3G3RX系列變頻器在高性能的基�(chǔ)上增加了低頻大轉(zhuǎn)矩特�、內(nèi)置的可編程功能完全可以應(yīng)對新型的高端�(yīng)用,長壽命器件選�、便捷式操作維護(hù)方案�(shè)�(jì)滿足了工程技�(shù)人員的現(xiàn)場要�,內(nèi)置EMI濾波器以及RoHS�(biāo)�(zhǔn),引�(lǐng)健康�(huán)保產(chǎn)品的潮流�
1�0.3Hz�(shí)200[%]以上高啟�(dòng)�(zhuǎn)��0Hz確保150[%]的轉(zhuǎn)矩輸出;
2、閉�(huán)矢量具有位置控制、原�(diǎn)�(fù)歸、電子齒輪比等伺服功��
3、過電流、過電壓抑制功能�
4、不通過變頻的CPU的快速輸出緊急停止;
5、微浪涌電壓抑制功能�
6、采用長壽命�(fēng)�、電容等器件�(chǎn)��
7、搭載EMC噪聲濾波�,符合RoHS�(biāo)�(zhǔn)�
3G3MZ系列為歐姆龍推出的高功能緊湊型矢量控制變頻器。這款�(chǎn)品作為小型變頻器,歐姆龍將其定位于中端產(chǎn)�,憑借其先�(jìn)的矢量控制技�(shù)、豐富的高附加功能、及有競爭力的性價(jià)比在�(yè)界引起極大反��
3G3MZ系列變頻器主要針對國�(nèi)� OEM 客戶開發(fā)�(shè)�(jì),其開環(huán)矢量控制,實(shí)�(xiàn)高精度高�(zhuǎn)矩;�(nèi)置EMI噪聲濾波�,有效提高系�(tǒng)可靠�;大幅度降低噪音干擾,避免電磁干擾其他設(shè)備導(dǎo)致誤�(dòng)�;帶旋鈕的操作器,并可自由移�(dòng),使用簡�;支持Modbus、Profibus-DP、Devicenet、CANopen多種通信功能,內(nèi)置PID �(diào)節(jié)、自�(dòng)節(jié)�、UP/DOWN、多段速控�、同步控制等高附加功能在包裝行業(yè)、紡織行�(yè)、恒壓供水等多�(gè)行業(yè)上有著廣泛的�(yīng)用�
恒壓供水系統(tǒng)�(yīng)用案例如下:
恒壓供水是指在供水網(wǎng)中用水量�(fā)生變化時(shí),出口壓力保持不變的供水方式。以往的變頻調(diào)速恒壓供水設(shè)�,往往采用帶有模入/模出的可編程控制器或PID�(diào)節(jié)�,PID算法編程難度�,設(shè)備成本高,調(diào)�?yán)щy。采�3G3MZ變頻�,通過�(nèi)置的PID �(diào)節(jié)�,無需再另加控制器,即可實(shí)�(xiàn)恒壓供水的自�(dòng)化控�,再輔助以其他軟啟動(dòng)/軟停止功�,自�(dòng)節(jié)能功能等該系�(tǒng)在風(fēng)�(jī)泵類�(fù)載中有明顯的節(jié)能優(yōu)��
3G3MZ參數(shù)�(shè)置步驟:
1� 多功能模擬輸入設(shè)�
�(shè)定是通過A1 端子電流輸入還是電壓輸入
切換多功能模擬輸入的電流輸入/ 電壓輸入�(shí),需在設(shè)定n4.19 的同�(shí)切換多功能模擬輸入方式切換SW
電流輸入范圍�0 �20mA(出廠設(shè)置為電流輸入4 �20mA);電壓輸入范圍�0 � 10V
2� PID控制�(shè)�
1) PID目標(biāo)值輸入選�
�(shè)定為4,由變頻器參�(shù)(nA.11)確定目�(biāo)�
2) PID反饋值輸入選�
�(shè)定為2,多功能模擬輸入A2 端子/ �(fù)特�
輸出頻率增加(電�(jī)�(zhuǎn)速增加)→反饋值減少(檢測器的輸出電壓/ 電流減少�
3) PID 控制的調(diào)整功�
P 控制:輸出與偏差成比例的操作�。但只靠P 控制不能使偏差為零�
I 控制:輸出對偏差�(jìn)行積分的操作�。在使反饋值與目標(biāo)值一致時(shí)有效。但無法適應(yīng)急劇的變化�
D 控制:輸出對偏差�(jìn)行微分的操作�。可對急劇的變化盡快作出響�(yīng)�
在nA.02( 比例增益) 中設(shè)定�0.0”時(shí)� PID 控制不動(dòng)�。(不僅是P 控制,整�(gè)PID 控制全都無效�;在nA.03( 積分�(shí)�) 中設(shè)定�0.0”時(shí)� I 控制不動(dòng)�;在nA.04( 微分�(shí)�) 中設(shè)定�0.00”時(shí)� D 控制不動(dòng)��
�(dāng)供水系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大出現(xiàn)超調(diào)�(shí),減小PID的比例�;反之動(dòng)�(tài)響應(yīng)較慢則增加該��
4)反饋值調(diào)整用增益
為了使檢測器�(fā)出的反饋信號符合PID 控制的目�(biāo)值和電平,使用該�(xiàng)功能�
基本上根�(jù)確認(rèn)的電壓值(電流值),用下式�(jìn)行計(jì)��
增益�(shè)定�=10V/ 反饋信號電壓值(�=20mA/ 反饋信號電流值)
5)PID 控制休眠功能(nA.14 � nA.16�
PID 控制過程中變頻器的輸出低于一定頻率時(shí),可使PID 控制休眠�
PID 控制休眠:輸出頻率低于nA.15 的值并且超過nA.14 的檢測時(shí)間持�(xù)一段時(shí)間后,轉(zhuǎn)移到休眠狀�(tài)�
PID 控制休眠后重新起�(dòng):PID �(jì)算結(jié)果的頻率指令超過nA.16 的值時(shí),從0Hz 開始重新起動(dòng)�
請務(wù)必設(shè)定為nA.15< nA.16,盡量空開頻率的間隔。否則切換到PID 控制休眠的次�(shù)�(huì)過于頻繁�
啟動(dòng)�,當(dāng)用水量增加管�(wǎng)壓力小于�(shè)定壓力時(shí),由壓力變送器反饋的壓力信號通過變頻器內(nèi)置PID處理�,使變頻器輸出頻率增�,電�(jī)�(zhuǎn)速升�;當(dāng)用水量減少管�(wǎng)壓力大于�(shè)定壓力時(shí),由壓力變送器反饋的壓力信號通過變頻器內(nèi)置PID處理�,使變頻器輸出頻率減�,電�(jī)�(zhuǎn)速降�;隨著反饋壓力的變化,變頻器輸出頻率隨之變化以維持管�(wǎng)壓力�(wěn)�,實(shí)�(xiàn)一�(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)�
1 引言
塑料擠出�(jī)的原理是固態(tài)塑料在加熱和擠出�(jī)的螺桿旋�(zhuǎn)加壓條件下熔�、塑化,通過特定形狀的口模而制成截面與口模形狀相同的連續(xù)塑料制品。擠出機(jī)的傳�(dòng)以往大多采用直流傳動(dòng)或電磁調(diào)速控�,前者維�(hù)繁雜而且�(fèi)用巨�,影響設(shè)備的使用效率,后者調(diào)速精度低、產(chǎn)品檔次低,這些都在很大程度上影響了擠出�(jī)的發(fā)��
由于交流變頻技�(shù)在我國近幾年得到了突飛猛�(jìn)的發(fā)�,而且變頻�(diào)速在頻率范圍、動(dòng)�(tài)響應(yīng)、調(diào)速精度、低頻轉(zhuǎn)�、轉(zhuǎn)差補(bǔ)�、通信功能、智能控�、功率因�、工作效率和使用方便等方面是以往的調(diào)速方式是無法比擬�,所以深受擠出機(jī)制造企�(yè)的青睞,在新型的擠出�(jī)械中,尤其是塑料�(jī)械都采用了高性能的變頻器,同�(shí)原有的舊擠出�(jī)�(shè)備也將�(jìn)入新一輪的改造期�
本文將主要介紹歐姆龍3G3MZ變頻器在塑料薄膜�(jī)械中的應(yīng)��
歐姆�3G3MZ具有以下�(dú)特優(yōu)勢:開環(huán)矢量控制,實(shí)�(xiàn)高精度高�(zhuǎn)�。力矩響�(yīng)�(shí)間極短,低速度�(shí)具有�(zhuǎn)矩自�(dòng)提升功能;�(nèi)置EMI噪聲濾波�,有效提高系�(tǒng)可靠�。大幅度降低噪音干擾,避免電磁干擾其他設(shè)備導(dǎo)致誤�(dòng)�;帶旋鈕的操作�,并可自由移�(dòng),使用簡單�
2 擠出�(jī)變頻控制系統(tǒng)
�1的塑料薄膜擠出生�(chǎn)線控制系�(tǒng)�,需要速度同步的共�3臺電�(jī),即擠出電機(jī)、拉料輥電機(jī)、導(dǎo)輥電�(jī)互相同步。為�(shí)�(xiàn)以上思想,我們采用對擠出電機(jī)�(jìn)行主速度給定,其余的拉料輥電�(jī)和導(dǎo)輥電�(jī)的同步速度信號分別取自前一電機(jī)的實(shí)際速度�,并可通過電位器�(jìn)行速度微調(diào)。如此一來,只要改變擠出電機(jī)的速度給定,拉料輥電機(jī)和導(dǎo)輥電�(jī)的速度也隨之同步變化,而且變化不帶有時(shí)滯性�
�1 塑料薄膜擠出�(jī)工作原理
�2所示為擠出�(jī)�(shè)備的變頻控制接線原理,前三臺電機(jī)采用3G3MZ變頻器矢量無傳感器開�(huán)速度控制以實(shí)�(xiàn)速度同步。其中擠出電�(jī)的運(yùn)行頻率(n2.00)設(shè)定為�2�,即由頻率指令輸入端A1決定速度同步的基�(zhǔn)信號,輸出頻率(n3.03)為擠出電機(jī)�(shí)際的�(yùn)行頻率,以此作為速度同步信號給下一臺電�(jī)。拉料輥電機(jī)和導(dǎo)輥電�(jī)的運(yùn)行頻率(n2.10)設(shè)定為“頻率指�+第二頻率指令�,其中A2作為主輸入,A1作為輔助輸入,等效的輸入信號公式為:F=A2+(A1-5)。在這里,A1端子的信號接微調(diào)電位器。一般情況下,電位器信號位于中間位置,即給定為DC 5V,此�(shí)CCI的輸入對變頻器的給定不起作用,頻率給定值信號由A2決定。當(dāng)工藝生產(chǎn)上對塑料薄膜的張力需要�(jìn)行放松或拉緊�(shí),就可對A1值�(jìn)行上下調(diào)整,頻率也隨著微量調(diào)節(jié)�
此種開環(huán)速度控制對于控制塑料薄膜擠出�(jī)等機(jī)械已�(jīng)足夠,因?yàn)闅W姆龍3G3MZ變頻器具有很好的電壓線性跟隨性和高抗干擾能力,當(dāng)微調(diào)某一傳動(dòng)�(diǎn)�(shí),該傳動(dòng)�(diǎn)后級同步跟隨改變,前級不變�
�2 擠出�(jī)多電�(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)接線原理
除了速度同步之外,薄膜收卷的卷取電機(jī)也是塑料薄膜擠出�(jī)的一�(gè)重點(diǎn),現(xiàn)采用歐姆�3G3MZ的PID切換來實(shí)�(xiàn),在剛開�(jī)的時(shí)候,由于卷取部分的張力還沒有建立,這時(shí)采用速度同步,即通過多功能端子(s3~s6)來使PID控制失效,此�(shí)變頻器的速度指令為導(dǎo)輥電�(jī)的輸出同步速度信號。這是�?yàn)楸∧ぞ碓趧偼瓿蓳Q卷時(shí),由于張力的變化比較大,如果采用PI閉環(huán)控制容易造成較大的超�(diào)�,導(dǎo)致薄膜幅面抖�(dòng)頻繁,此�(shí)如果采用開環(huán)控制就比較具有優(yōu)�。等收卷部分張力開始建立后,切換到PID控制,其控制框圖如圖3所示�
�3 擠出�(jī)卷取電機(jī)的PID控制原理
在圖3的張力PID控制示意圖中,卷取電�(jī)的張力實(shí)際值,即PID控制反饋值(來自模擬量A1端子)是位于它前面張力輥下張力傳感器的實(shí)際�,通過檢測該處的張力情�,來控制卷取電機(jī)的速度,從而形成一�(gè)張力閉環(huán)。卷取電�(jī)的速度加快,則塑料薄膜拉緊,張力的�(shí)際值就�(huì)上升;相反,速度降低,則塑料薄膜�,張力的�(shí)際值就下降。由于在卷取過程�,卷取的線速度基本與導(dǎo)輥的線速度相同,而卷取的直徑在不斷增�,從而導(dǎo)致卷取電�(jī)的實(shí)際運(yùn)行速度在不斷減�,通過張力閉環(huán)控制可以自動(dòng)�(diào)節(jié)速度的降低情況�
在張力設(shè)定中,通過輸入變頻器參�(shù)nA.11即可以將張力控制目標(biāo)值�(jìn)行設(shè)�,一般根�(jù)塑料薄膜的品種�(jìn)行選擇合適的控制��
3 �(jié)束語
歐姆�3G3MZ系列變頻器在擠出�(jī)已經(jīng)有了一些成功的案例,其�(yōu)良的性價(jià)比、完善的保護(hù)措施、科�(xué)的控制原理都�(jìn)一步提高了擠出�(jī)整機(jī)�(shè)備的性能,在以后的整�(jī)改造或新機(jī)型設(shè)�(jì)中都具有很好的推廣價(jià)��
1、變頻器故障代碼:OL1
“OL1”是過載�(cuò)�。原因如下:
①電�(jī)額定電流�(shè)置錯(cuò)��
?、陔姍C(jī)保護(hù)�(dòng)作時(shí)間設(shè)置的過短,需要延長電�(jī)�(dòng)作時(shí)��
③變頻器加減速時(shí)間設(shè)置的過短,需要延長加減速時(shí)��
?、茏冾l器V/F曲線中的電壓頻率�(shè)置的過低,確�(rèn)電機(jī)銘牌的規(guī)格參�(shù),把變頻器電壓頻率設(shè)置為電機(jī)額定頻率�
?、莓?dāng)1臺變頻器帶多臺電�(jī)的時(shí)�,把變頻器中電機(jī)過負(fù)載兼得功能設(shè)置為無效�
?、挢?fù)載過�,需要減小負(fù)載或增加電機(jī)容量�
2、變頻器故障代碼:OU
“OU“是過電壓錯(cuò)�。變頻器在運(yùn)行過程中檢測出主回路過電��200V級:超過410VDC�(shí)檢測� 400V級:超過820VDC�(shí)檢測出。對策如下:
?、僭偕芰^大(沒有用制�(dòng)電阻�(shí)�
◆需要外加制�(dòng)電阻�
◆延長減速時(shí)��
◆把變頻器中減速時(shí)防止失速動(dòng)作電壓值下�10V左右�200V� �(shè)定為380V 400V級設(shè)定為770V��
?、谠偕幚聿�?dòng)作(用制�(dòng)電阻�(shí)�
◆把減速中防速度功能�(shè)置為無效�
◆把自動(dòng)加減速功能設(shè)定為無效�
?、壑�?dòng)選件布線異常(用制動(dòng)電阻�(shí)),確認(rèn)制動(dòng)單元、制�(dòng)電阻安裝是否正確�
?、軝z查變頻器供電電壓是否超過額定電壓�
?、葜�?dòng)電阻選擇的太大(用制�(dòng)電阻�(shí)�,更換合適阻值和功率的制�(dòng)電阻�
?、拮冾l器內(nèi)部制�(dòng)晶體管損�,需要更換變頻器�
3、變頻器故障代碼:OC
“OC"是過電流�(cuò)�,說明此�(shí)�(shí)際輸出電流超過了變頻器額定輸出電流的300�。對策如下:
?、贆z查變頻器輸出�(cè)是否短路或斷��
②調(diào)整變頻器V/F曲線中的參數(shù)�
?、蹤z查使用的電機(jī)容量是否超過變頻器容量,如果超過需要更換大功率的變頻器�
?、茏冾l器輸出部損壞,需要更換變頻器�