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丹佛斯變頻器在票據(jù)印刷機(jī)收卷張力控制上MCO305同步運(yùn)動(dòng)控制卡的應(yīng)用

時(shí)間：2023-08-01    作者：津信變頻    點(diǎn)擊：次
在印刷機(jī)的印刷終端，產(chǎn)品的收卷要求恒張力控制?，F(xiàn)有印刷機(jī)上大量使用磁粉恒張力控制器，較直接使用變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)實(shí)現(xiàn)恒張力控制多出了一個(gè)機(jī)械環(huán)節(jié)，并且磁粉控制器存在轉(zhuǎn)差，容易發(fā)熱和損耗，需要定期更換。而使用Danfoss變頻器和MCO305運(yùn)動(dòng)控制卡實(shí)現(xiàn)恒張力控制，減少了機(jī)械環(huán)節(jié)且維護(hù)工作量大大減少。

一、概述
目前，印刷設(shè)備的印刷末端對(duì)產(chǎn)品的收卷控制大量使用磁粉恒張力控制器，雖然其恒張力控制精度和穩(wěn)定性都很出色，但是因?yàn)榇欧劭刂破鞔嬖谵D(zhuǎn)差，容易發(fā)熱和損耗，需要定期更換；并且如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境較臟，也會(huì)對(duì)磁粉控制器的正常工作造成影響。使用變頻器直接驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)恒張力收卷控制，可以減少機(jī)械環(huán)節(jié)和維護(hù)工作量。

二、變頻器驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)恒張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)




原系統(tǒng)采用磁粉離合器恒張力控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
丹佛斯收卷張力控制系統(tǒng)由Danfoss驅(qū)動(dòng)器（內(nèi)置MCO305運(yùn)動(dòng)控制卡）、永磁同步電機(jī)和張力檢測(cè)控制器構(gòu)成，如上圖2所示。張力檢測(cè)控制器根據(jù)卷徑信號(hào)和張力傳感器的反饋信號(hào)，輸出一個(gè)模擬量作為丹佛斯驅(qū)動(dòng)器的張力參考值，丹佛斯驅(qū)動(dòng)器負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng)永磁同步電機(jī)，工作在閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式下。永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上安裝旋轉(zhuǎn)變壓器作轉(zhuǎn)子角度位置反饋。

三、卷徑計(jì)算
根據(jù)線速度相同原理：



可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。



收卷張力錐度控制：有了當(dāng)前卷徑值，和張力錐度設(shè)定值，就能計(jì)算當(dāng)前張力。張力與卷徑的關(guān)系如圖3所示，當(dāng)張力錐度為0時(shí)，張力保持恒定不變，相當(dāng)于恒張力控制；當(dāng)張力錐度為100%時(shí)，卷徑每增大1倍，張力就下降一半，相當(dāng)于恒轉(zhuǎn)矩控制。計(jì)算公式如下：



加減速轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩：為了實(shí)現(xiàn)高精度的張力控制，程序中還必須加入摩擦轉(zhuǎn)矩和加減速轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償。


四、Danfoss MCO305運(yùn)動(dòng)控制卡
丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器是與丹佛斯的FC300系列驅(qū)動(dòng)器緊密結(jié)合的，其接口如圖3所示：


X55為編碼器2輸入接口，缺省用于連接從電機(jī)編碼器；
X56為編碼器1輸入接口，缺省用于連接主電機(jī)編碼器；
X57為10數(shù)字量輸入接口；
X58為24VDC電源；
X59為8數(shù)字量輸出接口。
丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器的編程方式：
丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器使用丹佛斯公司開發(fā)的Aposs運(yùn)動(dòng)控制語言，其編程風(fēng)格模仿C語言，并提供多種便利的宏指令，其界面如下圖5所示：



丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器能提供如下基本功能：
1、輸入輸出邏輯控制功能；
2、同步控制功能，電子凸輪；
3、定位控制功能；
4、中斷功能，如時(shí)間中斷，I/O中斷等；
5、基本數(shù)學(xué)、邏輯運(yùn)算功能；

丹佛斯運(yùn)動(dòng)控制器支持的高速通訊協(xié)議：
Profibus、CANopen、DeviceNet、Interbus、LonWorks、工業(yè)以太網(wǎng)

五、結(jié)論
經(jīng)實(shí)際使用發(fā)現(xiàn)使用Danfoss FC302變頻器+MCO305運(yùn)動(dòng)控制卡控制Danfoss永磁同步電動(dòng)機(jī),可以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)印刷機(jī)末端產(chǎn)品的恒張力收卷功能,相較于磁粉張力控制器降低維護(hù)工作量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了出色的恒張力收卷功能,且在一次性成本投入上沒有增加很多,對(duì)于整個(gè)使用周期來說,具有價(jià)格優(yōu)勢(shì)?？傮w上，性價(jià)比具有優(yōu)勢(shì)。


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