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丹佛斯變頻器在票據印刷機收卷張力控制上MCO305同步運動控制卡的應用

時間：2023-08-01    作者：津信變頻    點擊：次
在印刷機的印刷終端，產品的收卷要求恒張力控制。現有印刷機上大量使用磁粉恒張力控制器，較直接使用變頻器驅動電機實現恒張力控制多出了一個機械環節，并且磁粉控制器存在轉差，容易發熱和損耗，需要定期更換。而使用Danfoss變頻器和MCO305運動控制卡實現恒張力控制，減少了機械環節且維護工作量大大減少。

一、概述
目前，印刷設備的印刷末端對產品的收卷控制大量使用磁粉恒張力控制器，雖然其恒張力控制精度和穩定性都很出色，但是因為磁粉控制器存在轉差，容易發熱和損耗，需要定期更換；并且如果現場環境較臟，也會對磁粉控制器的正常工作造成影響。使用變頻器直接驅動同步電動機實現恒張力收卷控制，可以減少機械環節和維護工作量。

二、變頻器驅動同步電動機恒張力控制系統結構




原系統采用磁粉離合器恒張力控制系統，系統結構如圖1所示。
丹佛斯收卷張力控制系統由Danfoss驅動器（內置MCO305運動控制卡）、永磁同步電機和張力檢測控制器構成，如上圖2所示。張力檢測控制器根據卷徑信號和張力傳感器的反饋信號，輸出一個模擬量作為丹佛斯驅動器的張力參考值，丹佛斯驅動器負責驅動永磁同步電機，工作在閉環轉矩控制模式下。永磁同步電機轉子軸上安裝旋轉變壓器作轉子角度位置反饋。

三、卷徑計算
根據線速度相同原理：



可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。



收卷張力錐度控制：有了當前卷徑值，和張力錐度設定值，就能計算當前張力。張力與卷徑的關系如圖3所示，當張力錐度為0時，張力保持恒定不變，相當于恒張力控制；當張力錐度為100%時，卷徑每增大1倍，張力就下降一半，相當于恒轉矩控制。計算公式如下：



加減速轉矩和摩擦轉矩：為了實現高精度的張力控制，程序中還必須加入摩擦轉矩和加減速轉矩補償。


四、Danfoss MCO305運動控制卡
丹佛斯運動控制器是與丹佛斯的FC300系列驅動器緊密結合的，其接口如圖3所示：


X55為編碼器2輸入接口，缺省用于連接從電機編碼器；
X56為編碼器1輸入接口，缺省用于連接主電機編碼器；
X57為10數字量輸入接口；
X58為24VDC電源；
X59為8數字量輸出接口。
丹佛斯運動控制器的編程方式：
丹佛斯運動控制器使用丹佛斯公司開發的Aposs運動控制語言，其編程風格模仿C語言，并提供多種便利的宏指令，其界面如下圖5所示：



丹佛斯運動控制器能提供如下基本功能：
1、輸入輸出邏輯控制功能；
2、同步控制功能，電子凸輪；
3、定位控制功能；
4、中斷功能，如時間中斷，I/O中斷等；
5、基本數學、邏輯運算功能；

丹佛斯運動控制器支持的高速通訊協議：
Profibus、CANopen、DeviceNet、Interbus、LonWorks、工業以太網

五、結論
經實際使用發現使用Danfoss FC302變頻器+MCO305運動控制卡控制Danfoss永磁同步電動機,可以穩定實現印刷機末端產品的恒張力收卷功能,相較于磁粉張力控制器降低維護工作量的同時實現了出色的恒張力收卷功能,且在一次性成本投入上沒有增加很多,對于整個使用周期來說,具有價格優勢?？傮w上，性價比具有優勢。


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