森蘭SB80B變頻器是森蘭變頻器制造有限公司自主開發(fā)的新一代低噪聲、高性能、多功能的工程型變頻器。森蘭SB80B變頻器采用轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制方式實現(xiàn)了對電機大轉(zhuǎn)矩、高精度、寬范圍調(diào)速,可靠性高,具有很強的防跳閘能力和適應(yīng)惡劣電網(wǎng)、溫度、濕度和粉塵的能力。森蘭SB80B變頻器應(yīng)用廣泛,這主要得利于它的模塊化設(shè)計及多種選配件。
森蘭SB80B的模塊有兩個層次:通用功能模塊,如PID控制、多段頻率、自動節(jié)能運行等;行業(yè)專用功能模塊,如位置控制,紡織應(yīng)用、恒壓供水應(yīng)用等。森蘭SB80B還具有豐富的可編程模塊,功能非常完整,編程靈活方便,包括:1.兩個多功能比較器,可自定義故障;2.兩個可以實現(xiàn)與、或、異或等運算的邏輯單元;3.兩個定時器,可實現(xiàn)多種延時功能;4.一個可預(yù)置值、可掉電存儲的計數(shù)器;5.四個可以實現(xiàn)加、減、乘、除和絕對值等運算的算術(shù)單元。
此外森蘭SB80B還內(nèi)置功能完備的過程PID,在閉環(huán)張力控制中應(yīng)用必不可少。具體可見下圖:
圖1 控制過程信號流圖
PID的輸入和反饋通道有很多種選擇,反饋信號還可以設(shè)置為模擬量的多種運算結(jié)果。PID可以預(yù)置,并且有兩套可以運行中切換的參數(shù)。
用戶可以隨心所欲地對森蘭SB80B的資源進行編程,既可以利用它的可編程功能模塊來配合專用功能模塊的使用,更可以使用通用功能模塊和可編程模塊來實現(xiàn)各種行業(yè)的專用功能。森蘭SB80B的可編程功能模塊就像一組七巧板,可以在用戶的手中組合成無數(shù)種理想的圖案。這使它能給各種行業(yè)需求提供解決平臺和一體化解決方案,對降低系統(tǒng)成本,提高系統(tǒng)可靠性具有極大價值。
下面就以森蘭SB80B在拉絲機上的應(yīng)用為例,介紹不需要專用功能模塊,只應(yīng)用PID調(diào)節(jié)器和可編程模塊即可實現(xiàn)的高精度張力控制方法。
在某電纜廠中,拉絲機設(shè)備主要功能是將直徑約3mm的銅線通過牽拉方式處理成直徑約0.5mm的銅絲,均勻卷繞在卷軸上。卷軸的初始直徑為20cm,卷繞結(jié)束時直徑約為34cm。卷繞時間大概一個小時。拉絲機收卷部分自帶0~10k的張力電位器。主電機一臺,37kW,用37kW的變頻器控制運行;從電機一臺,5.5kW,負責(zé)恒張力收卷,采用森蘭SB80B變頻器控制。
由于卷徑變化范圍不大,因此可以不用進行前饋速度計算,使用森蘭SB80B的PID修正功能即可以實現(xiàn)張力的閉環(huán)控制,控制精度、靈敏度和穩(wěn)定性也能夠滿足用戶的要求。
系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)如下圖所示:將主機的運行頻率作為從機的主給定頻率,張力控制PID調(diào)節(jié)器的輸出對主給定頻率進行修正,使反饋張力與給定張力無偏差。將張力傳感器的輸出信號作為PID反饋,PID給定通過數(shù)字設(shè)定成理想的張力值。主機的運行中信號作為從機的起停命令。
系統(tǒng)圖如下:
圖2 森蘭SB80B拉絲機張力控制系統(tǒng)圖
在出廠值上有變更的參數(shù)如下:
表1 變更參數(shù)表
通過現(xiàn)場的調(diào)試,取得了理想的效果,整個控制過程張力電位器的位置非常平穩(wěn),銅絲也沒有出現(xiàn)斷線或松弛。森蘭SB80B在拉絲機上的應(yīng)用非常成功。