艾默生TD3300變頻器在張力控制中的應用

　　在丙綸紡粘無紡布后處理聯合機中，無紡布首先經過擴散風道牽伸，然后在鋪網機上成網以后，用預壓輥進行第一次成型，再用熱軋機進行第二次成型，第二次成型熱軋機可以根據用戶的要求軋出不同的花紋，來滿足市場的需要，第二次成型的無紡布再通過幾道擴幅輥，冷卻輥，張力輥等等，最后用收卷機收卷，如圖（一）所示。收卷效果的好壞，往往處決于熱軋機和收卷機之間的張力的恒定，張力控制的穩定，收卷的效果肯定令人滿意。

　　圖（一）丙綸紡粘無紡布后處理聯合機示意圖

　　
　　在傳統的張力控制方案中，一般都是使用張力控制器，把張力傳感器接到張力控器上，作為張力反饋；在張力控制器上設定工藝所需要的張力，作為張力給定；然后張力控制器把給定的張力和反饋過來的張力進行PID運算，最后輸出模擬量信號給變頻器作為主令信號去驅動負載。在這種張力控制系統中，不但張力控制器要求相當高，而且對變頻器的要求也很高，變頻器不僅要有很快的響應時間，還要對模擬量有很好調節的濾波時間。因此控制成本不但偏高，而且在現場調試時很不方便，所以提出一種用艾默生TD3300變頻器來取代張力控制器對此進行張力控制的方案。　　
　　根據供應商的介紹，艾默生TD3300變頻器做張力控制方案時比較常見而成熟的有兩種選擇方式：一是開環張力控制轉矩模式；二是閉環張力控制速度模式。開環張力控制模式不需要張力反饋，系統配置少，但張力控制精度略低，加減速時張力控制效果沒有穩速時好。閉環張力控制模式需要張力反饋，但在整個加減速及穩速運行中都能夠保持張力恒定。鑒于此，我們決定采用TD3300張力控制變頻器的閉環張力控制模式。 　　
　　選擇TD3300變頻器閉環張力控制速度模式時，TD3300變頻器參數中必須先擇F3.06=1。大家都知道TD3300系列的變頻器有三個模擬量輸入端子，且每個端子都有各自獨立的濾波時間，同時還可以通過功能碼設置端子接收的信號類型（電壓，電流等）。在本方案中，張力傳感器檢測出來的實際張力信號，接在一個張力顯示表上，張力表可以把傳感器信號轉換成不同類型的模擬量信號（0-5V，0-10V，±10V等），然后送給變頻器作為張力反饋信號。其連接形式如圖（二）所示。
　　

　　圖（二）張力反饋示意圖

　　
　　假定收卷機實際運行的頻率設為F，實際的運行中F=F1+ FPID，F1：為同步頻率，在此方案中來源于熱軋機變頻器的模擬量輸出，經過機械傳動比，前后壓輥，卷筒等參數計算后作為同步頻率；FPID是變頻器經過PID運算后得到的計算頻率。而在TD3300變頻器進行PID運算時必須得保證有兩個條件，即張力反饋和張力給定。把熱軋機變頻器輸出接過來的同步頻率接在TD3300模擬量端口AI1，把從張力表接過來的模擬量接在TD3300模擬量端口AI2作為張力反饋。而張力給定有不同的方式：可以由面板F8.02直接給定，可以用Profibus數字量通訊給定，還可以用模擬電位器AI3手動給定。在不同的工藝要求下，設置不同的張力給定值。而系統的實際張力值通過張力傳感器后可以直接顯示在張力表上，供工藝人員監測。其具體連接如圖（三）所示。
　　

　　圖（三）電氣傳動系統配置示意圖（此圖需要改進，可以考慮包括前級EV2000變頻器）

　　
　　AI1，AI2，AI3都有相對應的功能碼來進行選擇，分別是F6.00，F6.01和F6.02，而且還有相對應調節濾波時間的功能碼F6,03，F6,04和F6,05。　
　　同步頻率：AI1可以用FC組參數來確定，FC組參數確定它的線速度類型和最大線速度，這樣一旦標定好，熱軋機和收卷機基本上是同步的，為以后的PID運算墊下了基礎（FC0.00線速度輸入選擇，FC0.03最大線速度輸入等等）。　　
　　張力反饋：AI2可以用F7組參數來確定反饋量通道的選擇（F7.02為反饋量的選擇）；
　　張力給定：AI3可以用F8組參數來確定給定量是手動給定，面板給定，模擬電位器給定，還是Profibus數字量通訊給定（F8.00為卷取模式，F8.01張力選擇，F8.02張力數字給定，F8.03最大張力等等）。具體詳細操作見TD3300操作說明書。
　　TD3300變頻器功能碼設置表（增加）
　　丙綸紡粘無紡布后處理聯合機中收卷機采用艾默生TD3300變頻器的方案中，現場配置簡潔，工作穩定，調試方便。實際的收卷效果非常理想，端面整齊，張力穩定。正是基于變頻器TD330的張力控制特點，加上其完善的功能、高可靠性和優秀的性能價格比，滿足了用戶的要求。