發布日期：2022-10-09 點擊率：248
一， 前言
顆粒包裝機械在制藥、食品等領域應用廣泛，自動化的程度越來越高，PLC、HMI、變頻器等產品的使用已經很普及。顆粒包裝機械中塑膜成型是包裝的前段工序，將塑膜通過加熱沖壓成型后傳送到下一個工序，變頻器在這個工序中主要是實現調速的功能，節能的目的還在其次。
以下主要介紹塑膜成型部分設備的控制。
二， 系統構成
1， 原先系統設計
包裝機械設備廠家的設計工程師最開始的設計思路是這樣，塑膜通過主電機送入加熱區域，然后經模具沖壓成型送到下一個工序。主電機和模具沖壓部分通過齒輪和皮帶連接，固定的速度變比，PLC根據工藝計算出速度通過變頻器開環控制主電機的速度，主電機速度越快，沖壓的速度也隨之越快，根據編碼器的反饋脈沖PLC計算塑膜的長度，以確定模具的沖壓動作的頻率，系統示意圖如下圖一：
圖一
2， 系統問題所在
因沖壓模具的速度是根據主電機的速度變化而變化的，主電機和他之間通過機械速度變比，因機械速比精度、機械間隙、皮帶伸縮、主電機本身速度波動等原因的存在，導致塑膜拉斷或累計的情況，控制效果不理想，速度不穩定，達不到設計要求。
3， 解決方案
通過現場觀察系統運行狀態，了解工藝要求，與設計工程師多次交流探討后決定將主電機和模具沖壓單獨控制，增加模具沖壓電機，使用日立SJ300變頻器主從控制功能，上位PLC與變頻器通過RS485通訊修改電子齒輪比，使模具沖壓的速度跟隨主電機的速度變化而變化，修改后的方案系統示意圖如下圖二：
圖二
4， 修改方案后的系統配置
增加一臺電機和一臺SJ300變頻器，兩臺電機均使用閉環控制，增加PB反饋卡，同時電機增加編碼器，電氣成本上升比較大。
三， 系統調試
1， 日立SJ300變頻器使用主從控制功能需要用到矢量閉環控制，故電機參數與控制精度有很大的關聯，首先需要確認以下硬件的參數。
1.1電機的型號、功率、電流等。
1.2編碼器的型號、供電電壓、驅動模式等是否與變頻器SJ-PB卡匹配，編碼器的分辨率是多少，變頻器反饋卡需要線驅動型的編碼器。
1.3變頻器的型號是否與電機功率匹配，如果功率等級相差太大可能導致控制不穩定的情況，一般不超過2個功率等級，如1.5Kw的電機最大配4KW的變頻器。
2，確認上述硬件沒有問題，可以進行以下調試操作了。
2.1 分別將兩臺電機做電機參數自整定，參數設定如下。
具體操作參考日立SJ300/SJ700說明書
2.2完成變頻器電機參數自整定后，分別做變頻器的無速度矢量開環控制，確認開環控制是否正常，D002的電流是否有異常的情況，參數設定如下：
如果矢量開環運行時D002電流大，或者有過流過載的報警，確認負載是否有異常的情況，電機的剎車是否完全打開。
2.3 矢量開環控制完成后，分別做矢量控制閉環運行，參數設定如下：
閉環控制需要注意：
2.3.1 P011務必要與編碼器的脈沖數一致，如不一致的話會出現速度波動的情況，PG卡的接線務必按照說明書及PG卡的標實接線。
2.3.2根據編碼器反饋的實際速度調整H034的轉動慣量，這個值很重要，此值如果不當的話，會導致轉速波動大，主從控制時效果不理想。
2.3.3 如果調試完H034后，電機在啟動時有異常震動響聲，減小H005的值，直至響聲不明顯。
3． 完成上述步驟之后，分別將主從變頻器參數設定如下
根據上表參數設定，主從電機參數以3/4的速比運行，P020和P021設定一個對應比值即可，即：P020=3，P021=4也可以。
4， 至此，通過上述步驟調試，系統整體運行正常，PLC 與變頻器的通訊部分在此不做描敘。與廠家工程師一起測試系統的性能，誤差在設計允許范圍內，解決了主電機和沖壓模具速度不匹配，頻繁出現塑膜拉斷和累計的現象。雖然新的系統在成本上上升比較大，但控制效果理想。
四， 系統調試總結
1, 主從控制運行時，從機速度波動較大，達到正負2HZ以上時，此時請參考主機的本身的反饋速度是否穩定，調整H034的轉動慣量。
2， 電機啟動時有明顯的震動聲響，適當減小H005電機響應值，抱閘是否完全打開。
3， 從機的速度加速過程緩慢，確認是否分配了48LAC功能，端子狀態是否為ON，此功能為ON時取消了從機的加減速時間，從機的加減速根據主機的輸出脈沖的速度變化而變化，適當加大P023的值。
4，如果D001的運行頻率與C072監視的實際速度相差較大，可以參考D003變頻器的運行方向，如果此時變頻器的給定的是正轉，而D003為反轉，確認PG卡的接線是否有接反的情況。
5， 因SJ300變頻器已經停產，升級機型SJ700變頻器具備SJ300的功能，參數和FB反饋卡都通用。
五， 附錄
現場調試的參數和接線照片。
主回路接線
PG卡接線方式
主變頻器設定參數表：
從變頻器設定參數表：
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