四方E380系列变频器在双变频伸线机上的联动应用

以下内容含脚本代码[/td]E380是四方电气于2007年年初推出的集成型变频器，在E350系列的基础上，改进了硬件和软件设计，集成了多种专用功能，针对拉丝行业，E380改进了PID设计，通过主机的前馈PID设计，达到张力的平衡，为实现主机和卷绕的稳定同步，E380通过RS485通信功能联动，实现加工产品的高性能。一、系统控制简图 二、外部元器件功能说明：　　R1 主机频率设定电位计　　R2 从机制动电阻　　R3 张力杆高精度电位计　　S1 主机点动脚踏开关　　S2 主机启动自锁按钮　　S3 主机，从机复位非自锁按钮　　S4 外部急停机械自锁按钮　　S5 摆杆位置检测接近开关　　MC1 抱闸控制输出继电器　　MC2 排线启动控制输出继电器 三、功能描述和实现方法：　　1：主机点动独立控制。　　主机在牵引线过程中，需要单独控制主机牵引拉伸穿线，此时不能启动卷绕机。　　实现方法：通过多功能端子X1实现主机点动，点动频率不同步。　　主机参数设置：F3.0=6，F9.3=x1x1。　　参数说明：选择外部多功能端子为正转点动控制，主机点动不同步输出。2：卷绕机的启动控制。　　通过RS485通讯，使卷绕机在主机运行到一定频率后开始执行卷绕操作。与很多变频器不同的是，从机不需要给出单独的启动控制指令，而是由主机通过RS485通讯控制，只需要设定从机的起始频率即可。　　卷绕机参数设置：F8.1=2　　参数说明：主机设定频率高于2HZ时，从机开始启动运行。 3：主从频率联动。　　主机与从机的频率存在一定的对应关系，四方变频器可以自适应地寻找主从频率对应比，但合理的设置主从联动比例和机械传动比，可以使拉丝机较快进入稳定状态。　　主机参数设定：F9.0=0014，F9.3=1111，F9.5=1.0。　　从机参数设定：F9.0=0014，F0.1=2。　　参数说明：主机和卷绕的通讯功能配置均相同，主机设置点动频率不输出，则主机点动时不同时起动从机，输出频率为同步频率源。联动输出比例设置为0.7。　　注意事项：主机必须以输出频率做为同步频率源，不能以设定频率作为频率源，否则容易出现不稳定现象。 4：主机速度频率给定。　　主拉变频器的速度，决定了整个拉丝机系统的工作效率，为方便现场操作，主机变频器频率输出一般通过外接电位计来实现。　　主机参数设定：F0.1=5，F0.8=80，F2.2=0，F2.3=10，F2.8=0，F2.9=80，F0.10=50，F0.11=50。　　参数说明：主机通过外接电位计调节速度。主机加减速时间设定为50S。注意事项：　　本系统为保证效率，主机的上限频率一般设置到80Hz，主机的加减速时间不宜过短，一般设定在40S－100S。 5：排线机启动控制　　卷绕机启动后，为使卷绕铜丝均匀，需启动排线机，排线机的启动使用卷绕变频器的集电极端子OC1输出。　　卷绕机参数设定：F3.6=2，F3.10=2，F3.11=0.1。　　参数说明：OC1输出选择FDT电平输出信号，FDT频率设定为2Hz。即当从机变频器输出频率大于2Hz时，启动排线机设备。 6：卷绕机的张力反馈。　　张力杆的稳定度是衡量产品质量的标准，如果张力杆不稳定，产品的线径不够均匀。系统通过张力反馈信号来实现卷绕机频率的调节而实现张力恒定，伸线机的张力反馈器为高精度电位计，通过变频器的5V电平输出供应电源，反馈输入接入VC1。　　从机参数设定：F0.0=0001，F2.0=0，F2.1=5，F7.0=0，F7.1=0021，F8.11=50。　　参数说明：从机使用为拉丝模式，PID的反馈通道选择为VC1。选择PID功能有效。注意事项：　　为方便调试，卷绕机的张力反馈调节需要调节张力杆电位计的位置，通过监控D-9参数微调，使张力杆在平衡位置时达到中心点50。 7：线速度检测功能，计米功能实现。　　卷绕机的线速度检测一般通过导轮的接近开关实现，通过检测接近开关的频率，可以实现卷绕机线速度的检测，从而实现计米功能和自动计长功能。　　卷绕机参数设定：F8.8=4，F2.6=0，F2.7=0.2。　　参数说明：线速度输入源使用PLS脉冲输入信号，考虑到最高线速度，设置最高脉冲输入频率为200Hz。　　注意事项：　　卷绕机的线速度是对应的最大线速度需要根据导轮的半径具体计算。当导轮转动一圈，接近开关输出一个脉冲时的计算方法如下：F8.9=2*（3.14）*R*（F2.7）*1000其中R为导轮的半径，单位为m，F8.9的单位为m/S。 8：断线故障检测以及抱闸信号输出。　　根据接近开关信号输入检测是否短线，为了防止误检测，从机需要正确设定下列参数。　　参数设定：F8.12=1，F8.13=10,F8.14=20%,F8.15=2,F8.16=1,F8.18=7，F8.20=7S,F3.7=21。　　参数说明：变频器断线检测功能在从机高于10Hz，延时2秒以后，且摆杆位置低于20％时间1秒以上有效。当卷绕机检测到断线故障时，需要及时输出抱闸信号到机械系统，实现紧急停车，此时变频器自由停车，使用OC2信号输出功能。 　9：卷绕机停机参数设定：　　卷绕机在停机过程中，当频率较低时候，反馈系统容易不稳定，为了保证停机时避免较大的张力杆摆幅而造成断线，一般对卷绕部分直流制动停机。　　参数设定：F8.19=1.5Hz，F8.20=7。　　参数说明：停机方式选择减速停机，起始频率设置为1.5Hz刹车信号起始频率为1.5Hz，刹车时间为7S。　10：平滑启动功能：　　卷绕机在启动时，由于预先给定了前馈频率，从而容易造成启动冲击而使张力杆不稳定，四方E380拉丝专用变频器优化了启动过程的算法，通过参数F8.0合适的设置，可以达到平稳启动，起停基本不断线的功能。 　四、参考参数表： 四方变频器主机参考参数设置表：功能代码名称出厂值参考设定值参数简述F0.0运行模式00使用通用模式F0.1频率通道25选择VC2作为频率设定F0.4运行命令方式00020001外部端子控制起停F0.6转向控制00100010反向防止有效F0.7下限频率00下限频率0F0.8上限频率5080上限频率80F0.10加速时间1150加速时间50F0.11减速时间1150减速时间50F2.1模拟量最小值00最小模拟量输入0F2.2模拟量最大值1010最大模拟量输入10F2.8最小对应频率00最小模拟量对应频率0F2.9最大对应频率5080最大模拟量对应频率80F3.0X1功能16X1点动控制F3.1X2功能1617X2外部故障输入F3.2X3功能316X3自由停机指令F9.0通讯设置00140014通讯基本设置F9.3通讯设置00101111主机通讯设置 四方变频器从机对应参数表： 从机参数参考表及简单说明：功能代码名称出厂值参考设定值参数简述F0.0模式选择00010001拉丝模式F0.1频率输入通道22RS485频率输入选择F0.4运行命令通道00020002RS485起停控制选择F0.6转向控制00100010反向防止有效F0.7下限频率00 F0.8上限频率5080上限频率设定为80HzF0.10加速时间×1加速时间1SF0.11减速时间×1减速时间1SF2.0VC1输入下限00摆杆反馈电压最小0VF2.1VC1输入上限54.5摆杆反馈电压最大4.5VF2.6PLS输入下限00线速度脉冲最小0HzF2.7PLS输入上限100.2线速度脉冲最大200HzF3.0输入端子1选择134断线接近开关输入端子F3.1输入端子2选择1617外部故障急停F3.6输出端口1选择02OC1选择排线机输出F3.7输出端口2选择2222OC2抱闸输出F3.8继电器输出1616变频器故障输出F3.10FDT水平设定22排线机2Hz启动F3.11FDT输出延迟0.10.1排线机延迟0.1SF4.5断线等待时间0.10.1断线后等待0.1秒输出抱闸F4.17第二加速时间10.7PID环加速时间F4.18第二减速时间10.7PID环减速时间F7.0PID反馈通道10反馈杆通道选择VC1F7.1PID功能设置00210021根据运行频率调整PIDF7.2比例增益110.95比例增益1为0.95F7.3积分时间11010积分时间常数1为10F7.4微分时间124微分时间常数1为4F7.5比例增益210.5比例增益2为0.6F7.6积分时间21520积分时间常数2为30F7.7微分时间254微分时间常数2为4F7.8PID上限限幅2020PID限幅20F8.0启动延时增益108启动延迟为8F8.1起始动作频率61.5等待主机频率1.5HZ后启动F8.8线速度输入源04脉冲输入F8.9最大线速度25002500最大线速度2500m/sF8.12断线检测方式01根据反馈杆接近开关检测F8.13断线检测最低频率1010从机超过10Hz开始检测F8.14断线检测下限值10％20％摆杆下限20％检测F8.16断线检测判断延时20.5断线延时判断时间0.5秒F8.17断线故障自动复位01故障自动复位有效F8.18断线故障自动复位157断线故障自动复位时间F8.20刹车时间37 刹车保持时间F9.0通讯设置00140014通讯基本设置F9.3通讯辅助配置00100010设置本站为从机 五、调试注意事项说明：　　1、摆杆反馈位置调试：　　四方变频器启动过程不需要人为参与，因此，必须保证几个先决条件：（1）、启动初始时，摆杆位置反馈值处于最小。（2）、启动过程完成后，摆杆的平衡稳定点处于反馈中间位置。可以通过监测参数D－9，调节参数F2.2,F2.3实现（即保证摆杆最低位置D-9=0,摆杆最高位置D-9=100，摆杆平衡位置D-9=50）。 　　2、启动停机过程调试：　　四方变频器使用独特的启动算法，最大限度保持卷绕机摆杆启动过程的平稳，实现启停不断线。影响起停的关键的参数有：　　（1）、主机的加减速时间。主机加减速时间越长，启停稳定度越高，一般推荐使用50S以上。　　（2）、从机的加减速时间。从机加减速时间有加减速时间1，加减速时间4，其中加减速时间1为变频器的输出频率加减速，加减速时间4为前馈PID的PID环输出加减速时间。为了保证变频器启动停机以及平稳运行时的快速响应，在保证变频器无故障输出时，应该尽量减少此两个加减速时间。　　（3）启动平滑时间。平滑时间是指启动过程中摆杆被拉起的时间，时间越长，摆杆启动平稳度越好，时间越短，摆杆启动越快，需要折中选择。　　（4）联动设定比。四方变频器具有自动识别联动比例功能，在第一次使用时，如果没有正确设置联动比例，则可能出现启停不稳定的情况。可以通过人为调节正确的联动比例实现启动停机稳定，也可以通过第一次启动，使变频器自动识别，在第二次及以后的启动过程，均可以保证变频器正常启停。3、摆杆平稳度调试：　　摆杆的平稳度是检验变频器性能的标准，四方变频器使用的是前馈PID功能算法，最大限度保证了摆杆平稳运行。四方变频器可以选择单一参数组，也可以选择根据运行频率实际自动调节PID参数组。以下论述PID参数组基本调试方法：　　（1）、比例增益。比例增益影响PID环节的快速响应。当摆杆在启停或者稳定运行时出现较大超调时，可适当增加此参数值。　　（2）、积分时间。积分时间常数使保证PID环节稳定的关键参数，增加积分时间，可以减少在稳定运行时的摆杆振幅。过大的积分时间常数容易形成摆杆的大幅超调。　　（3）、微分时间。微分时间常数可使PID环节做出预先判断，抑制摆杆超调，但是此参数值设置过大，容易出现振荡。 六、调试过程问题解决：　　调试过程中容易出现问题如下：　　1、启动断线：　　如是第一次上电启动出现断线，可能是机械传动比或者主机和从机频率比例设置不够合理，导致变频器软件误判正确的机械或主从频率比，此种状况在第二次试机时可消除，四方专用模块可在第一次启动过程中正确检测合理传动比。　　如非第一次启动断线，摆杆被拉升到高位断线，此种情况可能由于主机的加减时间过短，此时适当增加主机的加减速时间。一般推介主机加减速时间大于50S。　　2、启动过程加速：　　四方电气在启动过程中使用了独特的算法，从机启动必须在主机启动后，不能同时启动，否则容易出现摆杆的不稳定。在从机开始启动后必须快速爬升到摆杆的启动频率，因此此过程时间在3S左右，可以降低起始动作频率减少此过程。同时启动增益延时可以减少。　　3、启动过程摆杆振幅比较大：　　启动振幅大，与几个因素有关，第一是主机加减速时间，当此时间过短，导致主机的输入频率变换过快，而使从机频率跟踪速度不稳定，而可能导致摆杆稳定度不够。第二与启动增益有关，延长启动增益时间，可以提高摆杆稳定度。 　　4、手动摆杆到目标位置，从机启动过慢：　　很多客户原来使用其他品牌变频器或者PID控制板，由于启动过程不够稳定，习惯将摆杆预先放置在目标位置，但是如使用四方收卷变频器发现如果预先给定摆杆位置，此时从机启动速度太慢。四方变频器的启动算法较为独特，不需要启动过程的人为参与，因每次启动过程都是参数的自校正过程，人为参与会导致参数的自校正错误，而使变频器的启动速度过慢。　　5、摆杆在拉丝过程中，出现振幅较大，或者出现振荡断线情况：　　四方PID算法能够保证摆杆的稳定度，但是如果随频率的变化，导致PID参数不够适用当前运行频率时，可能会出现这种状态。此时有两个解决办法，第一是PID参数的设置根据运行频率，当高频时使用第一组参数，低频时使用第二组参数，具体参数可以参考从机参数表。第二是适当降低当前PID控制器的微分参数。微分参数在保证摆杆稳定度时，也增加了系统的不稳定性，适当减少此参数，可大大增加系统的稳定度。 　　七、拉丝专用监控参数及说明：　　d-0: 变频器输出频率　　d-6: 前馈叠加频率　　d-8: 摆杆位置设定值　　d-9: 摆杆位置反馈值　　d-10: 从机运行线速度　　d-11: 累计卷绕线长　　d-20: 卷径当前值　　d-21: PID环输出频率　　d-22: 自适应同步增益相关链接: 74ABT2952DB
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