森蘭SB80B變頻器是森蘭變頻器制造有限公司自主開發的新一代低噪聲、高性能、多功能的工程型變頻器。森蘭SB80B變頻器采用轉子磁場定向的矢量控制方式實現了對電機大轉矩、高精度、寬范圍調速,可靠性高,具有很強的防跳閘能力和適應惡劣電網、溫度、濕度和粉塵的能力。森蘭SB80B變頻器應用廣泛,這主要得利于它的模塊化設計及多種選配件。
森蘭SB80B的模塊有兩個層次:通用功能模塊,如PID控制、多段頻率、自動節能運行等;行業專用功能模塊,如位置控制,紡織應用、恒壓供水應用等。森蘭SB80B還具有豐富的可編程模塊,功能非常完整,編程靈活方便,包括:1.兩個多功能比較器,可自定義故障;2.兩個可以實現與、或、異或等運算的邏輯單元;3.兩個定時器,可實現多種延時功能;4.一個可預置值、可掉電存儲的計數器;5.四個可以實現加、減、乘、除和絕對值等運算的算術單元。
此外森蘭SB80B還內置功能完備的過程PID,在閉環張力控制中應用必不可少。具體可見下圖:
圖1 控制過程信號流圖
PID的輸入和反饋通道有很多種選擇,反饋信號還可以設置為模擬量的多種運算結果。PID可以預置,并且有兩套可以運行中切換的參數。
用戶可以隨心所欲地對森蘭SB80B的資源進行編程,既可以利用它的可編程功能模塊來配合專用功能模塊的使用,更可以使用通用功能模塊和可編程模塊來實現各種行業的專用功能。森蘭SB80B的可編程功能模塊就像一組七巧板,可以在用戶的手中組合成無數種理想的圖案。這使它能給各種行業需求提供解決平臺和一體化解決方案,對降低系統成本,提高系統可靠性具有極大價值。
下面就以森蘭SB80B在拉絲機上的應用為例,介紹不需要專用功能模塊,只應用PID調節器和可編程模塊即可實現的高精度張力控制方法。
在某電纜廠中,拉絲機設備主要功能是將直徑約3mm的銅線通過牽拉方式處理成直徑約0.5mm的銅絲,均勻卷繞在卷軸上。卷軸的初始直徑為20cm,卷繞結束時直徑約為34cm。卷繞時間大概一個小時。拉絲機收卷部分自帶0~10k的張力電位器。主電機一臺,37kW,用37kW的變頻器控制運行;從電機一臺,5.5kW,負責恒張力收卷,采用森蘭SB80B變頻器控制。
由于卷徑變化范圍不大,因此可以不用進行前饋速度計算,使用森蘭SB80B的PID修正功能即可以實現張力的閉環控制,控制精度、靈敏度和穩定性也能夠滿足用戶的要求。
系統控制結構如下圖所示:將主機的運行頻率作為從機的主給定頻率,張力控制PID調節器的輸出對主給定頻率進行修正,使反饋張力與給定張力無偏差。將張力傳感器的輸出信號作為PID反饋,PID給定通過數字設定成理想的張力值。主機的運行中信號作為從機的起停命令。
系統圖如下:
圖2 森蘭SB80B拉絲機張力控制系統圖
在出廠值上有變更的參數如下:
表1 變更參數表
通過現場的調試,取得了理想的效果,整個控制過程張力電位器的位置非常平穩,銅絲也沒有出現斷線或松弛。森蘭SB80B在拉絲機上的應用非常成功。