基于四方電氣V560矢量型變頻器的恒張力主動放線控制系統(tǒng)淺析

方案背景

線纜行業(yè)目前正在向產(chǎn)品多樣化、生產(chǎn)自動化等更高的技術層次發(fā)展。在線纜行業(yè)中，目前應用最廣泛的就是放線架，而動力放線架又是其中技術含量較高的一種設備。動力放線架一般要求變頻器具有PID調(diào)節(jié)功能，并且PID是可以雙向控制的。在目前的行業(yè)應用中，四方電氣V560矢量型變頻器不加任何輔助配件即可實現(xiàn)該控制要求。本文擬結合四方電氣V560變頻器自帶的PID控制器，介紹一種針對線纜行業(yè)設計的恒張力控制的主動放線系統(tǒng)。

工藝介紹

動力放線架作為多種設備的最前端，在線纜行業(yè)中有著廣泛的應用。一般來說，對動力放線架的要求有以下幾點：

1．在引取速度加快時，放線速度也跟著引取速度快速加速；

2．在引取速度減速時，放線速度也跟著引取速度減速；

3．當穩(wěn)定運行在某個速度時，放線架的擺桿要穩(wěn)定；

4．當出現(xiàn)松線和斷線的時候，要求放線盤可以進行自動反轉(zhuǎn)。

以上幾點要求全部由變頻器的PID功能完成，而且要求變頻器對速度的反應要相當靈敏。

控制方案

放線的恒張力同步控制，是通過系統(tǒng)中張力擺桿的位置變化，輸出電壓信號回饋給變頻器的PID控制系統(tǒng)，經(jīng)過PID控制器的自動運算，變頻器改變輸出頻率從而調(diào)節(jié)放線電機的運行速度以維持張力恒定。實際上，這是一種間接張力控制方式，因為PID的微調(diào)是基于擺桿的實際位置進行運算的，而不是直接進行張力運算，而位置與張力又滿足一定的函數(shù)關系，所以通過對擺桿實際位置的控制，也可以實現(xiàn)恒張力控制的要求。

控制原理

系統(tǒng)采用開環(huán)矢量模式，模擬輸入AI1接擺桿位置反饋信號（0～10V），將期望擺桿穩(wěn)定運行的位置點設定為PID給定值。系統(tǒng)運行過程中始終將反饋信號與給定值做比較，PID控制器根據(jù)其差值自動運算，改變變頻器的輸出頻率以調(diào)節(jié)放線電機的轉(zhuǎn)速，保證擺桿位置的穩(wěn)定，從而達到恒張力的控制。系統(tǒng)原理框圖如下：

控制效果

基于四方電氣V560矢量型變頻器的恒張力主動放線控制系統(tǒng)，該方案對速度的反應非常靈敏，在快速速度跟蹤和松線反向收線兩方面完全滿足設備技術指標，同時還可分別對正向放線速度和反向收線速度分別做限定，兼顧對放線速度需求及斷線時收線速度保護，目前已成功的應用于多個主動放線系統(tǒng)中，應用效果良好。