張力變頻器在膠版印刷機(jī)上的應(yīng)用

摘 要：通過(guò)對(duì)英威騰張力變頻在膠印機(jī)領(lǐng)域的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，重點(diǎn)說(shuō)明張力型變頻器在印刷行業(yè)的控制技術(shù)，提供一種新的應(yīng)用思路。

關(guān)鍵詞：張力變頻;控制技術(shù);應(yīng)用思路

引言

　　隨著變頻技術(shù)發(fā)展，張力變頻器在膠印機(jī)這樣的印刷行業(yè)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，它由單一的驅(qū)動(dòng)功能導(dǎo)入了智能控制技術(shù)，引領(lǐng)張力控制的新方向。

1.膠印機(jī)簡(jiǎn)介:

　　膠版印刷機(jī),簡(jiǎn)稱膠印機(jī)，也叫柔版印刷機(jī)。是將制作好的圖文印版（一般為膠質(zhì)材料）貼在滾筒上，通過(guò)網(wǎng)紋輥（也叫網(wǎng)轆）傳遞油墨的印刷方式，將凸出的圖文轉(zhuǎn)印在承印物上的印刷設(shè)備。通常主要應(yīng)用在紙張、薄膜、無(wú)紡布材料的包裝印刷上。按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類，主要有平座膠印機(jī)和天橋膠印機(jī);按印刷顏色種類，分為單色機(jī)、二色機(jī)、六色機(jī)等。所印顏色越多，對(duì)套色的位置精度相對(duì)越高，對(duì)恒定的張力控制要求也會(huì)較高。

2.傳統(tǒng)的張力控制：

　　1、傳統(tǒng)的張力控制系統(tǒng)的構(gòu)成：

　　傳統(tǒng)的放卷張力控制是采用張力控制器與磁粉制動(dòng)器工作的;其收卷張力是采用力矩控制器與力矩電機(jī)來(lái)完成控制的。主機(jī)的傳動(dòng)控制使用普通變頻器和異步電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　2、傳統(tǒng)方案的缺點(diǎn)：

　　傳統(tǒng)的張力控制方式，雖然在某種程度上滿足了張力控制的要求，但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中存在以下缺陷：

　　1）磁粉制動(dòng)器是根據(jù)電磁原理和利用磁粉傳遞轉(zhuǎn)矩的，依靠磁粉所產(chǎn)生的摩擦力來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的，高速運(yùn)行時(shí)，磁粉所產(chǎn)生的摩擦力較大，產(chǎn)生的高溫使離合器發(fā)熱而影響其使用壽命。容易導(dǎo)致磁粉老化、退磁，原控制張力變小。為設(shè)備維護(hù)帶來(lái)不便。

　　2）力矩電機(jī)常需手動(dòng)調(diào)速，操作不方便，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)力矩電機(jī)發(fā)熱也較高，其控制器也較易損壞，可靠性不高。

3.張力變頻控制方案：

　　英威騰CHV170張力變頻器不僅具備傳統(tǒng)變頻的驅(qū)動(dòng)功能，還具有張力控制與運(yùn)算的功能，可克服以上傳統(tǒng)張力控制的劣勢(shì)。結(jié)合已在東莞某印刷機(jī)械公司的成功推廣經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)CHV170張力型變頻器在膠印機(jī)應(yīng)用的解決方案。

　　1、 膠印機(jī)傳動(dòng)流程圖：

　　以上膠印機(jī)傳動(dòng)，主要由主機(jī)傳動(dòng)、放卷部分與收卷部分組成。收卷一般采用中心軸或表面收卷，放卷通常采用中心軸放卷。傳動(dòng)棍是輔助傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，圖文印刷在主機(jī)傳動(dòng)部分來(lái)完成。

　　2、 膠印機(jī)變頻控制接線圖：

　　3、 張力變頻系統(tǒng)原理框圖：

　　系統(tǒng)說(shuō)明：

　　以上膠印機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)采用的是無(wú)張力反饋的轉(zhuǎn)矩控制來(lái)完成，屬?gòu)埩﹂_(kāi)環(huán)控制，其張力的控制功能由變頻器內(nèi)部自身來(lái)完成。主機(jī)變頻器的速度由電位器通過(guò)AI1通道進(jìn)行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)運(yùn)行后，主機(jī)將主速度信號(hào)通過(guò)HDO高速脈沖輸出口輸出速度脈沖信號(hào)，傳送到放卷變頻器與收卷變頻器的HDI1脈沖輸入口作為其同步速度的給定。用脈沖傳送的優(yōu)點(diǎn)是能避免在傳輸過(guò)程中信號(hào)的干擾。

　　放卷與收卷張力大小分別由放卷和收卷變頻器的AI2通道的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，其設(shè)定張力的大小通過(guò)變頻AO輸出口連接到數(shù)顯儀表上。變頻故障信號(hào)指示通過(guò)3臺(tái)變頻各自的繼電器常開(kāi)點(diǎn)輸出。放卷與收卷電機(jī)不但與主機(jī)速度同步，其速度還與當(dāng)前卷徑大小有關(guān)。系統(tǒng)工作時(shí)，收卷處于電動(dòng)狀態(tài)，放卷處于發(fā)電狀態(tài)。通過(guò)共接直流母線的方法，使系統(tǒng)在停止時(shí)，變頻不會(huì)出現(xiàn)跳過(guò)壓的故障。正常運(yùn)行時(shí)，再生能源可傳給電動(dòng)狀態(tài)的電機(jī)工作，還能達(dá)到節(jié)能的效果。收放卷均配置PG卡和編碼器，能使電機(jī)在低頻旋轉(zhuǎn)時(shí)速度均勻，提高轉(zhuǎn)矩控制的精度。收放卷的反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)能便于其旋轉(zhuǎn)方向的選擇，靈活方便。

　　4、 張力變頻方案的優(yōu)點(diǎn)：

　　1） 收放卷張力調(diào)整簡(jiǎn)便，張力與同步控制均在變頻器中完成，可靠性與穩(wěn)定性大大提高;

　　2） 采用矢量控制，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、控制精度高，加減速時(shí)張力恒定，避免出現(xiàn)套色錯(cuò)位;

　　3） 張力變頻器的使用壽命長(zhǎng)，系統(tǒng)使用與維護(hù)十分簡(jiǎn)便。

　　4） 可通過(guò)變頻的脈沖傳送數(shù)據(jù)，可省掉在PLC控制場(chǎng)合所需的模擬量模塊，節(jié)省成本。

　　5、調(diào)試過(guò)程及參數(shù)設(shè)置：

　　1）斷開(kāi)負(fù)載，輸入電機(jī)銘牌參數(shù)（電機(jī)額定功率、額定轉(zhuǎn)速、額定電壓、額定電流），裝好編碼器，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)參數(shù)自學(xué)習(xí);

　　2）對(duì)有PG矢量控制的成功運(yùn)行，包括零速（0.00HZ）、低速（0.5HZ）、中速（20HZ）、高速（50HZ）均能保持運(yùn)行穩(wěn)定，沒(méi)有出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象。

　　3）將收放卷變頻器的P0.17設(shè)為3，按”RUN”鍵進(jìn)行轉(zhuǎn)矩自學(xué)習(xí);

　　4）設(shè)置以下變頻器參數(shù)：

　　主機(jī)參數(shù)：

　　收卷參數(shù)：

　　放卷參數(shù)：

　　6、常遇問(wèn)題與處理方法：

　　1）電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不均勻：

　　可檢查編碼器的接地是否接到PG卡的COM端，編碼器是否工作正常（可用萬(wàn)用表量測(cè)編碼器的A相與B相是否均達(dá)到直流5V以上）。尤其是低速運(yùn)行時(shí)若有抖動(dòng)，可減小P3.00的值，觀察工作電流是否平穩(wěn)。另外還須檢查機(jī)械傳動(dòng)的自身問(wèn)題，其鏈輪是否有偏離，鏈條過(guò)松等。

　　2）變頻一運(yùn)行，電機(jī)抖動(dòng)很大：

　　檢查編碼器是否反相（調(diào)整P3.11的值），編碼器線數(shù)是否設(shè)對(duì)。

　　3）不同速度運(yùn)行時(shí)，收卷或放卷的張力大小不相同：

　　可檢查是否已進(jìn)行轉(zhuǎn)矩自學(xué)習(xí)，以消除慣量補(bǔ)償?shù)挠绊憽?/p>

　　4）收卷或放卷跟不上主機(jī)的速度：

　　可在主機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，適當(dāng)調(diào)高相應(yīng)的收卷或放卷的張力，達(dá)到張力的恒定。

參考文獻(xiàn)：

　　《CHV170產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)》 （深圳市英威騰電氣股份有限公司）