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技术文章

通过590直流调速器实现收放卷自动跟踪功能

在不锈钢分条系统中,通过590直流调速器实现收放卷自动跟踪功能,核心是保持材料张力的稳定和线速度同步。

以下是具体的实现步骤和技术方案:



1. 系统配置 :

   硬件需求/直流调速器:590直流调速器系列(需支持速度/转矩控制模式,并具备PID功能)。

      

- **电机配置**:

  - **收卷电机**:工作在转矩控制模式(或速度模式+张力补偿)。

  

      - **放卷电机**:工作在速度模式(跟随主刀轴速度)。

      

- **传感器**:

  - **张力传感器**(可选):直接检测材料张力(精度高,成本高)。

  

      - **编码器或测速电机**:检测收放卷的实际线速度。

  

      - **浮动辊电位器**(经济方案):通过机械浮动辊位置反馈张力变化。


2. 参数设置:

   590直流调速器核心参数


        **速度环参数**(收卷/放卷):

  

        **比例增益(P)**和**积分时间(I)

          **:确保速度跟随精度。

   

        **速度反馈源**:选择编码器或测速电机信号。



3. **转矩控制模式**(收卷电机):

   - 设置转矩给定源为外部信号(如PID输出)。

   

                                   - 启用**速度限幅**,防止超速。


4. **PID功能**(内置或外置):

  

      - 输入信号:张力反馈(来自传感器或浮动辊电位器)。

   

      - 输出信号:控制收卷电机的转矩或放卷电机的速度补偿。


5. 控制逻辑 

   自动跟踪功能实现 


   a. **线速度同步**:

   - 主刀轴速度作为基准,放卷电机通过速度模式跟随刀轴线速度。

   

                        - 收卷电机根据卷径变化动态调整转速,保持线速度恒定

                         (公式:( V = pi cdot D cdot N ),其中( D )为卷径,( N )为转速)。


   b. **张力控制**:

   - **直接张力控制**(需张力传感器):

     

      - 通过PID调节收卷电机转矩,维持设定张力。

   

      - **间接张力控制**(无传感器):

     - 通过浮动辊位置反馈调节收放卷速度差,间接控制张力。

     

      - 使用调速器的**卷径计算功能**,实时估算卷径并调整转速。


   c. **卷径计算**:

   

      - 通过材料厚度和运行时间动态计算卷径(需输入初始卷径和材料厚度)。

   

      - 公式:( D = D_0 + 2 cdot delta cdot t cdot V ),其中( delta )为材料厚度,( t )为运行时间。


   d. 关键功能实现**

#### **收放卷协同控制**

- **放卷控制**:

  

      - 速度模式:跟随刀轴线速度,通过PID微调补偿张力波动。

  

      - 启用**惯性补偿**,防止加减速时张力突变。

- **收卷控制**:

  

      - 转矩模式:根据张力反馈实时调整转矩。

  - 启用**锥度控制**(可选):随着卷径增大,逐步降低张力,防止材料内层挤压变形。



   e:自动换卷逻辑**(可选)

      

- 当收卷达到最大卷径时,自动减速并触发换卷信号。

      

- 通过外部PLC或调速器逻辑控制换卷动作。

   f:安全与保护

     

1. **过载保护**:

   - 设置电流限幅,防止电机过载。


     2. **断料检测**:

   - 通过张力突降或速度失步触发急停。

     

3. **紧急停车**:

   - 配置外部急停信号,直接切断调速器输出。



   g:调试步骤**

     

1. **空载调试**:

   

        - 验证速度同步和卷径计算功能。

   

        - 调整PID参数,确保浮动辊位置稳定(或张力反馈波动小)。


     2. **轻载测试**:

   

        - 加入材料,观察低速下的张力稳定性。

     

3. **高速优化**:

   

        - 逐步提高速度,优化惯性补偿和PID参数。

     

4. **故障模拟**:

   

        - 人为制造断料或超载,测试保护逻辑是否可靠。

   h: 注意事项:


        - 若使用浮动辊替代张力传感器,需定期校准机械位置。

        

- 卷径计算的精度依赖于材料厚度输入的准确性。


        - 在高速运行时,需确保编码器信号抗干扰能力强。





通过上述方案,590直流调速器可以实现收放卷的自动跟踪功能,

关键在于合理配置控制模式、动态卷径计算和PID参数调谐。

如果系统复杂度较高,建议搭配PLC实现高级逻辑控制,590直流调速器作为执行层。



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