方案背景

線纜行業(yè)目前正在向產(chǎn)品多樣化、生產(chǎn)自動(dòng)化等更高的技術(shù)層次發(fā)展。在線纜行業(yè)中，目前應(yīng)用最廣泛的就是放線架，而動(dòng)力放線架又是其中技術(shù)含量較高的一種設(shè)備。動(dòng)力放線架一般要求變頻器具有PID調(diào)節(jié)功能，并且PID是可以雙向控制的。在目前的行業(yè)應(yīng)用中，四方電氣V560矢量型變頻器不加任何輔助配件即可實(shí)現(xiàn)該控制要求。本文擬結(jié)合四方電氣V560變頻器自帶的PID控制器，介紹一種針對(duì)線纜行業(yè)設(shè)計(jì)的恒張力控制的主動(dòng)放線系統(tǒng)。

工藝介紹

動(dòng)力放線架作為多種設(shè)備的最前端，在線纜行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。一般來說，對(duì)動(dòng)力放線架的要求有以下幾點(diǎn)：

1．在引取速度加快時(shí)，放線速度也跟著引取速度快速加速；

2．在引取速度減速時(shí)，放線速度也跟著引取速度減速；

3．當(dāng)穩(wěn)定運(yùn)行在某個(gè)速度時(shí)，放線架的擺桿要穩(wěn)定；

4．當(dāng)出現(xiàn)松線和斷線的時(shí)候，要求放線盤可以進(jìn)行自動(dòng)反轉(zhuǎn)。

以上幾點(diǎn)要求全部由變頻器的PID功能完成，而且要求變頻器對(duì)速度的反應(yīng)要相當(dāng)靈敏。

控制方案

放線的恒張力同步控制，是通過系統(tǒng)中張力擺桿的位置變化，輸出電壓信號(hào)回饋給變頻器的PID控制系統(tǒng)，經(jīng)過PID控制器的自動(dòng)運(yùn)算，變頻器改變輸出頻率從而調(diào)節(jié)放線電機(jī)的運(yùn)行速度以維持張力恒定。實(shí)際上，這是一種間接張力控制方式，因?yàn)镻ID的微調(diào)是基于擺桿的實(shí)際位置進(jìn)行運(yùn)算的，而不是直接進(jìn)行張力運(yùn)算，而位置與張力又滿足一定的函數(shù)關(guān)系，所以通過對(duì)擺桿實(shí)際位置的控制，也可以實(shí)現(xiàn)恒張力控制的要求。

控制原理

系統(tǒng)采用開環(huán)矢量模式，模擬輸入AI1接擺桿位置反饋信號(hào)（0～10V），將期望擺桿穩(wěn)定運(yùn)行的位置點(diǎn)設(shè)定為PID給定值。系統(tǒng)運(yùn)行過程中始終將反饋信號(hào)與給定值做比較，PID控制器根據(jù)其差值自動(dòng)運(yùn)算，改變變頻器的輸出頻率以調(diào)節(jié)放線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證擺桿位置的穩(wěn)定，從而達(dá)到恒張力的控制。系統(tǒng)原理框圖如下：

控制效果

基于四方電氣V560矢量型變頻器的恒張力主動(dòng)放線控制系統(tǒng)，該方案對(duì)速度的反應(yīng)非常靈敏，在快速速度跟蹤和松線反向收線兩方面完全滿足設(shè)備技術(shù)指標(biāo)，同時(shí)還可分別對(duì)正向放線速度和反向收線速度分別做限定，兼顧對(duì)放線速度需求及斷線時(shí)收線速度保護(hù)，目前已成功的應(yīng)用于多個(gè)主動(dòng)放線系統(tǒng)中，應(yīng)用效果良好。