Корзина
45 отзывов
Сертифицированная компания Prom.ua

Применение приводной техники Lenze в намоточных и печатных машинах

Применение приводной техники Lenze в намоточных и печатных машинах

05.09.14

     Большинство ленточных материалов хранятся в катушках, затем разматываются для обработки и снова наматываются обратно на катушку в конце процесса обработки. Между размоточным и намоточным механизмами расположены синхронизированные привода, обеспечивающие возможность обработки перематываемого материала.

Типовые применения электроприводов намотки включают:

 

 

  • намоточные устройства для тканей, пленок, бумаги и листового металла;
  • печатные машины;
  • упаковочные машины;
  • машины непрерывной обработки и процессов очистки.

Материал перематывается с постоянной круговой (линейной) скоростью, которая устанавливается с помощью разматывающих механизмов в соответствии с направлением вращения. При этом растягивающее усилие, действующее на материал, поддерживается постоянным или изменяется в соответствии с диаметром. За управление усилием натяжения отвечает электропривод наматывающего механизма. Для контроля натяжения перематываемого материала зачастую используется специальный датчик (танцующий потенциометр).

  

В случае применения датчика натяжения обеспечивается широкий диапазон регулирования скорости перемотки и высокая точность стабилизации натяжения. Такой подход используется для перемотки бумаги, пленки и других материалов, где колебания натяжения могут привести к обрыву ленты и простою оборудования. Недостатком такого подхода является усложнение механической части системы (установка танцующего потенциометра) и трудности в настройке системы натяжения. Сам преобразователь переводится в режим управления скорости с коррекцией задания по положению танцующего потенциометра, при этом не требуется компенсация трения наматываемого материала или изменения момента инерции нагрузки.

При другом подходе преобразователь частоты переводится в режим контроля натяжения. В этом случае не требуется дополнительных механических устройств, в частности танцующего потенциометра. Преобразователь частоты работает в режиме регулирования скорости с ограничением момента, при этом соотношение моментов инерции двигателя и нагрузки не влияют на качество поддержания момента.

Величина натяжения определяется путем установки предела по моменту, поэтому требуется дополнительная компенсация трения материала для исключения эффекта «телескопа». Этот эффект заключается в том, что при больших диаметрах намотки сила натяжения должна уменьшаться, начиная с определенного диаметра обратно пропорционально диаметру рулона. Также должна учитываться и сила трения в подшипниках мотора, редуктора, валков, которая пропорциональна скорости намотки. Без учета силы трения при требуемом моменте в 2-5% от номинального двигатель может просто не вращаться. Это приводит к увеличению времени намотки и падению производительности системы в целом.

 

 

 

 

 

Отличным решением реализации задач перемотки бумаги, как с танцующим потенциометром, так и без него, является применение сервосистем электропривода на базе серводвигателей и преобразователей LENZE 9300 Vector и 9400 Servo. Такие сервосистемы широко используются в промышленности и отличаются тем, что позволяют решать сложные приводные задачи без дополнительных логических устройств и программируемых логических контроллеров. Это свойство обеспечивается за счет наличия большого количества функциональных блоков, а также широкого диапазона регулирования момента электродвигателя (D=50). В то же время зачастую эти системы недешевы и их применение экономически неоправданно.

В установках, спроектированных для перемотки материалов с высокой плотностью и постоянной скоростью, например при намотке линолеума, высокие требования к динамической точности не предъявляются. В таком случае для поддержания натяжения перематываемого материала достаточно использовать общепромышленный асинхронный электродвигатель с преобразователем частоты, работающем в режиме прямого управления моментом (ESV, 8400 Vector Stateline). Это значительно упрощает механическую часть системы (не требуется установка датчиков технологического параметра и скорости вращения электродвигателя) и сводит к минимуму сложность настройки привода, так как система регулирования момента электродвигателя является разомкнутой.

При использовании преобразователей частоты серии ESV задание по моменту задается с помощью потенциометра, подключаемого к аналоговому входу. Относительным недостатком применения ESV является то, что ограничение по скорости при реализации моментного режима осуществляется только с лицевой панели преобразователя. Следует помнить, что для реализации моментного режима управления, необходимо провести автоматическую идентификацию параметров двигателя. Без правильного ввода паспортных данных двигателя в преобразователь корректная работа в моментном режиме невозможна.

При использовании 8400 Vector Stateline возможна реализация стабилизация натяжения с помощью танцующего потенциометра. Возможность конфигурирования канала прохождения сигналов позволяет суммировать уставку по скорости и сигнала коррекции по положению датчика. Задание по скорости вращения может передаваться по последовательному интерфейсу, например CAN с синхронизирующих приводов либо привода размотки, а сигнал коррекции от датчика поступает на аналоговый вход -10..+10В.

Конфигурация сигнала задания наглядно представлена в окне программного обеспечения для конфигурирования ПЧ L-force Engineer:

 

Само конфигурирование преобразователя требует изменения минимального числа параметров:

№ параметра Описание Значение Примечание
С00007 Режим управления 30 Управление по CAN
С00190 Формирование уставки 1 Nout=Set+Add

В случае применения более функциональных преобразователей частоты 8400 Vector Highline и 8400 Vector Topline в режиме управления моментом ограничение по скорости может быть реализовано с помощью второго потенциометра, подключаемого ко второму аналоговому входу по напряжению. Также важным преимуществом использования 8400 Vector Highline и 8400 Vector Topline является возможность подключения асинхронных электродвигателей с датчиками обратной связи по скорости, при этом качество намотки становится сравнимым с установками, в которых применяются сервосистемы электропривода. В 8400 Vector Topline возможно подключение и синхронных двигателей с постоянными магнитами с датчиками абсолютного положения ротора, что позволяет реализовать систему «электронный вал» для синхронизированных электроприводов установки с помощью частотного задания по скорости.

Также второй аналоговый вход может быть использован для коррекции сигнала натяжения в системе электропривода с танцующим потенциометром. При этом, на первый аналоговый вход будет подаваться сигнал коррекции по положению потенциометра. Окно конфигурации прохождения сигнала имеет вид:

 

Значение дополнительной уставки, то есть коррекции сигнала основной уставки определяется выходом блока Arithmetics, работающего по формуле:

  

где nIn1_a, nIn2_a – входы, на которые подаются сигналы с AIN1 и AIN2.

При необходимости коррекции сигнала по скорости, в зависимости от диаметра барабана при невозможности установки датчика радиуса, может быть использован функциональный блок вычисления L_CalcDiameter:

 

Важно отметить, что для корректной работы этого блока необходимо прямое измерение линейной скорости движения ленты, а также угловой скорости вращения намоточного барабана.

В целом применение преобразователей частоты Lenze позволяет снизить загрузку контроллера управления процессом перемотки, повысить качество перемотки и простоту эксплуатации.

 

Контакты
  • Телефон:
    +380 (96) 542-04-65, Киевстар ( WhataApp )
    +380 (48) 788-75-41, Интертелеком
    +380 (93) 410-02-10, Лайф
    +380 (66) 820-06-67, МТС ( Viber )
  • Контактное лицо:
    Александр Кулик
  • Адрес:
    ул. Колонтаевская ,27, Одесса, Одесская область, Украина
  • Email:
    kulik_a@sv-altera.od.ua
  • Skype:
    kulic_arm79