台达BW系列变频器在电池极片轧辊机收放卷上的应用

摘  要：本文主要介绍台达BW系列变频器在电池机片轧辊机收放卷上的应用，利用台达BW系列变频器特有的收放卷功能，达到在金属物料在收放卷的恒张力控制。

1  引言
        移动电子市场造就出包括镍氢电池、锂离子电池、聚合物电池等许多种类庞大的电池制造产业。电池极片及有色金属压延的辊压机及其连轧生产线，给具有收放卷功能的台达专用变频器提供了应用领域。台达BW变频器可以实现速度死循环恒张力控制，从而使物料在收放的过程中不出现断带的情况。

          图1 电池极片压延辊压机

        电池极片压延辊压机如图片1所示。碾压机构把原来薄后不均的电池极片经过压轧后达到一个薄后均匀的程度并且密度较高的材料以供后续电池生产使用。图中所示的部分为该设备的碾压部分，两侧分别有一个收卷和放卷电机（电机为2.2KW）。收放卷传动机构主要的工作过程是把电池极片经过碾压后从放卷侧收到收卷侧。

2  台达变频器的解决方案
2.1 系统设计
        本套系统采用的配置为：台达变频器VFD022B43-W两台，台达PLC DVP12SA一台，AI/AO扩展模块DVP06XA-S一台，文本显示器TP04G-AS2一台，位移传感器两个。其中两台变频器分别实现收放卷功能，PLC主机DVP12SA主要的功能是和变频器通讯和处理模拟量量信号，DVP06XA-S主要的作用就是采集模拟量信号（0-10V）以及出处经过PLC处理的控制模拟量输出信号，触摸屏TP04G-AS2主要的作用就是对变频器的一些参数进行设置以及对变频器启动停止进行控制。基于台达解决方案的收放卷传动机构接线如图2所示。

                 图2 收放卷传动机构电原理图

          图2中的V5+&COM5和V6+&COM6分别是PLC扩展模块06XA的仿真量输出通道。

2.2 技术难点
        （1）难点：本套系统的难点：要进行收放的材料为铜片或者铝片，上面按照等间距铺有电池极性物质（类似碳粉），由于整张极片薄厚不均匀，所以在加压的时候张力会随时出现不稳定的情况。
        （2）解决：BW变频器处理具有原来B系列变频器的功能外，还内嵌了收放卷功能，采用速度死循环控制，最大功率为185KW。两台变频器的控制方式采用了基本的V/F控制方式。速度来源选择通过主牵引的0-10V的模拟量输出接到BW变频器的AUI端。位移传感器的信号为0-10V的电压信号，接到变频器的AVI,ACM,+10V上面。变频器参数设计参见表1所示。     
这些参数需要根据实际测量然后填写到变频器里面，如果不正确设置将导致变频器不能按照要求的工作。另外此套设备的特别之处是我们在调解PID参数的时候，不能按照常规P值小，I值大。本套需要P值稍大，I值稍小，具体数值请参看上表10-29，10-30参数。

表1  BW收放卷专用变频器设计参数

 2.3  PLC控制编程
         变频器的启动停止采用外部端子控制，分别由PLC的Y0,Y1给出。以下为PLC的部分通讯程序如下：

2.4 PLC－变频器通讯
       通讯采用轮询的方式，保证数据交换的稳定，图中所示的卷径通过文本设定。另外在当前卷径方面我们采用外部端子进行清除，MI6和DCM进行短接，通过PLC的Y2,Y3给出进行控制，具体参数设置参阅表1设置，并且注意当前的变频器版本号：

2.5  文本显示器
         文本显示器的作用是：控制变频器的启动/停止和工艺参数写入。如图3图4所示。
 

                        图3 变频器启动/停止控制

                        图4  工艺参数设置

3  结束语
        台达的全方位机电自动化平台，在为生产厂商实现机电一体化设备集成时，容易得到经济、简便、高效的解决方案。基于台达单一品牌系统集成的优势是，不但能够为客户提供完善的解决方案，而且可以得到专业工程师合作开发新产品服务，使客户能够达到效率和效益的最大化。