金属高精密薄板有限公司 伊庆魁 13676729691
　　配套方：上海欧达电气自动化成套有限公司 王国阳 13801941422
　　
　　摘要：通过艾默生网络能源有限公司TD3300系列张力控制专用变频器，控制带材加工工艺中的收卷和放卷过程。运算模块内置且功能强大，内置卷径计算模块、张力控制模块、编码器输入模块、输出转矩补偿模块等，符合更广泛的工况和多个行业的要求。
　　一、系统配置方案
　　系统配置：
　　电机55Kw，8极，最大转速730r/min，额定电流116.1A，减速比12.0，最高频率50Hz
　　变频器55Kw，TD3300，用母线供电，profibus通讯。
　　带材厚度：3mm，幅宽：1206mm，卷径：1800mm，空芯卷径：750mm。材质：钢材
　　供电方式：
　　采用直流供电，电压550V，通过变频器 （+）、（-）,接入电源；
　　上电后，面板不会显示，说明控制电源没有电。控制电源在整流前取出。所以去掉R0、T0与R、T，之间的连线，在R0、T0的位置加入两相380V交流电压，
　　工作方式：
　　 采用张力开环模式，电机加入了编码器，无张力摆杆。要求能在收卷和放卷两种模式下切换，只要通过开关量端子功能，进行收/放卷模式切换既可，张力的方向不变。
　　二、调试步骤：
　　1、 正确设置电机的铭牌，F1.01～F1.05，进行电机的调谐，得到内部参数F1.11～F1.16
　　2、 正确接线编码器，和设置编码器参数。正确设置编码器参数后，选择在闭环模式下，启动电机，如果闭环运行正常，说明编码器的接线正确，如果电机运行转速低于设定转速，而且常出现报警，说明编码器的接线不正确。
　　3、 设定F3.06=3，张力开环转矩模式，设定最大张力、零速张力和张力，监视输出力矩的方向。分析运行过程示意图如图1、2所示：
                  
　                                            图1
                  
                                               图2
　　放卷过程：张力的方向和转速的方向是相反的；
　　收卷过程：张力的方向和转速的方向是相同的。
　　4、 先不进行卷径计算，调试在恒定的张力的情况下，通过调节最大张力，确定张力设定量，监视变频器输出力矩的变化，是否能满足加减速时的工况。
　　5、 进行卷径计算，根据实际的工况设定最大的线速度和最低线速度（小于最低线速度运行时，卷径计算无效），监视变频器计算的卷径和实际的卷径是否相符合。
　　6、 监视变频器的输出力矩的变化，通过调节张力的设定值和最大张力值，使得变频器输出力矩随着卷径的变化而变化。
　　7、 变频器主要参数在附表1中所示
                  
三、出现问题及解决方案
　　1、张力设定到最大，监视变频器输出力矩也只有15.2%
　　分析：输出转矩的计算T=F＊D/2i（i为减速比），F=（V（输入电压值））/10.0 ＊Fmax（10.0为模拟量输入范围为0～10V），F8.03设定Fmax，对比Fmax=1000和Fmax=10000，同样的模拟量输入，输出转矩是不一样的。
　　解决：增加最大张力设定的数值，输出转矩也相应的增加。
　　2、升速时电机反转松带
　　 分析：观察在升速的时候，电机的输出力矩变化波动比较大，瞬间从93.4%变化到25%，随后电机出现不正常的现象。说明力矩补偿作用在加速过程中调节不适宜。
　　解决：消除力矩补偿量，增加力矩变化时间，力矩不会大的波动，现象消除。
　　3、输出力矩随卷径的变化不是比例。如下图3所示
　　
　　 图3 转矩-卷径曲线（转矩为最大转矩的百分量）
　　分析：D>1000时，输出的转矩已经接近最大，所以不会随着卷径的变化而变化，说明最大的张力设定比较大，即如果D=1000，通过变频器的内部的运算，得到的输出力矩已经达到最大了，如图3中A线所示；
　　解决：降低最大张力的设定，可以通过合适的设定，使得输出转矩随着卷径的变化而呈现线形的变化，如图3中B线所示。
　　
　　附表1
　　F0.02=1，F0.10=5，F0.11=5，
　　F1.00=12.0，F1.01=55，F1.02=380，F1.03=116.1，F1.04=50，F1.05=730，F1.06=2，
　　F2.22=50，F2.41=110，F2.42=100，
　　F3.06=3, F3.07=0, F3.08=100, F3.09=0， F3.10=100 , F3.12=0.5
　　F5.01=9 ,F5.02=10, F5.03= 12 ,F5.04=21, F5.05=8,
　　F8.00=1, F8.01=3 ,F8.03=24000, F8.04=3 F8.09=2000, F8.10=500 ,F8.11=0, F8.12=1600, F8.17=0
　　Fb.00=1024 Fb.01=0
　　FC.00=2 FC.03=120.0 FC.04=20.0 FC.05=9.99