摘要：懸浮式高真空卷繞式鍍膜機是包裝工業(ye) 的關(guan) 鍵設備之一，其卷繞控製對張力精度、加減速時間要求都很高。丹佛斯FC302係列伺服性能驅動器加上新一代MCO305高速運動控製器，能以分布式的方式實現快速轉速檢測和卷徑計算，並提供高精度的轉矩控製，很好地滿足了真空鍍膜機的卷繞控製要求。本文就丹佛斯FC302係列驅動器在真空鍍膜機上的應用加以詳細論述。

　　關(guan) 鍵詞：中心卷繞張力控製

　　引言：懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的卷繞控製要求高精度的轉矩控製，以前一般采用直流驅動，但是隨著交流驅動技術的飛速發展，現在逐步采用交流永磁同步伺服電機或交流異步電機驅動。丹佛斯FC302係列驅動器具有伺服級的驅動性能，驅動交流異步電機也有實現平穩的轉矩控製，為(wei) 這個(ge) 行業(ye) 提供了一種易用的解決(jue) 方案，用戶隻需要設置幾個(ge) 簡單的參數，就能滿足實際生產(chan) 需求，操作和調試也非常簡便。

　　一、懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的傳(chuan) 動結構：

　　放卷轉向為(wei) 正

　　放卷轉向為(wei) 負

　　圖1、高真空卷繞式鍍膜機的傳(chuan) 動機構

　　圖1為(wei) 3驅動懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的典型傳(chuan) 動結構，其中：

　　M1為(wei) 冷卻輥，直徑恒定，由一台FC302驅動，冷輥的速度即為(wei) 鍍膜的線速度。

　　M2為(wei) 收卷輥，中心卷繞，直徑逐步變大，由一台FC302驅動，提供收卷張力。

　　M3為(wei) 放卷輥，中心卷繞，直徑逐步變小，由一台FC302驅動，提供放卷張力。

　　冷卻輥和收卷輥的轉向是固定的，但是放卷輥由於(yu) 卷筒卷繞方向不同，工作時有正、反兩(liang) 種轉向，對應反、正兩(liang) 種轉矩。

　　真空鍍膜機傳(chuan) 動係統的特點：

　　1.由於(yu) 真空室狹小，無法安裝張力檢測裝置，所以收、放卷張力完全要靠收、放卷驅動的電機直接控製。因此收、放卷驅動器都工作於(yu) 轉矩工作模式。對於(yu) 較輕較薄的材料，收卷還必須有張力錐度功能。

　　2.由於(yu) 工藝方麵的原因，起主傳(chuan) 動作用的冷卻輥上沒有壓輥，因此冷卻輥隻能靠摩擦力帶動薄膜；收、放卷張力相差較大時，薄膜很容易在冷卻輥上打滑。如何防止打滑是驅動控製方麵的難題。

　　二、控製係統結構：

　　圖2、電氣自控係統示意圖

　　收卷用丹佛斯FC302+MCO305，MCO305上有主、從(cong) 兩(liang) 個(ge) 編碼器接口，主編碼器接口信號來自冷卻輥電機編碼器，負責采集線速度信號；從(cong) 編碼器信號來自本機電機編碼器，采集本機轉速，並作磁通矢量控製的反饋源。

　　放卷的配置與(yu) 控製方法與(yu) 收卷的基本相同。

　　冷卻輥控製相對比較簡單，主要負責恒線速度控製與(yu) 計米。

　　PLC負責一般的數字邏輯控製，所有計算全部在運動控製器MCO305內(nei) 完成。運動控製器MCO305的詳細資料請參見參考文獻[2]。

　　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。

　　收卷張力錐度控製：

　　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(yu) 卷徑的關(guan) 係如圖3所示，當張力錐度為(wei) 0時，張力保持恒定不變，相當於(yu) 恒張力控製；當張力錐度為(wei) 100%時，卷徑每增大1倍，張力就下降一半，相當於(yu) 恒轉矩控製。

　　計算公式如下：

　　圖3、張立錐度曲線

　　其中：D為(wei) 當前卷徑

　　Dmin為(wei) 最小卷徑

　　Tap為(wei) 張力錐度

　　Tref為(wei) 追小卷徑時的張力錐度參考值

　　當Tap=0時，Ttap=Tref

　　當Tap=1時，Ttap=

　　加減速轉矩和摩擦轉矩：

　　為(wei) 了實現高精度的張力控製，程序中還必須加入摩擦轉矩和加減速轉矩補償(chang) 。

　　加速轉矩Tβ=β×J

　　其中,β為(wei) 角加速度；

　　轉動慣量J=

　　三、結束語：

　　現場實際運行證明丹佛斯FC302驅動器+MCO305運動控製器的解決(jue) 方案完全能夠滿足真空鍍膜機的卷繞控製要求。整機加減速速度超過原來的控製方式，大大減少了原材料的浪費。控製係統調試和參數設置都比較方便。最令客戶滿意的是電機可以采用比較經濟的交流異步電機，在張力控製精度要求更高的場合才需要升級使用交流永磁同步電機。由於(yu) FC302既能驅動異步電機，又能驅動同步電機，係統升級時隻需簡單地更換電機即可。

　　參考文獻

　　[1]FC300DesignGuide.MG33BC02.Danfoss

　　[2]MCO305DesignGuide.MG33L502.Danfoss