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基于PD3000变频器在新型包装薄膜打孔机的设计

时间:2014-01-23 来源:三晶电子 编辑:编辑部 点击:次 字体设置:
本文介绍了基于三晶PD3000变频器在新型包装薄膜打孔机上的应用及工作原理。
 
一、包装薄膜打孔机工作原理 
该设备时候加工食品保鲜剂的包装袋,主要是通过针轮在包装袋上面扎孔。 系统中,由收卷电机产生拉力,带动各级滚轮运作,材料从放卷出来之后,首先通过张力调节,保持张力稳定,然后经过滚轮和针轮,完成扎孔的加工,之后收卷轮收卷。

PD3000变频器工作原理
 
二、包装薄膜打孔机具体加工要求
启动后,电机需要从10HZ直接启动,经过150秒加速至40HZ,此时需要恒线速控制;线速度为70米/分钟;当放卷快完成时,系统转入10HZ低速运行,直到产品加工完,系统停机; 系统在10-40HZ的150S运行是属于加速动作,随着收卷的进行,线速度会随收卷的材料直径增大而递增,而线速度太快时加工质量得不到保障,因此用 PID控制,频率到40HZ之后恒定加工速度,当放卷到一定时候,再转入10HZ慢速运行,待加工完之后,系统停机,如图:
 
 
 
其中: 0-A段:加速运行150S; A-B段:PID恒线速度控制; B-C段:低速10HZ运行;频率给定采用叠加方式,由面板给定+PID叠加的方式;上电PID调节保持150S,初值设置为0,150S之后,参与恒线速度调节。
PID的实现: 因设备加工时,物料需要经过滚轮,而滚轮表面周长是恒定的,因此,只要恒定滚轮的转速,就可以恒定加工的线速度 通过在滚轮处安装旋转编码器,将滚轮的旋转量变成脉冲输出给到变频器,作为PID反馈源,同时变频器内部设定一个PID给定量,变频器将接收到的脉冲数量跟系统的给定量进行PID运算,控制收卷速度,实现恒线速的控制; 
现场设备数据以及PID建立: 
滚轮周长=30.7CM, 
编码器规格:PNP型,2000脉冲/转 
系统要求线速度:70米/分钟; 
因此:70米/分钟对应编码器,每秒产生的脉冲数N为: N=70*2000/60*0.307≈7600HZ=7.6K 变频器脉冲最大输入,F5.30=50K, 
则:PID给定量:F9.01=7.6/50=15.2% PID反馈源:F9.02=4;DI5,脉冲输入反馈。
 
三 系统方案 
电机类型:普通三相异步电机 额定功率:1.5KW 额定电压:220V 额定电流:6.32A 额定频率:60HZ 额定转速:1720RPM。
变频器: 选择PD3000系列1.5KW/220V变频器,具有脉冲输入,PID脉冲反馈源,PID反转截止功能可以满足要求。
 
四 设备应用和调试过程
1、根据电机参数,修改变频器F2的电机参数,然后完成电机的静止调谐,确认电机转向 。
2、设定频率给定以及功能参数后,上电PID频率输出保持150S,即输出频率为0-A段,150S之后,PID开始参与调节,实际中,此时的收卷直径增大,PID的调节作用频率开始递减;频率输出为A-B段。 
3、当放卷到一定程度之后,变频器以点动10HZ保持运行,即运行于B-C段,收卷完之后停机; 实现了控制要求。
 
五、变频器电气控制图及参数设定

PD3000变频器工作原理
 
 
六、方案特点 
通过对设备运行规律的分析计算,采用PD3000系列变频器的先进PID算法控制以及脉冲输入功能,配合旋转编码器作为线速度反馈,在实际应用中,完全满足生产工艺要求,减少加工过程中材料报废,节省材料成本;加工过程中人员操作动作减少,操作简单、速度稳定,提高了生产效率。
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