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張力計(jì)算
處于成本考慮，我們沒(méi)有為PLC配置模擬輸入和輸出模塊，而是巧妙地借用了變頻器的模擬輸入輸出口以及PLC標(biāo)配的RS485通行串口來(lái)實(shí)現(xiàn)張力的設(shè)定。首先用戶將張力設(shè)定電位器連接到變頻器模擬輸入AI1，變頻器自身只是采集該模擬量值，但并不對(duì)該模擬量進(jìn)行任何處理，然后PLC利用內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)通信函數(shù)與變頻器通信，讀取模擬量輸入值，轉(zhuǎn)化為張力設(shè)定值。在此處需要注意的是根據(jù)變頻器串口通信協(xié)議，PLC讀入值0~2000代表變頻器AI1口電壓輸入值為-10V~+10V。
根據(jù)工藝要求，隨著卷徑增加（滿卷與空卷之比可達(dá)4：1），收線張力必須按一定規(guī)律減小，否則會(huì)發(fā)生外層絲勒到里層中去，導(dǎo)致纏絲現(xiàn)象。PLC根據(jù)下面公式來(lái)進(jìn)行張力錐度公式進(jìn)行計(jì)算：
式中，F(xiàn)為實(shí)際設(shè)定張力，F(xiàn)0為電位器設(shè)定張力，D0為空卷卷徑，D為當(dāng)前卷徑，k為錐度校正系數(shù)。其趨勢(shì)圖如右邊所示。
設(shè)置了相應(yīng)的密碼（PLC可提供3 級(jí)用戶密碼權(quán)限）。保護(hù)用戶程序的私密性。
轉(zhuǎn)矩計(jì)算
可以計(jì)算出需要設(shè)定的轉(zhuǎn)矩百分比，通過(guò)通信直接寫(xiě)入變頻器功能碼中就可以了。
四 運(yùn)行調(diào)試
這種設(shè)備運(yùn)行耗費(fèi)大量的電能，而且調(diào)試會(huì)浪費(fèi)昂貴的金屬線材，因此用戶一般不會(huì)給設(shè)備廠家提供較長(zhǎng)的調(diào)試時(shí)間，這就需要我們?cè)谡秸{(diào)試前做大量而仔細(xì)的工作，確保一次成功。
1、仔細(xì)檢查線路圖，確保強(qiáng)電與弱點(diǎn)接線正確，盡量遵循變頻器與PLC用戶手冊(cè)給定的走線方式。
2、因?yàn)镋V1000和TD3000都具備電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)功能，特別是TD3000，因?yàn)檫\(yùn)行在開(kāi)環(huán)矢量轉(zhuǎn)矩方式，一定要進(jìn)行自學(xué)習(xí)。
3、在正式調(diào)試前，將PLC與變頻器通信程序調(diào)通，確保讀取與寫(xiě)入?yún)?shù)正確。
4、驗(yàn)證PLC的脈沖記數(shù)功能。
5、對(duì)PLC各計(jì)算子程序進(jìn)行驗(yàn)證，確保計(jì)算無(wú)誤。
6、按照工藝要求，認(rèn)真分析各時(shí)序邏輯信號(hào)，做出正確的程序。
經(jīng)過(guò)上述仔細(xì)準(zhǔn)備，調(diào)試起來(lái)非常順利。
五 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
在和用戶充分溝通、了解工藝要求與原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合艾默生公司工控產(chǎn)品的功能和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了極高性價(jià)比的中絲收線系統(tǒng)，這套系統(tǒng)具有如下的優(yōu)點(diǎn)：
1、 系統(tǒng)電氣配置非常簡(jiǎn)潔
一般帶張力控制的收放卷系統(tǒng)，不是設(shè)計(jì)成帶張力反饋的張力閉環(huán)控制系統(tǒng)，這種情況下用戶需要張力反饋信號(hào)，會(huì)增加機(jī)械和電氣成本，就是讓矢量控制變頻器工作在轉(zhuǎn)矩模式，這種方式對(duì)變頻器性能要求比較高，而且必須加裝電機(jī)編碼器，也增加了設(shè)備成本，并且編碼器安裝也費(fèi)工費(fèi)時(shí)。通過(guò)對(duì)收線設(shè)備的技術(shù)要求進(jìn)行分析，確認(rèn)TD3000變頻器開(kāi)環(huán)矢量轉(zhuǎn)矩模式的轉(zhuǎn)矩控制精度完全可以滿足設(shè)備要求。當(dāng)然這和TD3000先進(jìn)的矢量控制算法是分不開(kāi)的。
此外，EC20 系列PLC的標(biāo)準(zhǔn)配置非常豐富，它標(biāo)準(zhǔn)配置了兩個(gè)通信口，其中之一就是RS485接口。因此在無(wú)需增加額外成本的情況下可以和變頻器建立高效的通信。由于標(biāo)配的通信功能，為系統(tǒng)節(jié)省了一個(gè)模擬輸入模塊和一個(gè)模擬輸出模塊。
2、 系統(tǒng)調(diào)試簡(jiǎn)單易行
在小型電氣控制系統(tǒng)中，設(shè)備間通信的調(diào)試都是一個(gè)難點(diǎn)和重點(diǎn)。但艾默生EC20-PLC自動(dòng)集成了艾默生變頻器通信協(xié)議，因此通信非常簡(jiǎn)單，只需一條指令就可解決問(wèn)題。以設(shè)定變頻器運(yùn)行頻率為例，步驟如下：首先在工程管理器中的通信設(shè)備連接項(xiàng)的變頻器連接表中設(shè)定變頻器地址，型號(hào)，廠家，協(xié)議。然后直接利用如下指令即可：
—[ FRQ 2 D0 M0 D2 ]
其中，2表示對(duì)當(dāng)前地址為2的變頻器進(jìn)行通信，D0存放要設(shè)置的頻率，M0和D2都是反映指令執(zhí)行的餓狀態(tài)。
3、系統(tǒng)的可靠性很高
艾默生變頻器很早就進(jìn)入鋼簾線行業(yè)，并針對(duì)鋼簾線行業(yè)變頻器使用環(huán)境進(jìn)行了專門(mén)的改進(jìn)，有著很好的環(huán)境適應(yīng)性。
一般鋼簾線工廠都有自建的電廠，和標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)質(zhì)量相比，電廠發(fā)電質(zhì)量不好，因此我們?cè)谧冾l器輸入端設(shè)計(jì)了特殊的處理電路，能夠有效容忍電網(wǎng)質(zhì)量一定程度的下降。此外，變頻器適應(yīng)電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍大，如TD3000電網(wǎng)電壓波動(dòng)范圍在額定輸入電壓的±20%。
針對(duì)鋼簾線多粉塵的潮濕環(huán)境，艾默生工控產(chǎn)品（變頻器與PLC）的所有單板及器件引腳都進(jìn)行三防漆的處理，而且采用獨(dú)立的散熱風(fēng)道，更有效地降低金屬粉塵的影響。
六：結(jié)束語(yǔ)
高性價(jià)比系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須建立在對(duì)生產(chǎn)工藝流程的了解之上，必須建立在對(duì)變頻器和PLC性能與功能特點(diǎn)的熟悉之上，兩者的緊密結(jié)合，才能為客戶提供極具競(jìng)爭(zhēng)力的解決方案。
TD3000變頻器先進(jìn)的算法，較好的開(kāi)環(huán)矢量轉(zhuǎn)矩控制精度是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。
艾默生推出的EC20 PLC經(jīng)受住各種環(huán)境的考驗(yàn)，充分驗(yàn)證了艾默生工控產(chǎn)品高度的可靠性。
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