邦飞利ACTIVE系列驱动器在物理发泡挤生产线上的同步应用

随着国内工业自动化生产领域的飞速发展，各厂家对生产设备的自动化要求也越来越高。传统矢量型变频器已经越来越不能满足现有的工艺生产要求，它制约了生产的效率和生产控制精度，另一方面高性能的伺服产品又很大程度的提高了生产运行成本，尤其对于大功率的伺服产品。市场上越来越需求一款介于变频器和伺服驱动器中间的一款产品，在高性能矢量变频器的基础上增添部分伺服功能，同时价格也更贴近变频器。ACTIVE系列驱动器就满足了这部分的市场需求，它沿袭了德国品牌惯有的高品质，同时在价格上也越来越接近大众化的需求。尤其在中国日益强大的工控市场舞台上，它的性价比的优越特性越加得以体现。下面结合具体项目，阐述一下ACTIVE驱动器在同步控制领域的应用。在此项目中我们增加了Lenze 93EV驱动器，主要是利用它内部自带的卷径计算功能，从而减少了PLC的复杂计算程序，并能充分保证整个系统的控制精度。 1 工艺流程 整个操作系统由放线、第一牵引、挤出、第二牵引、收线等5个系统组成。原材料由放线机送出后经过第一牵引单元，接着由挤出单元对其进行塑料包裹处理，一般挤出单元又是由三部份组成（内皮挤出、发泡挤出和外皮挤出），最后经过第二牵引单元由收线机进行收卷处理。 2 工艺技术参数和选型 1） 放线单元：Lenze驱动器、2.2kW变频电机（带反馈），轮盘Dmax=600mm， 皮带轮速比1：2； 2） 牵引单元：Active驱动器、2.2kW变频电机 、牵引盘D＝400mm， 减速机速比7：1 3） 挤出单元：a) Active驱动器，1.1kW变频电机，4段温控（热电偶）； b) Active驱动器，7.5kW变频电机(带反馈)，9段温控（热电偶）； c) Active驱动器，1.1kW变频电机，4段温控（热电偶）； 4） 牵引单元：Active驱动器、2.2kW变频电机 、牵引盘D＝400mm， 减速机速比7：1 5） 收线电机：Lenze驱动器、2.2kW变频电机（带反馈），轮盘Dmax=500mm， 皮带轮速比1：2； 6） 线速度：700米/分。 3 设计方案 A 配置如下图所示 B 说明 本方案采用了两台Lenze93ev控制器、五台邦飞利ACTIVE驱动器、一只PROFACE 触摸屏以及一只SIEMENS S7－200PLC，系统总线拟采用RS-485。原材料经过放线机开卷后由第一级牵引机输出，接着通过挤出单元进行加工处理后由第二级牵引机输出，最后由输送单元卷出成形。放线和输送两部分控制器采用Lenze93ev，可以保证收放卷之间的同步和卷绕精度。牵引单元利用了邦飞利控制器内部的同步功能，保证了整个系统的线速度和相位的同步，从而保证了成品的精度。所有系统数据和控制逻辑均能在触摸屏上显示和实现，方便了现场的数据监控和操作工人的操作。 1） ACTIVE 驱动器主要技术简介： 　　1.额定电压为400V 　　2.过载能力为150% 　　3.可调范围为0~1000HZ 　　4.允许电压波动范围为320V~460V 　　5. 闭环矢量控制 　　6.载波频率为2~16KHZ 　　7.电子齿轮功能 　　8.system bus卡，RS-485卡。 　　9.主从模式 　　10.器件自保护、过压、欠压、过载、外部报警、通讯报警等多种保护功能。 2） ACTIVE 驱动器的性能特点： 　　1.技术先进： 　　该产品是原装德国进口，采用磁场定向控制包含两个电流环，一个为控制磁通电流值Isd，一个为控制转矩电流值Isq，由于这两个值是完全独立的，故系统实现退耦，等效于他励直流电机。 　　2.结构简单，体积小： 　　产品的器件均采用模块化设计，体积小、安装方便 　　3.性价比高： 　　比同类欧洲产品价格实惠。 　　4.能驱动多种电机类型，有自整定功能： 　　能驱动3相同步电机、3相异步电机、开关磁阻式电机、3相绕组变压器等。 　　5.通讯功能强： 　　CAN－OPEN，RS-485，RS-232，PROFIBUS-DP 　　6.可接增量式编码器和旋转变压器： 　　EM-ENC，增量式编码器 　　EM-RES，旋转变压器 3） 同步控制的具体说明 主从驱动器之间采用系统总线通讯（驱动器内部的CAN），PLC和驱动器之间有RS-485通讯，这样可以方便PLC对驱动器参数的读写工作，另外需要说明的是对于从机我们可以利用驱动器内部的系统总线CAN通过主驱动器来进行与PLC之间的数据交换。 首先来说明系统总线的功能：系统总线是基于CAN协议开发的 　　1.发给从机启动和停止信号， 　　2.从机的速度和相位给定 　　3.传送故障信息 　　4.复位功能 　　5.系统总线上可以最多连接64个单元 6.时间扫描功能 4） 参数的设置： 　　基本设置 　　1.电机参数按电机名牌值输入，参数370~376，设置完成后通过SETUP对电机进行自整定。 　　2.设置最小和最大频率， 参数418和419 　　3.设置加减速时间 参数420和421 　　4.设置模拟量输入通道 参数452 　　5.设置频率参考制通道 参数475，可以设置成固有频率，模拟量给定，循环频率给定，速度传感器给定，电子电位器给定，可以几种叠加给定。给定可以是正，也可以为负 　　6.设置百分比参考通道 参数475功能和475相似 　　7.速度传感器设置参数 490，编码器的操作方式 　　8.参数491，编码器的分辨率 　　主从通讯设置 　　Master 　　30控制模式 210-闭环矢量控制 　　900 0 主机必须设置为零 　　925 888 通讯协议 　　930 1-controlled by time 　　931 2ms 　　946 71-S2IND 正向启动 　　420 加速时间 5HZ/S 　　421 减速时间 5HZ/S 　　760 2-on 编码器监控 　　954 速度 80-速度传感器1 960 相位 82-速度传感器1 　　 　　Slave 　　30 控制模式 215-带电子齿轮功能的闭环矢量控制 149 相位控制有效 6－ON 900 1 从机可以是1~63 924 888 通讯协议 689 操作模式 11－带相位控制的电子齿轮 685 1 分子 686 1 分母 696 比例 10％－默认值 697 相位背离限值 99999 degree – 默认值 698 相位控制期限值 3Hz-默认值 125电子齿轮参考频率 708-RxPDO1Long1 147 位置参考值 714-RxPDO1Word2 148 实际相位 82-速度传感器1 498 远程编码器 4－倍频 499 编码器线数 1024 　900 1 从机可以是1~63 　　说明：685是分子，686是分母。它们的值就是电子齿轮比。685和686是可以随意设置的。 　　924和925的值必须一致，其值可以任意设置。从机的速度给定是来自主机的编码器信号，系统总线通过时间控制，实时刷新。扫描周期为1~10ms，如果用到相位同步，请将它设置为2ms。用户需要用的所有参数均可以在触摸屏上进行修改，方便操作。　　 4、结论 　整个系统已经在实际现场运行，控制精度和成品均达到用户的要求。