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WJ200在陶瓷印花機上的應用
專欄:陶瓷行業
發布日期:2018-08-28
閱讀量:888
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簡介:
  印花機在陶瓷生產線上必不可少,本文介紹日立變頻器在傳統皮帶式印花機的各種應用。
  
工藝特點:
  目前市場印花機的控製方式主要有3種:
利用接近傳感器信號,來控製變頻器的正反轉,變頻器速度從F001給定
利用脈衝給定變頻器速度,編碼器反饋位置信號,根據位置信息來給定變頻器高速和低速
利用0~20mA給定變頻器速度,編碼器反饋位置信號,根據位置信息來給定變頻器高速和低速

方案說明:
  以上每一種控製方式的特點不同,對變頻器的要求也各有不同。下麵針對每種控製方式進行詳細的介紹。

方式1:

1535428840305025389.jpg

  如上圖,為印花刮刀電機的行程圖,刮刀電機就在左停止位――右停止位之間不停的作往返運動,變頻器的刹車時間為0.2S。由上圖可見此類印花機刮刀行程固定,刹車距離僅靠傳感器位置來調整,一旦調整好了之後,刹車距離就固定了。
  此類印花機最高運行頻率85Hz,加減速行程相對固定,功能比較簡單,印花種類比較單一,但在3種印花機中對變頻器性能的要求最高。因為,PLC並沒有參與到往返運動的控製當中,單純靠變頻器的刹車在每次往返運動中保證左右停止位置的誤差不能超過0.5cm,以滿足工藝要求。
  所使用的變頻器為WJ200  0.75KW,切換對手為三菱E740  1.5KW
  調試過程:
  步驟1:使用出廠設定,隻將F002、F003設定為0.2S,A004=85Hz,刮刀電機運行正常,變頻器啟動電流1.6A,刹車時直流母線電壓最高是達到750V,電流在合理範圍內,電壓有些偏高。
  問題反映:啟動時電機振動比較大
  問題分析:可能是啟動力矩不夠導致電機振動
  步驟2:所以將A041=01,啟用自動力矩提升,電機啟動振動為題得到解決,將A003=50Hz,A082=380V,再次觀察直流母線電壓,最高是為720v,比之前有所降低。
  問題反映:刹車停止位置誤差很大,不符合工藝要求,機台振動比較大,運行時間長之後會出現E07.2的故障
  問題分析:誤差大可能是輸出超調,電機不穩定所致,機台振動可能是輸出過猛。E07.2為直流母線過壓,能量釋放不完全
  步驟3:針對E07.2故障,將b130=02,有效的將電壓抑製在700v以下。針對刹車不穩,將h006=0,忽略電機穩定常數A045=85%,將輸出增益降低,降低輸出力矩,在比較三菱的運行情況,發現WJ200在同樣的頻率和行程中,往返1次所使用的時間比三菱要短,判斷出WJ200刹車時間計算與三菱不同,將刹車時間增長到0.25s。
  最後效果:啟動電流1.5A,最高直流母線電壓710V,刹車精度0.5cm,長時間運行無故障記錄。
  
方式2:

1535428840343093469.jpg

  方式2與方式1的控製方式有所不同,PLC參與到控製當中,刮刀的行程距離通過編碼器反饋到PLC裏,刮刀行程,低速位置、高速、低速等都可以設定,此類印花機功能比較強,適合多種尺寸瓷磚印花。
  工作過程:刮刀從右停止位置開始啟動,以低速運行到零位電眼,在到達零位電眼之前,所有的行程都被示為0,當刮刀離開零位電眼後,PLC給定高速到變頻器,變頻器加速到高速運行,由零位電眼開始計算刮刀行程值,當刮刀走到設定的左低速位置時,PLC再次給定低速到變頻器,到達刮刀行程位置,PLC送出反轉信號以及高速到變頻器,變頻器刹車停止,反轉啟動運行到右低速位置,PLC送出正轉信號到變頻器,依次往返擺動。
  方式2,變頻器速度是單相脈衝給定的,脈衝列量程為1.6K,最高頻率為80Hz。這類型的客戶通常使用的三菱的FX1N或者歐姆龍的CP1L,脈衝輸出方式為NPN,而日立WJ200隻能接收PNP以及線驅動的脈衝輸入,這裏就涉及到NPN轉換到PNP的問題,采取的電阻轉化法,如下電路圖:

1535428840032090759.jpg

  所使用變頻器為WJ200 0.75Kw,切換對手為歐姆龍3G3MV 0.75Kw
  調試過程:
  步驟1:將A001=06、A002=01、A003=50Hz、A004=80Hz、A041=01、A082=380
          B130=02、F002=0.2s、F003=0.18s、P055=1.6K、P056=0.1s
  PLC設定:刮刀最高頻率80Hz,低速為10Hz,刮刀行程40cm、刹車行程12cm
  運行情況:刹車位置誤差0.5cm左右,機台振動較小,最大電流1.6A,最大直流母線電壓690V,基本滿足工藝要求,長時間運行無故障。
  出現的問題:給定80Hz,但變頻器最高輸出頻率隻有76Hz,而歐姆龍的3G3MV能達到79.99Hz,當給定頻率降低到70Hz以下,機台開始有較大的振動,給定的最高頻率越低機台振動越大。
  問題分析:由於變頻器往返速度快,而脈衝的濾波時間為0.1s,以及加速時間為0.2s導致變頻器無法達到80Hz。當最高速度降低時引起機台振動,那可能是因為變頻器輸出力矩過大,導致刹車時的劇烈振動。
  步驟2:針對上麵的問題,微調參數:A045=85%、F002=0.18s、P056=0.5s
  運行情況:由於加速時間的縮短以及脈衝濾波時間的縮短,變頻器的最高速度達到79Hz,但以80Hz印花時機台出現振動,而低速印花時機台振動依舊。
  
  問題分析:降低輸出電壓增益之後,變頻器的輸出還是過猛。觀察變頻器的額定電流等參數,發現日立WJ200的同功率等級的電流保護等級參數比其它牌子的要大1個檔次。
  步驟3:嚐試將H003=0.55,也就是將變頻器降容使用
  運行情況:無論是任何速度,變頻器輸出都很柔和,機台振動明顯得到抑製,刹車精度也有所提升,滿足工藝要求,電流電壓正常,長時間運行無故障報警。
  
方式3
  方式3的工作原理與方式2一樣,隻是變頻器的頻率給定改為0~20mA模擬量給定。
  使用變頻器WJ200 0.75Kw  切換變頻器 歐姆龍3G3JV 0.75Kw
  調試過程:
  步驟1:將A001=01、A002=01、A003=50Hz、A004=80Hz、A041=01、A082=380
           A103=00、B130=02、F002/03=0.2s、A016=8
  運行情況:無故障,但刹車是機台振動大,刹車過猛
  分析:懷疑是變頻器對速度的響應過快導致,需要加長濾波時間,降低輸出增益
  步驟2:A016=25、A045=85
  運行情況:刮刀刹車是超出了極限位置,機台依舊振動
  
  分析:濾波時間延長,導致速度響應慢了,隻能將A016改回8,同時得出調成濾波時間無法消除機台振動。仿照方式2將H003=0.55降容實用,但經過長時間運行,經常會出現故障,可能是使用的電機不同,所以這裏不能降容使用,隻能通過別的辦法降低輸出。
  步驟3:經過對參數的分析,為了啟動力矩足夠,一般A041=01,啟用自動力矩提升,而動力矩提升有2個補償增益A046、A047默認值為100,一般情況下會按照這個值來做自動力矩補償,但在高速往返的過程中,按照默認的的增益來作補償,往往會出現力矩補償過大,從而導致輸出過大,因此降A046、A047都設為30,機台的振動得到明顯改善。
  
經驗總結:
  經過3種方式的印花機的應用,發現WJ200有1個特點就是刹車性能強,輸出力矩大,與同容量相比要大1個檔次,由此也產生一些問題:輸出力矩曲線過硬,引起機械振動,要抑製這些振動,總結了幾個關鍵參數:

參數

設定方向

作用

H006

設為0

往往可以提高電機的穩定性

H003

1

日立WJ200各功率段的容量相對較大,所以可以適當降容來實用

A045

降低

適當降低輸出電壓,可以使電機輸出穩定一些

A046/A047

降低

可以有效的抑製輸出超調現象


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