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    【摘要】本文主要介紹臺達(dá)C2000變頻器在油毛氈切割包裝機(jī)上的應(yīng)用。

    【Abstract】This paper mainly introduces application of Delta C2000 inverter in felt cutting and packing machine. 

    【關(guān)鍵字】C2000；單點定位；轉(zhuǎn)矩控制 ；脈沖跟隨控制

    【Keywords】C2000; point positioning; torque control; pulse tracking control

    油毛氈切割包裝機(jī)用來完成油毛氈的切割和簡單包裝，是一種控制較為復(fù)雜的機(jī)械，涉及定位和張力控制。臺達(dá)C2000系列變頻器“融控制、驅(qū)動與通訊三大核心為一體”、“集主站、控制、總線、飛剪、防護(hù)等功能于一身”，可以很好地完成這一控制要求。C2000變頻器的基本特點包括：

    1）通訊速度快:內(nèi)置CANopen現(xiàn)場總線及MODBUS，并可選購多種通訊模塊，適應(yīng)大型工程項目。

    2）控制多樣化:速度/轉(zhuǎn)矩/位置三種控制模式，標(biāo)配LCD，選配LED。穿墻式安裝，系統(tǒng)防護(hù)等級增強(qiáng)。

    3）節(jié)約成本與空間:內(nèi)置10K容量的PLC，可做CANopen主站，感應(yīng)電機(jī)與同步電機(jī)控制一體化，效率更高更節(jié)能。

    4）過負(fù)載能力超強(qiáng):一般負(fù)載的額定輸出電流：120%，1分鐘；重載額定輸出電流150%，1分鐘。

     5）運(yùn)行穩(wěn)定節(jié)能：內(nèi)置直流電抗器(≥37kW)與剎車制動單元（≤30kW），DC-BUS直流母線可并聯(lián)共享。 

  圖1 油毛氈切割包裝機(jī)
 

    1 油毛氈切割包裝機(jī)的工作流程

    首先，收料輥完成原點定位，準(zhǔn)備收卷油毛氈（定位的目的是將豁口對準(zhǔn)送來的油毛氈以便其進(jìn)入后固定）；
其次，收料輥在張力控制下收卷油毛氈。這一過程中，送料輥上的編碼器反饋位置信號給PLC以便確定已送油毛氈的長度，到達(dá)指定長度后，PLC發(fā)出停止指令，收料輥停止；

    最后，切刀對油毛氈進(jìn)行切割，然后收料輥再次啟動，繼續(xù)完成剩余油毛氈的收卷，這一過程使用脈沖跟隨控制，然后完成油毛氈打包。

    2 變頻器控制模式

    2.1單點定位

     在FOCPG模式下，預(yù)先設(shè)置一個位置（參數(shù)10-19），定義一個MI點為單點定位功能（d35），并且定義一個MO點為位置到達(dá)（d39），在變頻器運(yùn)行過程中觸發(fā)這一MI點，變頻器便開始執(zhí)行單點定位，最終在指定點停下來，同時觸發(fā)MO點為ON。 

    圖2 單點定位控制圖
 

    2.2 脈沖跟隨控制

     FOCPG模式下，定義一個MI點為脈沖跟隨功能（d37）并定義一個MO點為位置到達(dá)（d39），從接收到脈沖指令后，變頻器開始加速至脈沖頻率，脈沖發(fā)完后，變頻器開始減速，并繼續(xù)走完未走完的脈沖數(shù)直到停止下來，然后觸動MO點為ON。 

    圖3　脈波命令全程位置控制圖
 

    3 轉(zhuǎn)矩控制

    定義控制模式為轉(zhuǎn)矩控制。

    如果要從速度模式切換至轉(zhuǎn)矩模式，可以通過通訊方式修改00-10＝2或者定義一個MI點為TQC/FOC切換功能（d26，另需設(shè)置11-42＝1）。

    轉(zhuǎn)矩模式下啟動時，變頻器依轉(zhuǎn)矩命令（11-34）跑到目標(biāo)扭力或速度限制。

    4 主要參數(shù)

    在完成自學(xué)習(xí)和慣量測試后，主要設(shè)置參數(shù)如表1。 

    表1　變頻器主要參數(shù)

 

    5 調(diào)試步驟 

    調(diào)試過程主要分以下幾步：首先是電機(jī)自學(xué)習(xí)：設(shè)置電機(jī)參數(shù)，進(jìn)行動態(tài)或靜態(tài)自學(xué)習(xí)；其次進(jìn)行慣量測試，包括：設(shè)置編碼器參數(shù)；設(shè)置00-11=3；設(shè)置加減速時間01-12、01-13（盡可能短）；設(shè)置11-00=2，F(xiàn)=33；通過正反轉(zhuǎn)運(yùn)行，直至11-01變化不大為止，設(shè)置11-00=1。

    第三，設(shè)置單點定位功能的相關(guān)參數(shù)：02-05=35、10-19＝0及其它參數(shù)，測試單點定位功能是否正常；

    第四，設(shè)置脈沖跟隨功能的相關(guān)參數(shù)：02-06=37、10-16＝3及其它參數(shù)，測試脈沖跟隨功能是否正常；

    第五，設(shè)置轉(zhuǎn)矩控制功能的相關(guān)參數(shù)：02-04=26、11-33=2、11-36=1、03-01＝2、11-42＝1及其它參數(shù)，測試轉(zhuǎn)矩控制是否正常。

    需要特別注意的是：調(diào)試的基礎(chǔ)是FOCPG模式，因此，務(wù)必保證FOCPG模式運(yùn)行正常；同時注意預(yù)防干擾問題。

    6 結(jié)束語

    臺達(dá)C2000是一款通用型的變頻器，功能全面，不僅能做速度控制，也能做轉(zhuǎn)矩控制；不僅能做定位控制，也能做位置控制。這極大的促進(jìn)了C2000變頻器在切割包裝行業(yè)的應(yīng)用。

    通過測試，臺達(dá)C2000很好地完成了對收料輥的控制，滿足了客戶的需求。C2000控制性能良好，相對于伺服控制成本降低；變頻器功率范圍比伺服大，可以用在較大功率負(fù)載上；此應(yīng)用方案有一定的推廣價值，可推廣到其它類似產(chǎn)品的切割和包裝。

    作者簡介：

    毛明川，男，生于1986年，畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)，電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)。現(xiàn)任臺達(dá)集團(tuán)--中達(dá)電通股份有限公司變頻器產(chǎn)品處應(yīng)用工程師，從事變頻器產(chǎn)品在SI行業(yè)的應(yīng)用和推廣，擁有多年行業(yè)經(jīng)驗。