1、 前言
隨著我國加入世貿(mào)組織，與國際市場的更加貼近，中國的紡織業(yè)得到的前所未有的機(jī)遇和發(fā)展。對紡織機(jī)械設(shè)備的需求和效率提出了更高的要求，生產(chǎn)設(shè)備的生產(chǎn)能力非常強(qiáng)大，但我們產(chǎn)品基本處于中低端市場，主要是技術(shù)條件的限制。有很多的設(shè)備仍舊是用磁粉制動器來進(jìn)行收卷張力控制，限制了設(shè)備的運(yùn)行速度，也浪費(fèi)了能源，而且由于磁粉本身的使用壽命的原因，造成故障率較高的情況。
美國艾默生公司推出的TD3300張力控制變頻器，可以進(jìn)行恒張力控制，并且可以控制張力錐度，保證收卷后各層形狀均勻，而且極大地提高了漿紗機(jī)的運(yùn)行速度，提高生產(chǎn)效率。2、漿紗機(jī)介紹
漿紗機(jī)是為了提高原紗的強(qiáng)力和耐磨力，符合告訴防止機(jī)械的要求，同時可以貼付或防止毛羽發(fā)生、增加柔軟性極平滑性、防止靜電、提高胚布質(zhì)量（外觀與手感）等。
漿紗機(jī)收卷簡易示意圖如圖1所示。
圖1 漿紗機(jī)收卷示意圖
3、漿紗機(jī)的控制方案
漿紗機(jī)的控制方案使用一臺艾默生公司矢量型變頻器——EV2000，做主牽引；和一臺張力控制專用變頻器——TD3300，做收卷控制。
主牽引電機(jī)通過機(jī)械聯(lián)動來驅(qū)動烘箱烘筒和曳引滾，主牽引變頻器驅(qū)動主牽引電機(jī)，該變頻器工作在開環(huán)矢量工作方式，主速度由PLC模擬量給定；AO1端口作為運(yùn)行頻率的輸出，作為收卷變頻器的線速度給定，
收卷電機(jī)由艾默生張力變頻器——TD3300驅(qū)動，控制收卷電機(jī)的速度，。該變頻器工作在閉環(huán)矢量工作方式，加裝1000線的旋轉(zhuǎn)編碼器，選擇開環(huán)張力控制模式，卷徑計算采用線速度計算法，采用前級主牽引變頻器EV2000的模擬輸出口（輸出EV2000變頻器的運(yùn)行頻率）得到線速度。控制示意圖如圖2所示。
圖2 變頻器控制示意圖
艾默生TD3300變頻器是一種可以實(shí)現(xiàn)恒張力控制的變頻器，通過變頻器內(nèi)部的計算，獲得材料的卷徑，通過控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩來獲得恒張力控制，它可以通過設(shè)置系統(tǒng)慣量補(bǔ)償、摩擦補(bǔ)償及材料慣量補(bǔ)償可以補(bǔ)償由于系統(tǒng)管理、摩擦阻力及材料慣量引起的啟動或加減速過程中的速度不均勻的情況，獲得平穩(wěn)的張力控制效果。
對于伸長率，兩單元的系統(tǒng)，無法通過變頻器調(diào)節(jié)，只能功過對滾筒的減速比的微調(diào)來達(dá)到對伸長率的控制，通過在滾筒上裝旋轉(zhuǎn)編碼器，可以在系統(tǒng)的觸摸屏上顯示階段的伸長率。
4、調(diào)試過程
4.1、電機(jī)配置如下表
電機(jī)功率-Kw 額定電壓-V 額定頻率-Hz 額定電流-A 額定轉(zhuǎn)速r/min
主牽引電機(jī) 22 380 50 45 1440
收卷電機(jī) 15 380 50 31.2 1440
旋轉(zhuǎn)編碼器采用光洋1024線輸出，供電電壓為24VDC，A/B/C三相推挽輸出。
4.2、完成變頻器電機(jī)參數(shù)自辨識
對TD3300， 設(shè)定F1.09=1，允許自動協(xié)調(diào)。
然后設(shè)定F1.10=2，啟動電機(jī)自動協(xié)調(diào)宏，按照提示輸入電機(jī)參數(shù)后進(jìn)入?yún)f(xié)調(diào)。
對EV2000，設(shè)定FH.00~FH.02（電機(jī)極數(shù)、額定功率、額定電流）后
設(shè)定FH.09=1，然后啟動電機(jī)進(jìn)行參數(shù)自整定，得到電機(jī)參數(shù)
重點(diǎn)檢查變頻器辨識出的電機(jī)的空載（激磁）電流，電機(jī)空載電流應(yīng)該在電機(jī)額定電流的30%~50%，此范圍內(nèi)為正常。
4.3 測試旋轉(zhuǎn)編碼器的接線
TD3300變頻器工作在閉環(huán)矢量控制模式，設(shè)置編碼器的弦數(shù)和方向，若在空載的情況下如果電機(jī)速度很低而且有抖動，輸出電流也比較大，這時說明是旋轉(zhuǎn)編碼器的A/B相接線反了，可以更換A/B相接線或通過改變變頻器內(nèi)PG卡方向（FB.01）來設(shè)定
4.4、設(shè)置TD3000和TD3300變頻器及其他運(yùn)行參數(shù)
重點(diǎn)介紹TD3300參數(shù)設(shè)置
F3.06=3，開環(huán)張力控制模式
F1.00=35.2 設(shè)備廠家提供的收卷電機(jī)與收卷卷軸的減速比
F5.03=12，卷徑復(fù)位
F8.00=0，收卷模式
F8.01=1，張力設(shè)定AI1
F8.03=？最大張力，更具現(xiàn)場實(shí)際情況調(diào)試，滿足張力給定的模擬量的調(diào)整要求
F8.04=0，零速張力設(shè)定數(shù)字設(shè)定
F8.05=？零速張力根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定
F8.06=0，錐度系數(shù)數(shù)字設(shè)定，
F8.07=？，錐度系數(shù)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定
F8.08=0，卷徑來源選擇先不計算，保證初步測試時張力的穩(wěn)定
F8.09=800，最大卷徑，單位毫米
F8.10=300，空心卷徑，單位毫米
F8.12=300，初始卷徑1數(shù)字設(shè)定，單位毫米
FC.09=？靜摩擦力力矩補(bǔ)償，根據(jù)空載時設(shè)置此值，讓變頻器啟動相應(yīng)快
FC.10=？滑動摩擦力矩補(bǔ)償，根據(jù)在不同的速度的測試，選擇平均值
FC.11=? 材料慣量補(bǔ)償系數(shù)，在測試加減速度時材料的額外轉(zhuǎn)矩，根據(jù)現(xiàn)場情況
FC.12=？系統(tǒng)慣量補(bǔ)償系數(shù)，在測試加減速度時機(jī)械慣量額外轉(zhuǎn)矩，根據(jù)現(xiàn)場情況
FC.09~FC.12，只有通過現(xiàn)場的實(shí)際情況和經(jīng)驗(yàn)值來調(diào)整，以致達(dá)到滿意的效果，這是需要耐心和細(xì)致的工作，也是更能對這些參數(shù)深入的了解。初步的調(diào)試，確定這些值得大致范圍，然后再加入卷徑計算后調(diào)試
設(shè)備運(yùn)行基本良好，但是隨著卷徑的增加，張力越來越小，這是卷徑未計算的原因
4.5、加卷徑計算功能，再次帶負(fù)載運(yùn)行
控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)在收卷變頻器TD3300，對它的卷徑計算說明
F8.08=1，卷徑來源選擇線速度計算
FC.00=2，線速度輸入選擇AI2，即主牽引變頻器的運(yùn)行頻率的模擬量信號
FC.03=90m/min，最大線速度，設(shè)備廠家提供，AI2*V線max/AI2max=當(dāng)前線速度V，變頻器會根據(jù)公式D=（i*V）/(Л*n)計算當(dāng)前卷徑
FC.04=5m/min，防止TD3300變頻器在速度較低時卷徑計算不準(zhǔn)確，導(dǎo)致變頻器輸出力矩的波動；當(dāng)TD3300運(yùn)行的線速度低于FC.04設(shè)定值時，卷徑計算功能停止，保持但前卷徑值；當(dāng)TD3300變頻器運(yùn)行的線速度大于FC.04設(shè)定值時，卷徑計算功能重新有效
再次帶負(fù)載測試，觀察現(xiàn)象，再對FC.09~FC.12作小的調(diào)整，收卷張力平穩(wěn)，達(dá)到要求，
5、總結(jié)
5.1、設(shè)備的調(diào)試要先從簡單到復(fù)雜，即不要一開始把全部的功能都加上。可以先把復(fù)雜的因素剔除掉，等簡單的問題解決了，然后再一點(diǎn)點(diǎn)加入復(fù)雜的問題，這樣在結(jié)果問題的時候才能思路清晰。
5.2、在張力開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式下控制，首先是要求有速度編碼器，對速度進(jìn)行閉環(huán)的檢測，首先要確認(rèn)編碼器的正確（比較幸運(yùn)我們的編碼器開始接線沒有問題），此種模式下對變頻器的轉(zhuǎn)矩精度要求較高，實(shí)踐中的檢驗(yàn)，艾默生TD3300變頻器能滿足這方面的要求，是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡化，同時也達(dá)到了平穩(wěn)的張力要求，滿足客戶的要求
5.3、在調(diào)試過程中，不斷地與客戶的工藝師和操作人員溝通，對設(shè)備的整體運(yùn)行有全面的了解，使參數(shù)不斷地優(yōu)化，滿足客戶的要求；同時對轉(zhuǎn)矩功能的細(xì)節(jié)，向艾默生的技術(shù)人員不斷地請教，在此也向王春華先生表示衷心的感謝。
