變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用

李晶昌

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變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用

李晶昌

（廣東上九生物降解塑料有限公司）

從變頻器選擇、安裝與接線、參數(shù)設(shè)置等方面分析變頻器PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中的實(shí)施方法，并給出對應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)試步驟、調(diào)試要點(diǎn)等。結(jié)果表明，變頻器PID功能有助于系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行。

變頻器；PID控制；張力控制

0 引言

電線電纜生產(chǎn)設(shè)備正常運(yùn)行與變頻器的張力控制和PID控制相關(guān)[1]。為保持線材的張力，放線電機(jī)與押出主機(jī)電機(jī)需保持一定的轉(zhuǎn)速比例，同時電位器電壓的變化反饋到變頻器對放線電機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行微調(diào)控制[2-3]；磁粉離合器保持儲線架的線材張力恒定[4-5]；變頻器PID功能控制收線電機(jī)的轉(zhuǎn)速[6]。

1　變頻器安裝接線

本文以MD280變頻器為例，闡述變頻器在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備中的應(yīng)用。變頻器接線圖、控制電路圖分別如圖1、圖2所示。圖1、圖2中變頻器主要端子功能如表1所示。

圖1　變頻器接線圖

圖2　控制電路圖

表1　變頻器主要端子功能說明表

2　變頻器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試

2.1參數(shù)設(shè)置

MD280變頻器主要參數(shù)分為3個組：第1組為變頻器驅(qū)動電機(jī)的基本參數(shù)；第2組為電機(jī)銘牌參數(shù)，按銘牌實(shí)際值設(shè)置；第3組為PID功能參數(shù)，是實(shí)現(xiàn)PID功能的重點(diǎn)，決定了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。基本參數(shù)組設(shè)置如表2所示，電機(jī)參數(shù)組設(shè)置與相應(yīng)物理意義如表3所示，PID功能參數(shù)組設(shè)置如表4所示。

表2　基本參數(shù)組設(shè)置

表3 電機(jī)參數(shù)組設(shè)置

表4 PID功能參數(shù)組設(shè)置

2.2調(diào)試

2.2.1 張力桿及電位器調(diào)試

1)調(diào)整張力桿處于水平平衡位置。

2)調(diào)整電位器于中間值，電機(jī)在不運(yùn)行狀態(tài)。

2.2.2應(yīng)用狀態(tài)調(diào)試

1)放線狀態(tài)，張力小即張力桿在平衡位置下降，電機(jī)為反轉(zhuǎn)狀態(tài)；相反，張力大即張力桿在平衡位置上升，電機(jī)為正轉(zhuǎn)狀態(tài)，電機(jī)轉(zhuǎn)速由電位器反饋值決定。

2)收線狀態(tài)，張力小即張力桿在平衡位置下降，電機(jī)為正轉(zhuǎn)加速狀態(tài)；相反，張力大即張力桿在平衡位置上升，電機(jī)為減速狀態(tài)，電機(jī)轉(zhuǎn)速由電位器反饋值決定。

2.2.3正/反轉(zhuǎn)參數(shù)設(shè)置與調(diào)試

1)若只有正轉(zhuǎn)，首先檢查是否設(shè)置了禁止反轉(zhuǎn)，如設(shè)置禁止反轉(zhuǎn)則改為允許反轉(zhuǎn)；其次檢查PID作用方向、PID反轉(zhuǎn)截止頻率參數(shù)F6-11是否設(shè)置為0 Hz，若是則設(shè)置范圍為2 Hz ~最大頻率。

2)若正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)響應(yīng)慢，則適當(dāng)加大PID比例增益P值，反之若正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)響應(yīng)較快，應(yīng)適當(dāng)減小PID比例增益P值。

3)若低速時正轉(zhuǎn)及反轉(zhuǎn)響應(yīng)較慢，應(yīng)適當(dāng)加大轉(zhuǎn)矩提升值，但不能超過10%，建議設(shè)置值為3。

以上PID功能參數(shù)需多次反復(fù)調(diào)試，直至實(shí)現(xiàn)：

1)在設(shè)備正常暫停時，即線材不走的情況下，電機(jī)幾乎不運(yùn)行，張力桿在平衡位置，且能保持一定的張力；

2)在設(shè)備正常運(yùn)行時，即走線情況下，張力桿位置的變化引起電位器電壓相應(yīng)的變化，電位器的電壓變化值反饋給變頻器，控制放線電機(jī)的轉(zhuǎn)速，最終達(dá)到一個平衡值，且保持一定的張力。

3　結(jié)語

本文研究了變頻器MD280 PID功能在電線電纜生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用，包括變頻器的安裝與接線、參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)的調(diào)試等。研究表明：通過PID功能可實(shí)現(xiàn)設(shè)備暫停時張力桿平衡且有張力；設(shè)備運(yùn)行時張力桿位置變化與電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到平衡。本文介紹的方法對其他具有PID功能的變頻器的使用具有一定參考價值。

[1] 石慧利.變頻器PID控制原理及調(diào)試[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2014(4):79-80.

[2] 田鳳志.一種基于變頻器PID控制的卷料勻拉力輸送裝置的應(yīng)用[J].湖南文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2011,23(3):88-91.

[3] 楊瑜.基于DSP的模糊PID矢量控制變頻器的研究[D].成都:西南交通大學(xué),2010.

[4] 胡林芳.以PLC和變頻器為核心的拉幅定型機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計[D].天津:天津工業(yè)大學(xué),2007.

[5] 馬立新,李長樂,洪月好.智能PID在變頻器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].上海電力學(xué)院學(xué)報,2006,22(3):278-282.

[6] 彭旭昀.一種基于變頻器PID功能的PLC控制恒壓供水系統(tǒng)[J].機(jī)電工程技術(shù),2005,34(10):54-56,98.

Application of Frequency Converter PID Function in Wire and Cable Production Equipment

Li Jingchang

(Guangdong Shangjiu Biodegradable Plastics Co., Ltd.)

From the frequency sampling, installation and wiring, parameter setting etc. analysis methods to implement PID function of inverter in wire and cable production equipment, and gives the corresponding step debugging system, debugging points, results show that the PID function contributes to the smooth operation of the system.

Frequency Converter; PID Control

李晶昌，男，1969年生，大專，電氣工程師，主要從事機(jī)電設(shè)備安裝、維修、改造及管理工作。E-mail: lijingchang0528@163.com