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    （1）方案的確定：此系統(tǒng)要求張力小響應(yīng)快。根據(jù)公式F=m*a，F(xiàn)為張力，m為質(zhì)量，a為加速度，如果要求張力小，則要求F??；當(dāng)F小時(shí)，要求a就??；如果要求響應(yīng)快，則要求a大；當(dāng)a大時(shí)，要求F就大。所以最終決定采用加張力擺桿，收卷工作在張力閉環(huán)狀態(tài)下。測(cè)量后擺桿的幅度為1VDC-8VDC。結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。變頻器接線(xiàn)如圖4所示。   

圖3自動(dòng)化工藝結(jié)構(gòu)    圖4 變頻器接線(xiàn)圖

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    （2）速度曲線(xiàn)設(shè)計(jì)：為了滿(mǎn)足加減速時(shí)間，同時(shí)希望最高速度保持在一定范圍內(nèi)，所以最終決定將速度運(yùn)行曲線(xiàn)做適當(dāng)修改，除了加速過(guò)程和減速過(guò)程，還增加一個(gè)穩(wěn)速過(guò)程，速度圖形如圖5所示。

    如果按照以上曲線(xiàn)運(yùn)行，當(dāng)長(zhǎng)度30m，變頻器工作時(shí)間為9s時(shí)，將加速時(shí)間，穩(wěn)速時(shí)間以及減速時(shí)間都設(shè)定為3s，則理論上帶材最快速度只需要300m/min，最高線(xiàn)速度有所降低。

    2.3張力控制系統(tǒng)

    （1）放卷：采用恒線(xiàn)速度運(yùn)行方式，當(dāng)前線(xiàn)速度由PLC通過(guò)通訊方式給定；放卷電機(jī)安裝有編碼器，卷徑通過(guò)厚度積分法來(lái)實(shí)現(xiàn)，需要設(shè)置材料的厚度；由于此系統(tǒng)配置HMI，材料厚度由客戶(hù)自行設(shè)定。電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)速度由當(dāng)前線(xiàn)速度和當(dāng)前卷徑來(lái)計(jì)算。

    （2）收卷：擺桿信號(hào)接入到收卷變頻器。為了實(shí)現(xiàn)恒張力控制，就必須保證收卷跟隨上放卷的線(xiàn)速度，即保證在整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中使擺桿穩(wěn)定在某個(gè)位置。這就決定了需要收卷電機(jī)速度響應(yīng)而且在控制上能夠?qū)崿F(xiàn)擺桿的快速穩(wěn)定，特別是在加速過(guò)程和減速過(guò)程。為了提高電機(jī)的速度響應(yīng)，電機(jī)尾部增加編碼器，讓變頻器工作在閉環(huán)控制模式下；為了實(shí)現(xiàn)擺桿的快速穩(wěn)定，使用了變頻器內(nèi)部的卷徑計(jì)算模塊和擺桿PID模塊，卷徑計(jì)算通過(guò)厚度積分法來(lái)計(jì)算。

    3 系統(tǒng)調(diào)試

    3.1放卷變頻器

    由于放卷電機(jī)安裝有編碼器，所以讓變頻器工作在閉環(huán)模式下。PLC實(shí)現(xiàn)卷徑計(jì)算，設(shè)置材料的實(shí)際厚度以及線(xiàn)速度來(lái)源以及機(jī)械齒輪比。線(xiàn)速度通過(guò)通訊由PLC給定。

    3.2收卷變頻器

    由于放卷電機(jī)安裝有編碼器，所以讓變頻器工作在閉環(huán)模式下。PLC實(shí)現(xiàn)卷徑計(jì)算模塊并設(shè)置材料的實(shí)際厚度線(xiàn)速度來(lái)源以及機(jī)械齒輪比。線(xiàn)速度通過(guò)通訊由PLC給定。

    --以及擺桿PID模塊。設(shè)置目標(biāo)值以及反饋來(lái)源，擺桿的反饋電壓范圍為1VDC-8VDC。根據(jù)運(yùn)行情況設(shè)置適當(dāng)?shù)腜，I，D值以及PID限制。根據(jù)調(diào)試情況，為了滿(mǎn)足快速響應(yīng)性，P值需要適當(dāng)設(shè)置大點(diǎn)，I值設(shè)置偏??；為了防止出現(xiàn)過(guò)沖現(xiàn)象，PID限制相對(duì)設(shè)置小。

    限于篇幅，臺(tái)達(dá)變頻器具體參數(shù)設(shè)置略。

    4 結(jié)束語(yǔ)

    經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)試，卷繞出來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量與運(yùn)行速度上滿(mǎn)足盤(pán)帶機(jī)自動(dòng)化要求。實(shí)際測(cè)試，當(dāng)卷曲長(zhǎng)度15m時(shí)整個(gè)過(guò)程時(shí)間在9.5s，變頻器從啟動(dòng)到停止的時(shí)間為5.4s，卷曲長(zhǎng)度為30m時(shí)整個(gè)過(guò)程時(shí)間在12.9s，變頻器從啟動(dòng)到停止的時(shí)間不能大于8.8s，均小于工藝要求，客戶(hù)十分滿(mǎn)意。