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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