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英威騰 - 英威騰CHF100系列變頻器在塑料機械牽引同步技術(shù)方案

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文章來源：更新時間：2013-7-4

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英威騰 - 英威騰CHF100系列變頻器在塑料機械牽引同步技術(shù)方案

導(dǎo)讀：

行業(yè)現(xiàn)狀：

         行業(yè)的現(xiàn)狀，本材料只限于針對電氣控制部分的陳述，請讀者諒解！

前言

拉絲機行業(yè)，涉及的設(shè)備種類非常多，常見的拉絲機有水箱式拉絲機、直進(jìn)式拉絲機、滑輪式拉絲機、倒立式拉絲機等，拉絲機主要應(yīng)用在對銅絲、不銹鋼絲等金屬線纜材料的加工，屬線纜制造行業(yè)極為重要的加工設(shè)備。隨著變頻調(diào)速技術(shù)的不斷發(fā)展，變頻調(diào)速器已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在拉絲機行業(yè)，承擔(dān)著拉絲調(diào)速、張力卷取、多級同步控制等環(huán)節(jié)，變頻器的應(yīng)用，大大提了拉絲機的自動化水平與加工能力、有效降低了設(shè)備的單位能耗與維護(hù)成本，得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)同。

行業(yè)現(xiàn)狀：

         行業(yè)的現(xiàn)狀，本材料只限于針對電氣控制部分的陳述，請讀者諒解！

、
為小型拉絲機的簡易圖，從機械上，可以分解為拉絲部分和收線部分，從電氣控制上可以分解為拉絲無極調(diào)速控制和卷取的恒張力同步控制，通過張力擺桿的位置變化，回饋控制系統(tǒng)，經(jīng)過自動運算，改變卷取電機運行速度，從而達(dá)到卷取與拉絲兩個環(huán)節(jié)體現(xiàn)出恒張力與速度同步，并通過排線導(dǎo)輪電機，可以隨著卷取速度的不同，均勻地將成品金屬絲纏繞在卷取工字輪上，以實現(xiàn)對金屬材料的拉伸加工。


   上圖所示的小型拉絲機的控制模式，是目前主流的控制方式，拉伸與卷取控制由PLC或者工控機IPC來完成，變頻器接受PLC或者IPC的指令，實現(xiàn)拉伸級的無級調(diào)速與卷取的恒張力控制。該系統(tǒng)解決方案將直接導(dǎo)致成本昂、系統(tǒng)復(fù)雜、維護(hù)難度大、維修成本、系統(tǒng)控制響應(yīng)差等問題。
INVT推薦方案：

示意圖為INVT向您推薦的控制方式，該兩種中型、小型、微型伸線機電氣控制方式，將卷取的同步與張力控制、系統(tǒng)開動與停車控制、故障報警等功能集成在變頻器內(nèi)部，與機械系統(tǒng)融為一個整體，外部信號直接送入變頻器，經(jīng)內(nèi)部算法快速反應(yīng)在對系統(tǒng)的直接控制，大大提了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，省去PLC、HMI、 IPC，節(jié)省系統(tǒng)成本，降低故障點，并可根據(jù)用戶需求配置LED或者LCD操作盤，體現(xiàn)人機操作的人性化，方便用戶的操作、維護(hù)、調(diào)試與使用。

產(chǎn)品介紹：CHV130專用型變頻器

CHV130專用型變頻器，是在INVT-CHV100性能矢量變頻器的硬件平臺與核心控制算法的基礎(chǔ)上，結(jié)合雙變頻中型、小型及微型拉絲機控制的要求，開發(fā)出來一款專門針對雙變頻控制拉絲機的變頻器，為適應(yīng)行業(yè)應(yīng)用的要求，在硬件、軟件算法、結(jié)構(gòu)上都做了許多特殊處理，特別針對耐溫、防金屬粉塵、防潮濕、防腐蝕等處理，大大增強了變頻調(diào)速器在拉絲機行業(yè)的可靠性。

1、電流矢量控制

CHV130專用型變頻器采用ARM（32位）+DSP（16位）雙CPU控制系統(tǒng)，功能控制與性能控制完全分離，底層性能電機控制模塊采用電流矢量控制算法，即把定子電流按照坐標(biāo)變化分解成勵磁電流分量與轉(zhuǎn)矩電流分量，分別進(jìn)行控制，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的精度控制。

與V/F控制比較，矢量控制的優(yōu)勢

（1）低頻轉(zhuǎn)矩特性優(yōu)秀

（2）動態(tài)響應(yīng)特性好，能快速響應(yīng)負(fù)載的變化

（3）速度控制精度，能實現(xiàn)精度的同步控制

（4）能進(jìn)行直接轉(zhuǎn)矩控制，無PG反饋轉(zhuǎn)矩控制精度，實現(xiàn)低成本的張力控制

2、主要技術(shù)

◆      輸出頻率范圍：0.00～600.00Hz；

◆      速度控制方式：SVC、VC、V/F控制、轉(zhuǎn)矩控制；

◆      指令通道方式：操作面板、端子控制、遠(yuǎn)程通訊控制；

◆      頻率給定方式：數(shù)字鍵盤給定、模擬量給定（電流、電壓信號）、脈沖頻率給定、遠(yuǎn)程通訊給定、PID閉環(huán)給定等�？蓪崿F(xiàn)給定的組合和給定方式的相互切換，方便現(xiàn)場調(diào)試及復(fù)雜工藝的要求；

◆      起動轉(zhuǎn)矩大：0.5Hz/150% (SVC)、0Hz/180% (VC)；

◆      過載能力： 150%額定電流 60s；180%額定電流 10s；

◆      調(diào)速比：    SVC：1：100，VC：1：1000；

◆      載波頻率范圍：1.0K～16.0KHz；可根據(jù)溫度和負(fù)載特性自動調(diào)整；

◆      速度控制精度：±0.5%速度(SVC)；±0.1%速度(VC)；

◆      自動電壓調(diào)整（AVR）：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定；

◆      轉(zhuǎn)矩控制：多種轉(zhuǎn)矩指令設(shè)定方式，可實現(xiàn)有PG與無PG的轉(zhuǎn)矩控制；

◆      速脈沖輸入功能：可實現(xiàn)定長控制；

◆      停機處理：停機剎車抱閘輸出功能；

◆      斷線故障檢測功能：提供數(shù)字信號檢測與模擬量信號檢測方式；

◆      提供兩套PID參數(shù)：可依據(jù)線速度、半徑、運行頻率自動調(diào)節(jié)PID控制；

◆      顯示功能：能顯示拉絲長度、拉絲線速度，顯示范圍廣；

◆      定長自動停車：定長自動停車功能；

◆      設(shè)計PID調(diào)節(jié)限幅功能：實現(xiàn)同步控制系統(tǒng)平穩(wěn)起停；

◆      同步速增益：方便同步控制的調(diào)試；

◆      配置卷徑計算功能：實現(xiàn)精度張力卷取控制；

◆      卷徑復(fù)位功能：可通過端子實現(xiàn)工字輪卷徑復(fù)位；

◆      排線電機控制功能：帶FDT頻率檢測

3、外圍配置

<>        ◆   可編程模擬量輸入：AI1：0～10V輸入，AI2：0～10V或0～20mA輸入，擴展卡可擴展2路輸入(AI3:-10V～10V輸入，AI4：0～10V或0～20mA 輸入)；
可編程開路集電極輸出：1路輸出，擴展卡可擴展1路輸出（開路集電極輸出或速脈沖輸出）；
繼電器輸出：2路輸出，擴展卡可擴展1路輸出；
模擬量輸出：1路輸出，擴展卡可擴展1路（0/4～20mA或0/2～10V）；
提供兩種控制電源：+24V，COM；+10V，GND； 4、安全自檢功能

5、強的保護(hù)功能

◆ 提供多達(dá)20多種的保護(hù)功能，可實現(xiàn)變頻器、電機、外圍設(shè)備的全方位保護(hù)
◆ 提供故障自動復(fù)位功能，方便常規(guī)故障的自動排除
◆ 內(nèi)置雷擊過流保護(hù)裝置，有效提對于感應(yīng)雷的自我保護(hù)功能
6、標(biāo)準(zhǔn)的制造平臺
◆ 具有防靜電、防腐蝕、防金屬粉塵的三防烤漆處理工藝
◆ 專業(yè)化流水生產(chǎn)線
◆ 嚴(yán)格的生產(chǎn)管理制度

系統(tǒng)電氣控制介紹：
1、變頻器不帶數(shù)顯功能電氣控制示意圖

2、變頻器帶數(shù)顯功能控制電氣控制示意圖

3、使用時注意事項
1）拉絲主機：
< >通過電位器從AI1模擬輸入口輸入變頻器，進(jìn)行拉絲速度設(shè)定，用戶可以依據(jù)不同的材料設(shè)置不同的伸線速度，操作簡單、方便；通過開關(guān)端子控制啟動、點動穿絲、故障復(fù)位、緊急停車、斷線故障輸入等功能；從HDI1與COM之間，輸入計長脈沖信號，系統(tǒng)自動換算拉絲長度，完成定長控制與加工絲線長度顯示；主機實際運行頻率通過AO1口（0~10V）輸出給卷取變頻器，作為同步速給定與拉絲線速度顯示；提供+24V，COM給外部控制系統(tǒng)使用；繼電器RO1為斷線故障報警輸出；繼電器RO2為系統(tǒng)減速停車時低頻抱閘輸出，實現(xiàn)卷取電機低速制動；主機外引操作盤顯示為拉絲長度，單位為0.01km，范圍為0.01~650.00km；模擬量AI1為同步速輸入口（0~10V）；模擬量AI2為張力擺桿位置檢測信號輸入口，作為PID的反饋通路，實現(xiàn)前置PID同步控制，擺桿的平穩(wěn)運行位置有PID給定值確定，通常將P9.01設(shè)置為50%，以保證擺桿處于中間位置；通過開關(guān)端子控制啟動、卷徑復(fù)位、故障復(fù)位、緊急停車等功能；卷取變頻器需配置制動電阻，針對CHV130專用變頻器，功率在15KW以下，標(biāo)配內(nèi)置制動單元，18.5KW以上，選配外置制動單元。制動電阻配置的具體要求，請參考《產(chǎn)品說明書》；繼電器RO1為斷線故障報警輸出；繼電器RO2采用FDT頻率檢測功能，控制排線電機啟動與停車卷取外引操作盤顯示拉絲線速度，單位為0.1M/Min，范圍為0.1~6500.0 M/Min，用戶可通過設(shè)置線速度顯示系數(shù)PA.14，實現(xiàn)準(zhǔn)確的線速度與轉(zhuǎn)速的對應(yīng)關(guān)系；
◆ 變頻器上電，系統(tǒng)對軟、硬件進(jìn)行完備的安全自檢

◆ 系統(tǒng)對功能參數(shù)的修改及設(shè)置進(jìn)行安全的鉗制，防止用戶對功能參數(shù)的誤設(shè)置
    4、可靠性設(shè)計
     1、全系列獨立風(fēng)道設(shè)計
        ◆ 全系列獨立風(fēng)道
      ◆ 散熱器安裝方式為柜體內(nèi)、柜體外可選，風(fēng)扇更換方便，變頻器維護(hù)簡單
        ◆ 極大提了變頻器在拉絲等行業(yè)不同的應(yīng)用環(huán)境下長期運行的可靠性
     2、寬電網(wǎng)電壓設(shè)計
       ◆ 電網(wǎng)輸入電壓在-15%～15%，變頻器可安全運行，用戶無須其他處理
     3、18.5kW～90kW標(biāo)準(zhǔn)配備直流電抗器
        ◆ 提輸入側(cè)功率因數(shù)
        ◆ 提整機效率及熱穩(wěn)定
        ◆ 有效消除輸入側(cè)的次諧波對變頻器的影響，減少對外圍的干擾

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