雷諾爾RNB1000變頻器在塑料吹膜上的應用
摘要：塑料吹膜機是把塑料顆粒經過一系列的過程把塑料顆粒加工成塑料薄膜的設備，在這個過程中各個環(huán)節(jié)都是用變頻器來控制各個加工環(huán)節(jié)電機的運行速度來控制薄膜的厚度和其他工藝參數(shù)，在塑料吹膜機的變頻控制中其他環(huán)節(jié)比較容易控制，就是簡單的調速就可以滿足工藝要求，最難控制的是牽引和收卷部分的變頻控制，它直接關系到設備的易用性和自動化程度，關系到塑料膜的產品質量。對于塑料薄膜牽引和收卷可以用速度控制、位置控制和轉矩控制。下文以中山某機械廠為例介紹雷諾爾RNB1000系列變頻器在塑料吹膜機牽引和收卷中的速度控制的調試方法。
關鍵詞: 雷諾爾 RNB1000變頻器 塑料吹膜機
一、吹膜機工藝介紹：
1、吹膜機是將塑料粒子加熱融化再吹成薄膜的機械設備。
（1）生產流程及生產原理：
將干燥的聚乙烯粒子加入下料斗中，靠粒子本身重力從料斗進入螺桿，當粒料與螺桿接觸后，旋轉的斜棱面對塑料產生與斜棱面相垂直的推力，將塑料粒子向前推移，推移過程中，由于塑料與螺桿、塑料與機筒之間的摩擦以及粒子間的碰撞摩擦，同時料筒外部加熱而逐步熔化。熔融的塑料經機頭過濾去掉雜質從模頭模口出來，經風環(huán)冷卻、吹脹經人字板、牽引輥、卷取將成品薄膜卷成筒。
（2）吹膜機的主要結構：
吹膜機的主要結構主要由擠出機、機頭、模頭、冷卻裝置、穩(wěn)泡架、人字板、牽引輥、卷取裝置等組成。
二、現(xiàn)場情況：
現(xiàn)場牽引收卷部分共有四臺電機，電機參數(shù)分別為：牽引電機兩臺，功率為2.2kw，收卷電機兩臺，功率為2.2kw，電機參數(shù)如下：
| 額定功率 | 額定電壓 | 額定電流 | 額定頻率 | 額定轉速 |
牽引電機1 | 2.2kw | 380V | 4.8A | 60Hz | 1730rpm |
牽引電機2 | 2.2kw | 380V | 4.8A | 60Hz | 1730rpm |
收卷電機1 | 2.2kw | 380V | 5.0A | 50Hz | 1420rpm |
手卷電機2 | 2.2kw | 380V | 5.0A | 50Hz | 1420rpm |
負載要求：變頻器運行穩(wěn)定，主從機同步性好，并可以根據(jù)產品實際要求調整各電機的轉速以得到不同的張力。
三、雷諾爾RNB1000變頻解決方案
3.1 控制方案
圖3 板材牽引機系統(tǒng)接線圖
3.2 方案說明
變頻器的啟停方式為端子啟停，即通過數(shù)字量輸入端子實現(xiàn)通過外部按鈕給變頻器起停命令，實現(xiàn)遠程起停控制。
主機頻率給定為模擬量AI1給定，同時因為需要保證四臺電機轉速同步，因此需做從機對主機速度跟隨。考慮到模擬量有零漂，因此使用高速脈沖輸出做頻率給定，從機通過高速脈沖輸入接受做主頻率給定。考慮到需要通過自由頻率給定做張力變化調節(jié)，因此加輔助頻率源模擬量AI1做輔助頻率給定以做張力手動調節(jié)。
由于系統(tǒng)對同步性要求較高，因此前一級的變頻器運行中信號給從機啟動命令，并給主機加啟動頻率保持以提高從機的響應精度。
變頻器故障信號通過可編程繼電器端子輸出，在變頻器故障時系統(tǒng)接收故障信號以避免誤動作導致的機械損害。故障清除后可通過復位端子解除故障鎖定。
由于系統(tǒng)采用的是兩路頻率源疊加，在試機過程中可能會帶來不變，因此加了一路單動開關，在調試模式時可以通過單動按鈕實現(xiàn)頻率源的切換。
系統(tǒng)調速方式為兩路頻率組合疊加，主給定為鍵盤給定，從給定為模擬量AI1給定，從給定調節(jié)量小，設定一個較小的上下限即可。
3.3 參數(shù)設置
3.3.1 主機參數(shù)設置
功能碼 | 設定值 | 功能描述 | 備注 |
F00.00 | 1 | 控制模式選擇 | 矢量控制模式 |
F00.01 | 1 | 起停控制模式 | 端子起停模式 |
F00.02 | 2 | 主頻率給定模式 | AI1設定 |
F00.14 | 20S | 加速時間 | 可適當調整 |
F00.15 | 20S | 減速時間 | 可適當調整 |
F01.02 | —— | 額定功率 | 一定要按照電機銘牌進行設置以保證自學習出來的參數(shù)正確。 |
F01.03 | —— | 額定頻率 |
F01.04 | —— | 額定轉速 |
F01.05 | —— | 額定電壓 |
F01.06 | —— | 額定電流 |
F02.03 | 2.0S | 啟動頻率保持時間 | 適當調整以保證3臺從機起動響應 |
F07.03 | 1 | T1輸出選擇 | T1輸出運行中信號給從機 |
F07.07 | 0 | HDO輸出選擇 | 輸出當前運行頻率 |
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3.3.2 從機參數(shù)設置
功能碼 | 設定值 | 功能描述 | 備注 |
F00.00 | 1 | 控制模式選擇 | 矢量控制模式 |
F00.01 | 1 | 起停控制模式 | 端子起停模式 |
F00.02 | 4 | 主頻率給定模式 | HDI設定 |
F00.03 | 2 | 輔助頻率給定模式 | AI1給定 |
F00.05 | 2 | 頻率給定方式 | A+B給定頻率 |
F00.14 | 1S | 加速時間 | 盡量短，加速時間實際由主機加速時間決定 |
F00.15 | 1S | 減速時間 | 盡量短，減速時間實際由主機減速時間決定 |
F01.02 | —— | 額定功率 | 一定要按照電機銘牌進行設置以保證自學習出來的參數(shù)正確。 |
F01.03 | —— | 額定頻率 |
F01.04 | —— | 額定轉速 |
F01.05 | —— | 額定電壓 |
F01.06 | —— | 額定電流 |
F06.01 | 1 | 正轉起動 | 主機T1給從機起動命令 |
F06.02 | 23 | 單動模式 | |
F06.19 | -20% | 模擬量下限值對應 | 減頻最大調節(jié)量為10Hz |
F06.21 | 20% | 模擬量下限值對應 | 加頻最大調節(jié)量為10Hz |
F07.03 | 1 | T1輸出選擇 | T1輸出運行中信號給從機 |
F07.07 | 0 | HDO輸出選擇 | 輸出當前運行頻率 |
F07.03 | 1 | T1輸出選擇 | T1輸出運行中信號給從機 |
F07.07 | 0 | HDO輸出選擇 | 輸出當前運行頻率 |
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四、RNB1000系列變頻器技術說明
上海雷諾爾科技股份有限公司RNB1000變頻器以DSP控制系統(tǒng)為平臺，采用國內技術先進的無PG矢量控制技術，并配合多種保護方式，可應用于異步電機，提供優(yōu)異的驅動性能。產品在風道設計，硬件配置，軟件功能方面都極大的提升了客戶易用性及環(huán)境適應性。
技術特點：
◆準確的電機參數(shù)自學習：準確的旋轉或靜止的電機參數(shù)自學習，調試方便，操作簡單，提供更高的控制精度和響應速度
◆矢量化的V/F控制：自動定子壓降補償和轉差補償，保證VF控制模式下也可有優(yōu)異的低頻大轉矩和轉矩動態(tài)響應
◆軟件限流限壓功能：良好的電壓、電流限制，有效進行關鍵控制參數(shù)限幅以降低變頻器的故障風險
◆多種制動模式：提供多種制動方式，保證系統(tǒng)停機穩(wěn)準快
◆環(huán)境適應性強：較高的整機過溫點，獨立的風道設計，加厚三防漆處理，更適應塑料機械行業(yè)環(huán)境溫度高、濕度大等惡劣場合
◆轉速追蹤再起動功能：實現(xiàn)對旋轉中的電機的無沖擊平滑起動
◆自動電壓調整功能：當電網電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒
◆全面的故障保護：過流、過壓、欠壓、過溫、缺相、過載等保護功能
五、結束語
塑料吹膜機的控制難點在于轉速的高度同步性，因此需要有一系列的措施保證同期同停。同時由于實際張力的靈活性需求，需要在保證高度同步性的前提下有一定范圍內的小幅自調整。整個控制系統(tǒng)要求變頻器具有高靈敏度的高速脈沖輸入/輸出口、快速的斜坡跟隨性、頻率疊加與切換等性能。RNB1000系列變頻器是上海雷諾爾科技股份有限公司新開發(fā)的高性能開環(huán)矢量變頻器，其卓越的性能和豐富的功能完全可滿足塑料吹膜機的控制要求，其在數(shù)控板材牽引機上得到了非常好的應用。
