E380 是四方电气于2007年年初推出的集成型变频器,在E350系列的基础上,改进了硬件和软件设计,集成了多种专用功能,针对拉丝行业,E380改进了 PID设计,通过主机的前馈PID设计,达到张力的平衡,为实现主机和卷绕的稳定同步,E380通过RS485通信功能联动,实现加工产品的高性能。
一、系统控制简图170【中国自动化网社区】3837b9【http://sns.ca800.com】e3
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二、外部元器件功能说明:a405c1【中国自动化网社区】acf879【http://sns.ca800.com】b4a
R1 主机频率设定电位计1c2aa48【中国自动化网社区】7c20b4【http://sns.ca800.com】0b7610
R2 从机制动电阻1c2aa48【中国自动化网社区】7c20b4【http://sns.ca800.com】0b7610
R3 张力杆高精度电位计1c2aa48【中国自动化网社区】7c20b4【http://sns.ca800.com】0b7610
S1 主机点动脚踏开关5e181【中国自动化网社区】59f5a5【http://sns.ca800.com】918df1
S2 主机启动自锁按钮5e181【中国自动化网社区】59f5a5【http://sns.ca800.com】918df1
S3 主机,从机复位非自锁按钮5e181【中国自动化网社区】59f5a5【http://sns.ca800.com】918df1
S4 外部急停机械自锁按钮5e181【中国自动化网社区】59f5a5【http://sns.ca800.com】918df1
S5 摆杆位置检测接近开关fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
MC1 抱闸控制输出继电器fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
MC2 排线启动控制输出继电器fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
三、功能描述和实现方法:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
1:主机点动独立控制。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
主机在牵引线过程中,需要单独控制主机牵引拉伸穿线,此时不能启动卷绕机。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
实现方法:通过多功能端子X1实现主机点动,点动频率不同步。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
主机参数设置:F3.0=6,F9.3=x1x1。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:选择外部多功能端子为正转点动控制,主机点动不同步输出。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
2:卷绕机的启动控制。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
通过RS485通讯,使卷绕机在主机运行到一定频率后开始执行卷绕操作。与很多变频器不同的是,从机不需要给出单独的启动控制指令,而是由主机通过RS485通讯控制,只需要设定从机的起始频率即可。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机参数设置:F8.1=2fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:主机设定频率高于2HZ时,从机开始启动运行。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
3:主从频率联动。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
主机与从机的频率存在一定的对应关系,四方变频器可以自适应地寻找主从频率对应比,但合理的设置主从联动比例和机械传动比,可以使拉丝机较快进入稳定状态。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
主机参数设定:F9.0=0014,F9.3=1111,F9.5=1.0。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
从机参数设定:F9.0=0014,F0.1=2。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:主机和卷绕的通讯功能配置均相同,主机设置点动频率不输出,则主机点动时不同时起动从机,输出频率为同步频率源。联动输出比例设置为0.7。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
注意事项:主机必须以输出频率做为同步频率源,不能以设定频率作为频率源,否则容易出现不稳定现象。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
4:主机速度频率给定。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
主拉变频器的速度,决定了整个拉丝机系统的工作效率,为方便现场操作,主机变频器频率输出一般通过外接电位计来实现。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
主机参数设定:F0.1=5,F0.8=80,F2.2=0,F2.3=10,F2.8=0,F2.9=80,F0.10=50,F0.11=50。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:主机通过外接电位计调节速度。主机加减速时间设定为50S。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
注意事项:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
本系统为保证效率,主机的上限频率一般设置到80Hz,主机的加减速时间不宜过短,一般设定在40S-100S。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
5:排线机启动控制fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机启动后,为使卷绕铜丝均匀,需启动排线机,排线机的启动使用卷绕变频器的集电极端子OC1输出。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机参数设定:F3.6=2,F3.10=2,F3.11=0.1。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:OC1输出选择FDT电平输出信号,FDT频率设定为2Hz。即当从机变频器输出频率大于2Hz时,启动排线机设备。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
6:卷绕机的张力反馈。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
张力杆的稳定度是衡量产品质量的标准,如果张力杆不稳定,产品的线径不够均匀。系统通过张力反馈信号来实现卷绕机频率的调节而实现张力恒定,伸线机的张力反馈器为高精度电位计,通过变频器的5V电平输出供应电源,反馈输入接入VC1。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
从机参数设定:F0.0=0001,F2.0=0,F2.1=5,F7.0=0,F7.1=0021,F8.11=50。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:从机使用为拉丝模式,PID的反馈通道选择为VC1。选择PID功能有效。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
注意事项:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
为方便调试,卷绕机的张力反馈调节需要调节张力杆电位计的位置,通过监控D-9参数微调,使张力杆在平衡位置时达到中心点50。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
7:线速度检测功能,计米功能实现。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机的线速度检测一般通过导轮的接近开关实现,通过检测接近开关的频率,可以实现卷绕机线速度的检测,从而实现计米功能和自动计长功能。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机参数设定:F8.8=4,F2.6=0,F2.7=0.2。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:线速度输入源使用PLS脉冲输入信号,考虑到最高线速度,设置最高脉冲输入频率为200Hz。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
注意事项:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机的线速度是对应的最大线速度需要根据导轮的半径具体计算。当导轮转动一圈,接近开关输出一个脉冲时的计算方法如下:F8.9=2*(3.14)*R*(F2.7)*1000fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
其中R为导轮的半径,单位为m,F8.9的单位为m/S。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
8:断线故障检测以及抱闸信号输出。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
根据接近开关信号输入检测是否短线,为了防止误检测,从机需要正确设定下列参数。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数设定:F8.12=1,F8.13=10,F8.14=20%,F8.15=2,F8.16=1,F8.18=7,F8.20=7S,F3.7=21。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:变频器断线检测功能在从机高于10Hz,延时2秒以后,且摆杆位置低于20%时间1秒以上有效。当卷绕机检测到断线故障时,需要及时输出抱闸信号到机械系统,实现紧急停车,此时变频器自由停车,使用OC2信号输出功能。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
9:卷绕机停机参数设定:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机在停机过程中,当频率较低时候,反馈系统容易不稳定,为了保证停机时避免较大的张力杆摆幅而造成断线,一般对卷绕部分直流制动停机。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数设定:F8.19=1.5Hz,F8.20=7。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
参数说明:停机方式选择减速停机,起始频率设置为1.5Hz刹车信号起始频率为1.5Hz,刹车时间为7S。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
10:平滑启动功能:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
卷绕机在启动时,由于预先给定了前馈频率,从而容易造成启动冲击而使张力杆不稳定,四方E380拉丝专用变频器优化了启动过程的算法,通过参数F8.0合适的设置,可以达到平稳启动,起停基本不断线的功能。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
四、参考参数表: fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
四方变频器主机参考参数设置表:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
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四方变频器从机对应参数表:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
从机参数参考表及简单说明:
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五、调试注意事项说明:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
1、摆杆反馈位置调试:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
四方变频器启动过程不需要人为参与,因此,必须保证几个先决条件:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(1)、启动初始时,摆杆位置反馈值处于最小。(2)、启动过程完成后,摆杆的平衡稳定点处于反馈中间位置。可以通过监测参数D-9,调节参数F2.2,F2.3实现(即保证摆杆最低位置D-9=0,摆杆最高位置D-9=100,摆杆平衡位置D-9=50)。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
2、启动停机过程调试:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
四方变频器使用独特的启动算法,最大限度保持卷绕机摆杆启动过程的平稳,实现启停不断线。影响起停的关键的参数有:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(1)、主机的加减速时间。主机加减速时间越长,启停稳定度越高,一般推荐使用50S以上。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(2)、从机的加减速时间。从机加减速时间有加减速时间1,加减速时间4,其中加减速时间1为变频器的输出频率加减速,加减速时间4为前馈PID 的PID环输出加减速时间。为了保证变频器启动停机以及平稳运行时的快速响应,在保证变频器无故障输出时,应该尽量减少此两个加减速时间。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(3)启动平滑时间。平滑时间是指启动过程中摆杆被拉起的时间,时间越长,摆杆启动平稳度越好,时间越短,摆杆启动越快,需要折中选择。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(4)联动设定比。四方变频器具有自动识别联动比例功能,在第一次使用时,如果没有正确设置联动比例,则可能出现启停不稳定的情况。可以通过人为调节正确的联动比例实现启动停机稳定,也可以通过第一次启动,使变频器自动识别,在第二次及以后的启动过程,均可以保证变频器正常启停。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
3、摆杆平稳度调试:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
摆杆的平稳度是检验变频器性能的标准,四方变频器使用的是前馈PID功能算法,最大限度保证了摆杆平稳运行。四方变频器可以选择单一参数组,也可以选择根据运行频率实际自动调节PID参数组。以下论述PID参数组基本调试方法:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(1)、比例增益。比例增益影响PID环节的快速响应。当摆杆在启停或者稳定运行时出现较大超调时,可适当增加此参数值。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(2)、积分时间。积分时间常数使保证PID环节稳定的关键参数,增加积分时间,可以减少在稳定运行时的摆杆振幅。过大的积分时间常数容易形成摆杆的大幅超调。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
(3)、微分时间。微分时间常数可使PID环节做出预先判断,抑制摆杆超调,但是此参数值设置过大,容易出现振荡。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
六、调试过程问题解决:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
调试过程中容易出现问题如下:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
1、启动断线:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
如是第一次上电启动出现断线,可能是机械传动比或者主机和从机频率比例设置不够合理,导致变频器软件误判正确的机械或主从频率比,此种状况在第二次试机时可消除,四方专用模块可在第一次启动过程中正确检测合理传动比。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
如非第一次启动断线,摆杆被拉升到高位断线,此种情况可能由于主机的加减时间过短,此时适当增加主机的加减速时间。一般推介主机加减速时间大于50S。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
2、启动过程加速:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
四方电气在启动过程中使用了独特的算法,从机启动必须在主机启动后,不能同时启动,否则容易出现摆杆的不稳定。在从机开始启动后必须快速爬升到摆杆的启动频率,因此此过程时间在3S左右,可以降低起始动作频率减少此过程。同时启动增益延时可以减少。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
3、启动过程摆杆振幅比较大:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
启动振幅大,与几个因素有关,第一是主机加减速时间,当此时间过短,导致主机的输入频率变换过快,而使从机频率跟踪速度不稳定,而可能导致摆杆稳定度不够。第二与启动增益有关,延长启动增益时间,可以提高摆杆稳定度。 fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
4、手动摆杆到目标位置,从机启动过慢:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
很多客户原来使用其他品牌变频器或者PID控制板,由于启动过程不够稳定,习惯将摆杆预先放置在目标位置,但是如使用四方收卷变频器发现如果预先给定摆杆位置,此时从机启动速度太慢。四方变频器的启动算法较为独特,不需要启动过程的人为参与,因每次启动过程都是参数的自校正过程,人为参与会导致参数的自校正错误,而使变频器的启动速度过慢。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
5、摆杆在拉丝过程中,出现振幅较大,或者出现振荡断线情况:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
四方PID算法能够保证摆杆的稳定度,但是如果随频率的变化,导致PID参数不够适用当前运行频率时,可能会出现这种状态。此时有两个解决办法,第一是PID参数的设置根据运行频率,当高频时使用第一组参数,低频时使用第二组参数,具体参数可以参考从机参数表。第二是适当降低当前PID控制器的微分参数。微分参数在保证摆杆稳定度时,也增加了系统的不稳定性,适当减少此参数,可大大增加系统的稳定度。fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
七、拉丝专用监控参数及说明:fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-0: 变频器输出频率fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-6: 前馈叠加频率fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-8: 摆杆位置设定值fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-9: 摆杆位置反馈值fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-10: 从机运行线速度fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-11: 累计卷绕线长fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-20: 卷径当前值fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-21: PID环输出频率fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad
d-22: 自适应同步增益fc60f9【中国自动化网社区】07cf6f【http://sns.ca800.com】aad