丹佛斯变频器在薄膜蒸镀机同步改造系统中的应用

一、简述: 同步控制是工业控制中常见的控制方式，传统的机械同步控制精度和可调性差而逐渐减少，伺服系统复杂且成本较高，只限于小功率使用，同步电机的控制效果也不太好。为了满足高精度的工业自动化运动控制的要求，丹佛斯推出了与VLT5000系列变频器配合使用的同步/定位控制扩展卡（SynPos Option Card），对电机角度及位置进行精确控制，从而形成了功率上至400KW的全系列运动控制器（Motion Controller）。能实现高度精确稳定的转距控制，从而使廉价的变频器应用到定位控制系统中成为可能。 二、控制原理： 同步/定位选件卡（SyncPos）的基本原理是通过光电编码器反馈电机实际的速度与位置，与给定的速度或位置信号进行比较，再通过内部计算，直接对电机的转距进行控制。 其主要作用分为同步（Synchronization）控制功能及定位（Positioning）控制功能：由于引进了光电编码器脉冲反馈信号，该控制器不仅能够进行简单的速度同步控制，而且还能通过脉冲计数对电机旋转角度进行控制，以达到角度同步的目的，并且具有自动标识纠正、速比可调、角度补偿及多台电机之间的同步等功能。 三、同步卡硬件、软件功能： Syncpos卡是安装在VLT5000变频器内部的一块高度集成的PCB板，装有Syncpos的VLT5000 变频器便构成了一台可编程的伺服控制器。该控制器以普通交流异步电机为控制对象，光电编码器为预定控制点的速度或位置反馈信号。Syncpos控制卡本身提供了2组光电编码器信号输入接口，可以分别用于同步控制中的主、从电机光电编码器信号输入及定位控制中的反馈信号输入。同时还具备8个数字量输入、8个数字量输出端口（24VDC）及位置信号输出端口，可以通过内部编程实现定位控制及相应逻辑控制功能。 为了更好地将同步控制器应用在工程中，丹佛斯还提供了基于windows 系统的简洁易用的Syncpos软件，该软件集运动控制的编程、调试、监控于一体，大大方便了系统的开发及调试，除了参数设定及程序编写以外，该软件还有图表式的PID 参数整定程序，并可对编写的程序进行自动纠错。在线帮助及自带的测试程序、标准应用程序实例，使工程应用编程变得有迹可循，大大缩减了工作量。 四、系统改造原理： 本系统采用主从随动同步控制方式，以转鼓轴作为主轴自由运行，压制轮1、2作为从轴，按照设定好的速比（运行中可自由调整）跟随主轴运行，以随动方式跟随主轴同步运行。硬件采用DANFOSS VLT5000系列变频器和DANFOSS同步控制卡来实现同步控制，VLT5000系列变频器专用的同步与定位卡是专门配合VLT5000变频器用的多轴或单轴同步控制的应用场合。该控制卡可以用于任何需要与主轴同步运行的应用场合，同步控制卡相当于一个电控轴，其速度比可在运行中自由调整，根据主轴编码器和从轴编码器的反馈信号，从动轴的速度与位置将得到自动而精确的控制。编码器信号直接输入控制器，计算结果通过变频器内部数据总线，在动态下直接控制电机转距，从而可以大大提高系统的响应速度和稳定性。同步控制器通过内部编程可以根据外部端子信号，在同步控制状态与开环速度控制状态之间自由切换。 系统改造原理图见附页： 五、设备选型： a)压制轮驱动电机选用380V、3.7KW变频电机； b)变频器选用DANFOSS VLT5000系列变频器 c)VLT5000变频器同步控制卡SYNCPOS OPTION选件卡 d)同步控制检测元件：5V线驱动增量型编码器4个（图尔克）， 六、 改造后的效果： a)有效实现该工艺生产控制，极大地提高了产品品质。 b)主从马达同步性强，控制精度显著提高。 c)系统可靠性高，维护费用低。 d)电镀薄膜的张力实现了自由调节。