涂布机张力控制系统解决方案及调试心得

《涂布机张力控制系统解决方案及调试心得》
——张力专用变频器的应用
2011年11月5日这两天在东莞一家做胶粘纸的生产厂家改造一台设备——涂布机生产线，效果较为理想。

系统结构简单，原机械部分不做任何改动。

改造后，在系统启停及运行过程中张力都很稳定，运行过程中不需要人为调整张力，操作简单。

总结一下，于人于己或许都有些好处。

一、原设备——一条涂布机生产线改造前现状：
由于厂家采购的是二手设备，收放卷张力采用磁粉离合器控制。

张力控制极不稳定，在生产过程中需要人为调整。

在改造前，该设备已经不能正常生产。

图一：改造前系统传动示意图
二、客户要求：进行收卷部分的恒张力控制，操作简单。

系统在生产过程中基本不需要人工干预。

三、改造方案：针对客户要求及结合现场设备状况，我们拟对该生产线进行基于张力控制变频器的恒张力控制系统。

即：对收卷部分、主牵引、次牵引采用恒线速度同步控制，对收卷部分采用恒张力控制。

示意图如下：
图二：改造后系统传动示意图
四、改造方案及调试总结：
1、改造方案应适应客户现状需求，实用高效为第一原则。

采用张力专用变频器做恒张力控制，不需要用PLC做卷经的计算。

卷经计算、惯量补偿、摩擦力补偿、以及张力锥度等相关模块都在变频器内部完成。

这样，该系统结构简单可靠。

2、改造方案确定后，需要先计算一些相关的参数值（最好事先告知客户相关技术人员，让其帮助了解，这样一来可增加工作效率，二来可验证自己的测量是否有错）：
3、使用张力控制变频器MD330时需要注意的几个常用公式
根据牵引电机、牵引辊直径、传动比计算最大线速度；根据收卷电机、收卷轴空满轴直径、传动比，计算收卷变频器的最大输出频率、最大设定张力。

牵引部分：牵引电机1440r/min,50Hz，牵引棍直径D牵引=269mm，传动比I=14.1（根据主牵引电机转速×1/14.1=n牵引棍,得传动比I=n牵引电机/n牵引棍）收卷部分：收卷电机2.2KW，4极，1430r/min,50Hz，传动比=7.86，卷轴空卷100mm，最大400mm。

3.1.计算最大线速度：
3.14×0.269×（1440/1
4.1）=86.3(m/min)
对应参数FH-28=86.3；
3.2.电机额定转矩
T=9550×P(kw)/n=9550×2.2/1430=14.69(N.M)
3.3.根据最小收卷直径计算小卷时的最高频率
Vmax=3.14×Dmin×(n/I)
=3.14×(0.1/7.86)×(60fmax/2)=86.3
fmax=72Hz故：最大频率F0-10=72上限频率（F0-12），出厂F0-12=72(实际由于车速不会超过60m/min，故按出厂设置即可）3.4.根据收卷轴最大卷径计算所控制线材的最大张力Fmax
Fmax=（T×I）/Rmax
=(14.69×7.86)/0.2=577(N),
即58公斤，对应FH-05=580N
3.5.根据收卷轴最小直径计算所控制线材的最小张力Fmin
Fmin=（5%×T×I）/Rmin
=(0.05×14.69×7.86)/0.05=115.5(N),
即11公斤，5%为变频器的转矩控制精度
3.6.根据计算的数据分析使用开环转矩的可行性
所能控制的张力范围必须在Fmin≤F设定≤Fmax，即（11公斤，58公斤）
4、调试总结：
4.1应将每台变频器单独调谐好（电流矢量控制变频器的自学习很关键）
4.2联机调试，对于主牵引及次牵引的同步问题，可用线速度表测试。

基本一致，次牵引采用张力摆杆修正。

主辅频率叠加方式（此次实际改造并没有采用张力摆杆，由于同步精度较高，累计误差并不大。

采用一辅助电位器稍作修正即可。

但对于高速及大卷经收卷，恐怕还是采用张力摆杆自动修正为宜。

另：如无次牵引，则无需采用张力摆杆）
4.3对于收卷变频器的调试，应先能实现其转矩控制功能良好，才进行开环张力控制模式选择
4.5有编码器反馈的变频器，在调换电机线后必须调换编码器线，且重新自学习调谐。

（如能脱开负载则采用完整调谐方式）
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