簡(jiǎn)介： 印花機(jī)在陶瓷生產(chǎn)線上必不可少，本文介紹日立變頻器在傳統(tǒng)皮帶式印花機(jī)的各種應(yīng)用。 工藝特點(diǎn)： 目前市場(chǎng)印花機(jī)的控制方式主要有3種：利用接近傳感器信號(hào)，...
簡(jiǎn)介：
印花機(jī)在陶瓷生產(chǎn)線上必不可少，本文介紹日立變頻器在傳統(tǒng)皮帶式印花機(jī)的各種應(yīng)用。
工藝特點(diǎn)：
目前市場(chǎng)印花機(jī)的控制方式主要有3種：
利用接近傳感器信號(hào)，來(lái)控制變頻器的正反轉(zhuǎn)，變頻器速度從F001給定
利用脈沖給定變頻器速度，編碼器反饋位置信號(hào)，根據(jù)位置信息來(lái)給定變頻器高速和低速
利用0～20mA給定變頻器速度，編碼器反饋位置信號(hào)，根據(jù)位置信息來(lái)給定變頻器高速和低速
方案說(shuō)明：
以上每一種控制方式的特點(diǎn)不同，對(duì)變頻器的要求也各有不同。下面針對(duì)每種控制方式進(jìn)行詳細(xì)的介紹。
方式1：
如上圖，為印花刮刀電機(jī)的行程圖，刮刀電機(jī)就在左停止位――右停止位之間不停的作往返運(yùn)動(dòng)，變頻器的剎車時(shí)間為0.2S。由上圖可見(jiàn)此類印花機(jī)刮刀行程固定，剎車距離僅靠傳感器位置來(lái)調(diào)整，一旦調(diào)整好了之后，剎車距離就固定了。
此類印花機(jī)最高運(yùn)行頻率85Hz，加減速行程相對(duì)固定，功能比較簡(jiǎn)單，印花種類比較單一，但在3種印花機(jī)中對(duì)變頻器性能的要求最高。因?yàn)椋琍LC并沒(méi)有參與到往返運(yùn)動(dòng)的控制當(dāng)中，單純靠變頻器的剎車在每次往返運(yùn)動(dòng)中保證左右停止位置的誤差不能超過(guò)0.5cm，以滿足工藝要求。
所使用的變頻器為WJ200 0.75KW，切換對(duì)手為三菱E740 1.5KW
調(diào)試過(guò)程：
步驟1：使用出廠設(shè)定，只將F002、F003設(shè)定為0.2S，A004=85Hz，刮刀電機(jī)運(yùn)行正常，變頻器啟動(dòng)電流1.6A，剎車時(shí)直流母線電壓最高是達(dá)到750V，電流在合理范圍內(nèi)，電壓有些偏高。
問(wèn)題反映：?jiǎn)?dòng)時(shí)電機(jī)振動(dòng)比較大
問(wèn)題分析：可能是啟動(dòng)力矩不夠?qū)е码姍C(jī)振動(dòng)
步驟2：所以將A041=01，啟用自動(dòng)力矩提升，電機(jī)啟動(dòng)振動(dòng)為題得到解決，將A003=50Hz，A082=380V，再次觀察直流母線電壓，最高是為720v，比之前有所降低。
問(wèn)題反映：剎車停止位置誤差很大，不符合工藝要求，機(jī)臺(tái)振動(dòng)比較大，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)之后會(huì)出現(xiàn)E07.2的故障
問(wèn)題分析：誤差大可能是輸出超調(diào)，電機(jī)不穩(wěn)定所致，機(jī)臺(tái)振動(dòng)可能是輸出過(guò)猛。E07.2為直流母線過(guò)壓，能量釋放不完全
步驟3：針對(duì)E07.2故障，將b130=02，有效的將電壓抑制在700v以下。針對(duì)剎車不穩(wěn)，將h006=0，忽略電機(jī)穩(wěn)定常數(shù)A045=85%，將輸出增益降低，降低輸出力矩，在比較三菱的運(yùn)行情況，發(fā)現(xiàn)WJ200在同樣的頻率和行程中，往返1次所使用的時(shí)間比三菱要短，判斷出WJ200剎車時(shí)間計(jì)算與三菱不同，將剎車時(shí)間增長(zhǎng)到0.25s。
最后效果：?jiǎn)?dòng)電流1.5A，最高直流母線電壓710V，剎車精度0.5cm，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行無(wú)故障記錄。
方式2：
方式2與方式1的控制方式有所不同，PLC參與到控制當(dāng)中，刮刀的行程距離通過(guò)編碼器反饋到PLC里，刮刀行程，低速位置、高速、低速等都可以設(shè)定，此類印花機(jī)功能比較強(qiáng)，適合多種尺寸瓷磚印花。
工作過(guò)程：刮刀從右停止位置開始啟動(dòng)，以低速運(yùn)行到零位電眼，在到達(dá)零位電眼之前，所有的行程都被示為0，當(dāng)刮刀離開零位電眼后，PLC給定高速到變頻器，變頻器加速到高速運(yùn)行，由零位電眼開始計(jì)算刮刀行程值，當(dāng)刮刀走到設(shè)定的左低速位置時(shí)，PLC再次給定低速到變頻器，到達(dá)刮刀行程位置，PLC送出反轉(zhuǎn)信號(hào)以及高速到變頻器，變頻器剎車停止，反轉(zhuǎn)啟動(dòng)運(yùn)行到右低速位置，PLC送出正轉(zhuǎn)信號(hào)到變頻器，依次往返擺動(dòng)。
方式2，變頻器速度是單相脈沖給定的，脈沖列量程為1.6K，最高頻率為80Hz。這類型的客戶通常使用的三菱的FX1N或者歐姆龍的CP1L，脈沖輸出方式為NPN，而日立WJ200只能接收PNP以及線驅(qū)動(dòng)的脈沖輸入，這里就涉及到NPN轉(zhuǎn)換到PNP的問(wèn)題，采取的電阻轉(zhuǎn)化法，如下電路圖：
所使用變頻器為WJ200 0.75Kw，切換對(duì)手為歐姆龍3G3MV 0.75Kw
調(diào)試過(guò)程：
步驟1：將A001=06、A002=01、A003=50Hz、A004=80Hz、A041=01、A082=380
B130=02、F002=0.2s、F003=0.18s、P055=1.6K、P056=0.1s
PLC設(shè)定：刮刀最高頻率80Hz，低速為10Hz，刮刀行程40cm、剎車行程12cm
運(yùn)行情況：剎車位置誤差0.5cm左右，機(jī)臺(tái)振動(dòng)較小，最大電流1.6A，最大直流母線電壓690V，基本滿足工藝要求，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行無(wú)故障。
出現(xiàn)的問(wèn)題：給定80Hz，但變頻器最高輸出頻率只有76Hz，而歐姆龍的3G3MV能達(dá)到79.99Hz，當(dāng)給定頻率降低到70Hz以下，機(jī)臺(tái)開始有較大的振動(dòng)，給定的最高頻率越低機(jī)臺(tái)振動(dòng)越大。
問(wèn)題分析：由于變頻器往返速度快，而脈沖的濾波時(shí)間為0.1s，以及加速時(shí)間為0.2s導(dǎo)致變頻器無(wú)法達(dá)到80Hz。當(dāng)最高速度降低時(shí)引起機(jī)臺(tái)振動(dòng)，那可能是因?yàn)樽冾l器輸出力矩過(guò)大，導(dǎo)致剎車時(shí)的劇烈振動(dòng)。
步驟2：針對(duì)上面的問(wèn)題，微調(diào)參數(shù)：A045=85%、F002=0.18s、P056=0.5s
運(yùn)行情況：由于加速時(shí)間的縮短以及脈沖濾波時(shí)間的縮短，變頻器的最高速度達(dá)到79Hz，但以80Hz印花時(shí)機(jī)臺(tái)出現(xiàn)振動(dòng)，而低速印花時(shí)機(jī)臺(tái)振動(dòng)依舊。
問(wèn)題分析：降低輸出電壓增益之后，變頻器的輸出還是過(guò)猛。觀察變頻器的額定電流等參數(shù)，發(fā)現(xiàn)日立WJ200的同功率等級(jí)的電流保護(hù)等級(jí)參數(shù)比其它牌子的要大1個(gè)檔次。
步驟3：嘗試將H003=0.55，也就是將變頻器降容使用
運(yùn)行情況：無(wú)論是任何速度，變頻器輸出都很柔和，機(jī)臺(tái)振動(dòng)明顯得到抑制，剎車精度也有所提升，滿足工藝要求，電流電壓正常，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行無(wú)故障報(bào)警。
方式3
方式3的工作原理與方式2一樣，只是變頻器的頻率給定改為0~20mA模擬量給定。
使用變頻器WJ200 0.75Kw 切換變頻器 歐姆龍3G3JV 0.75Kw
調(diào)試過(guò)程：
步驟1：將A001=01、A002=01、A003=50Hz、A004=80Hz、A041=01、A082=380
A103=00、B130=02、F002/03=0.2s、A016=8
運(yùn)行情況：無(wú)故障，但剎車是機(jī)臺(tái)振動(dòng)大，剎車過(guò)猛
分析：懷疑是變頻器對(duì)速度的響應(yīng)過(guò)快導(dǎo)致，需要加長(zhǎng)濾波時(shí)間，降低輸出增益
步驟2：A016=25、A045=85
運(yùn)行情況：刮刀剎車是超出了極限位置，機(jī)臺(tái)依舊振動(dòng)
分析：濾波時(shí)間延長(zhǎng)，導(dǎo)致速度響應(yīng)慢了，只能將A016改回8，同時(shí)得出調(diào)成濾波時(shí)間無(wú)法消除機(jī)臺(tái)振動(dòng)。仿照方式2將H003=0.55降容實(shí)用，但經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)故障，可能是使用的電機(jī)不同，所以這里不能降容使用，只能通過(guò)別的辦法降低輸出。
步驟3：經(jīng)過(guò)對(duì)參數(shù)的分析，為了啟動(dòng)力矩足夠，一般A041=01，啟用自動(dòng)力矩提升，而動(dòng)力矩提升有2個(gè)補(bǔ)償增益A046、A047默認(rèn)值為100，一般情況下會(huì)按照這個(gè)值來(lái)做自動(dòng)力矩補(bǔ)償，但在高速往返的過(guò)程中，按照默認(rèn)的的增益來(lái)作補(bǔ)償，往往會(huì)出現(xiàn)力矩補(bǔ)償過(guò)大，從而導(dǎo)致輸出過(guò)大，因此降A(chǔ)046、A047都設(shè)為30，機(jī)臺(tái)的振動(dòng)得到明顯改善。
經(jīng)驗(yàn)總結(jié)：
經(jīng)過(guò)3種方式的印花機(jī)的應(yīng)用，發(fā)現(xiàn)WJ200有1個(gè)特點(diǎn)就是剎車性能強(qiáng)，輸出力矩大，與同容量相比要大1個(gè)檔次，由此也產(chǎn)生一些問(wèn)題：輸出力矩曲線過(guò)硬，引起機(jī)械振動(dòng)，要抑制這些振動(dòng)，總結(jié)了幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)：
參數(shù) | 設(shè)定方向 | 作用 |
H006 | 設(shè)為0 | 往往可以提高電機(jī)的穩(wěn)定性 |
H003 | 降1級(jí) | 日立WJ200各功率段的容量相對(duì)較大，所以可以適當(dāng)降容來(lái)實(shí)用 |
A045 | 降低 | 適當(dāng)降低輸出電壓，可以使電機(jī)輸出穩(wěn)定一些 |
A046/A047 | 降低 | 可以有效的抑制輸出超調(diào)現(xiàn)象
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