Alpha 6300S 变频器在薄膜收卷机上的应用
一、概述
薄膜在分切、复卷过程中的张力控制是指能够持久地控制薄膜在设备上输送时的张力的能力。这种张力控制对设备的任何运行速度都必须保持有效，包括设备的加速、减速和匀速。即使在紧急停车情况下，也应该有能力保证被分切薄膜不破损。张力控制的稳定与否直接关系到分切产品的质量。若张力不足,薄膜在运行中产生漂移,会出现分切复卷后成品纸起皱现象;若张力过大,薄膜又易被拉断,使分切复卷后成品断头增多。所以收卷机必须具有良好的张力控制系统。
二、工艺原理
收卷辊的控制主要包括速度控制和张力控制两部分。薄膜收卷时，随着母卷直径增大，如果收卷辊的转速仍然不变，则随着收卷线速度的增大，必然引起收卷张力的递增，（因为从牵引装置送出的薄膜速度是不变的），这样不仅会造成膜卷的内松外紧，外层薄膜把内层薄膜压皱，而且分切时也会增加复卷难度，影响分切质量。因此，收卷辊的收卷转速必须随着母卷直径的增大而减小。一般认为薄膜收卷时维持薄膜张力的恒定是*有利于薄膜成品表观质量的。但实际上，由于薄膜层之间都夹有一定的空气（12%～18%），因此，即使在恒定的张力条件下也会出现外层薄膜将内层薄膜压皱的现象。解决这个问题的方法是随着母卷直径的增加，按一定的规律将薄膜的张力自动进行衰减。通常不同直径下的张力衰减值，在收卷之前需要预先输入计算机内，在生产过程中，操作人员再根据薄膜收卷情况随时进行调节。薄膜换卷时，薄膜转换到新的卷芯表面，卷径突然变化，收卷辊的转速、各系统的转动惯量都发生大的变化，引起张力的突变，以致经常出现换卷断膜现象。因此，在薄膜的张力控制系统内，必须设有张力补偿装置，用以实现软起动、软停止，防止收卷的薄膜产生皱纹。
三、系统配置
ALPHA 6300S变频器是在ALPHA 6000S系列通用变频器基础之上，专门针对拉丝、印染、纺织等行业需要张力控制的卷绕需求进行改进而设计的专用变频器，**的力矩控制以及丰富、灵活的配置方案使其可以满足印刷、卷染、蒸呢等多种行业的卷绕需求。
四、参数调试
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功能码 |
参数名称 |
参数值 |
备注 |
|
张力棍变频器(ALPHA6300S) |
|||
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P0.03 |
频率设定源1 |
7 |
AI1 |
|
P0.07 |
端子控制 |
2 |
端子控制（STOP有效） |
|
P0.10 |
*大输出频率 |
60HZ |
根据现场设置 |
|
P0.12 |
上限频率 |
60HZ |
根据现场设置 |
|
P2.28 |
加速时间2 |
6 |
根据现场设置 |
|
P2.29 |
减速时间2 |
6 |
根据现场设置 |
|
P1.10 |
停车方式 |
1 |
自由停车 |
|
P2.44 |
内置PG每转脉冲数 |
1000 |
根据现场编码器线数设置 |
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P3.01 |
X1端子定义 |
1 |
正转 |
|
P3.02 |
X2端子定义 |
54 |
卷径复位 |
|
P3.05 |
X5端子定义 |
81 |
双相测速A/B脉冲输入 |
|
P3.06 |
X6端子定义 |
82 |
双相测速A/B脉冲输入 |
|
P4.03 |
AI1*大模拟量输入值 |
9.75 |
根据现场设置 |
|
P4.21 |
AO1端子输出 |
10 |
输出AI2 |
|
P6.00 |
张力控制模式 |
1 |
张力给定控制模式 |
|
P6.01 |
收卷模式 |
0 |
收卷 |
|
P6.02 |
机械传动比 |
7.5 |
根据现场设置 |
|
P6.03 |
张力设定源 |
2 |
AI2 |
|
P6.05 |
*大张力 |
6908N |
根据现场设置（ 重要） |
|
P6.08 |
张力锥度源 |
0 |
P6.09设定 |
|
P6.09 |
张力锥度 |
15% |
根据现场设置 |
|
P6.13 |
卷径计算方法 |
2 |
按厚度累计 |
|
P6.14 |
*大卷径 |
750 |
根据现场设置 |
|
P6.15 |
初始卷径 |
108 |
根据现场设置 |
|
P6.16 |
初始卷径源 |
0 |
P6.17-P6.19设定 |
|
P6.17 |
初始卷径1 |
108 |
根据现场设置 |
|
P6.20 |
卷径滤波时间 |
5s |
根据现场设置 |
|
P6.22 |
每圈脉冲数 |
1000 |
根据现场设置 |
|
P6.23 |
每层圈数 |
10 |
由于材料较薄，之后0.012mm,而材料厚度功能码只能**到0.01mm,故10圈才计算一次卷径，保证其精度 |
|
P6.25 |
材料厚度设定源 |
0 |
由P6.26材料厚度0设定 |
|
P6.26 |
材料厚度0 |
0.12 |
根据现场设置，在此等于10*0.012=0.12 |
|
P6.30 |
*大厚度 |
1.0 |
根据现场设置 |
|
P6.31 |
实测线速度输入源 |
1 |
AI1 |
|
P6.32 |
*大线速度 |
119.6 |
根据现场设置（重要） |
|
P6.33 |
卷径计算*低线速度 |
5 |
根据现场设置 |
|
P6.41 |
摩擦补偿系数 |
0 |
根据现场设置 |
|
P6.55 |
线速度给定输入源 |
1 |
AI1 |
|
P8.01 |
速度环比例增益1 |
30 |
根据现场设置 |
|
P8.04 |
速度环比例增益2 |
20 |
根据现场设置 |
|
P8.11 |
转矩上限源 |
2 |
AI2 |
|
P8.23 |
零速张力提升 |
50 |
根据现场设置 |
|
P8.24 |
零速阀值 |
20 |
根据现场设置 |
|
速度辊变频器(ALPHA6000) |
|||
|
P0.01 |
频率设定1 |
3 |
AI2 |
|
P0.04 |
控制方式 |
2 |
端子控制（STOP有效） |
|
P0.21 |
加速时间1 |
20.0S |
根据现场设置 |
|
P0.22 |
减速时间1 |
12S |
根据现场设置 |
|
P1.08 |
停车方式 |
0 |
自由停车 |
|
P3.01 |
X1端子定义 |
1 |
正转 |
|
P4.17 |
AO1输出 |
11 |
输出频率（补偿后） |
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收卷辊也叫张力辊 |
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牵引辊也叫速度辊
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压紧辊 |
此系统主要包括速度控制和张力控制两部分，其中速度部分（也叫牵引部分）由ALPHA3300控制，机械减速比为7.5，速度辊的周长为598mm,电机极对数为2。按照变频器设置的*大输出频率50HZ计算其*大线速度Vmax = N * π * D * / K = f * 60 * π * D / P/K.(其中N为转速，D为辊筒的直径，K为减速比，f为频率，P为电机极对数)则：
Vmax = 50 * 60 * 0.598 / 7.5 / 2 =119.6m/min。
注：*大线速度的正确设置非常关键！
*大张力由张力辊的驱动机构决定，计算公式如下：*大张力Fmax = 2 * T / D = 2 * P * 9550 * K / N /D。（其中T为电机的额定转矩，D为辊筒的直径，P为电机的功率(单位KW)，K为减速比，N为电机额定转速，9550为功率和转矩*转速之间的折算系数（其推导过程见未页））。则：Fmax = 2 * 7.5 *9550 * 7.5 / 1440 / 0.108 = 6908N
备注：
①：由于速度辊的周长为598mm,张力辊的初始周长为3.14*108=339.3mm,则它们初始的转速比(频率比)为598/339.3=1.76，因此，但张力辊直径很小时，速度辊的给定频率不能超过28.4HZ (28.4HZ =50HZ/1.76).否则，会造成薄膜松垂，影响收卷质量。
②：如果材料厚度经常变化，卷径计算方法可改为线速度计算，即(P6.13 = 1)，。
③：完成一次收、放卷之后，重新收、放卷时需要卷径复位。
下面结合此次的收卷系统，说明相关参数的设置：
公安机关备案号：
