E380是四方電氣于2007年年初推出的集成型變頻器，在E350系列的基礎(chǔ)上，改進(jìn)了硬件和軟件設(shè)計，集成了多種專用功能，針對拉絲行業(yè)，E380改進(jìn)了PID設(shè)計，通過主機(jī)的前饋PID設(shè)計，達(dá)到張力的平衡，為實現(xiàn)主機(jī)和卷繞的穩(wěn)定同步，E380通過RS485通信功能聯(lián)動，實現(xiàn)加工產(chǎn)品的高性能。 一、系統(tǒng)控制簡圖 二、外部元器件功能說明： R1 主機(jī)頻率設(shè)定電位計 R2 從機(jī)制動電阻 R3 張力桿高精度電位計 S1 主機(jī)點動腳踏開關(guān) S2 主機(jī)啟動自鎖按鈕 S3 主機(jī)，從機(jī)復(fù)位非自鎖按鈕 S4 外部急停機(jī)械自鎖按鈕 S5 擺桿位置檢測接近開關(guān) MC1 抱閘控制輸出繼電器 MC2 排線啟動控制輸出繼電器 三、功能描述和實現(xiàn)方法： 1：主機(jī)點動獨(dú)立控制。 主機(jī)在牽引線過程中，需要單獨(dú)控制主機(jī)牽引拉伸穿線，此時不能啟動卷繞機(jī)。 實現(xiàn)方法：通過多功能端子X1實現(xiàn)主機(jī)點動，點動頻率不同步。 主機(jī)參數(shù)設(shè)置：F3.0=6，F(xiàn)9.3=x1x1。 參數(shù)說明：選擇外部多功能端子為正轉(zhuǎn)點動控制，主機(jī)點動不同步輸出。 2：卷繞機(jī)的啟動控制。 通過RS485通訊，使卷繞機(jī)在主機(jī)運(yùn)行到一定頻率后開始執(zhí)行卷繞操作。與很多變頻器不同的是，從機(jī)不需要給出單獨(dú)的啟動控制指令，而是由主機(jī)通過RS485通訊控制，只需要設(shè)定從機(jī)的起始頻率即可。 卷繞機(jī)參數(shù)設(shè)置：F8.1=2 參數(shù)說明：主機(jī)設(shè)定頻率高于2HZ時，從機(jī)開始啟動運(yùn)行。 3：主從頻率聯(lián)動。 主機(jī)與從機(jī)的頻率存在一定的對應(yīng)關(guān)系，四方變頻器可以自適應(yīng)地尋找主從頻率對應(yīng)比，但合理的設(shè)置主從聯(lián)動比例和機(jī)械傳動比，可以使拉絲機(jī)較快進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。 主機(jī)參數(shù)設(shè)定：F9.0=0014，F(xiàn)9.3=1111，F(xiàn)9.5=1.0。 從機(jī)參數(shù)設(shè)定：F9.0=0014，F(xiàn)0.1=2。 參數(shù)說明：主機(jī)和卷繞的通訊功能配置均相同，主機(jī)設(shè)置點動頻率不輸出，則主機(jī)點動時不同時起動從機(jī)，輸出頻率為同步頻率源。聯(lián)動輸出比例設(shè)置為0.7。 注意事項：主機(jī)必須以輸出頻率做為同步頻率源，不能以設(shè)定頻率作為頻率源，否則容易出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 4：主機(jī)速度頻率給定。 主拉變頻器的速度，決定了整個拉絲機(jī)系統(tǒng)的工作效率，為方便現(xiàn)場操作，主機(jī)變頻器頻率輸出一般通過外接電位計來實現(xiàn)。 主機(jī)參數(shù)設(shè)定：F0.1=5，F(xiàn)0.8=80，F(xiàn)2.2=0，F(xiàn)2.3=10，F(xiàn)2.8=0，F(xiàn)2.9=80，F(xiàn)0.10=50，F(xiàn)0.11=50。 參數(shù)說明：主機(jī)通過外接電位計調(diào)節(jié)速度。主機(jī)加減速時間設(shè)定為50S。 注意事項： 本系統(tǒng)為保證效率，主機(jī)的上限頻率一般設(shè)置到80Hz，主機(jī)的加減速時間不宜過短，一般設(shè)定在40S－100S。 5：排線機(jī)啟動控制 卷繞機(jī)啟動后，為使卷繞銅絲均勻，需啟動排線機(jī)，排線機(jī)的啟動使用卷繞變頻器的集電極端子OC1輸出。 卷繞機(jī)參數(shù)設(shè)定：F3.6=2，F(xiàn)3.10=2，F(xiàn)3.11=0.1。 參數(shù)說明：OC1輸出選擇FDT電平輸出信號，F(xiàn)DT頻率設(shè)定為2Hz。即當(dāng)從機(jī)變頻器輸出頻率大于2Hz時，啟動排線機(jī)設(shè)備。 6：卷繞機(jī)的張力反饋。 張力桿的穩(wěn)定度是衡量產(chǎn)品質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)，如果張力桿不穩(wěn)定，產(chǎn)品的線徑不夠均勻。系統(tǒng)通過張力反饋信號來實現(xiàn)卷繞機(jī)頻率的調(diào)節(jié)而實現(xiàn)張力恒定，伸線機(jī)的張力反饋器為高精度電位計，通過變頻器的5V電平輸出供應(yīng)電源，反饋輸入接入VC1。 從機(jī)參數(shù)設(shè)定：F0.0=0001，F(xiàn)2.0=0，F(xiàn)2.1=5，F(xiàn)7.0=0，F(xiàn)7.1=0021，F(xiàn)8.11=50。 參數(shù)說明：從機(jī)使用為拉絲模式，PID的反饋通道選擇為VC1。選擇PID功能有效。 注意事項： 為方便調(diào)試，卷繞機(jī)的張力反饋調(diào)節(jié)需要調(diào)節(jié)張力桿電位計的位置，通過監(jiān)控D-9參數(shù)微調(diào)，使張力桿在平衡位置時達(dá)到中心點50。 7：線速度檢測功能，計米功能實現(xiàn)。 卷繞機(jī)的線速度檢測一般通過導(dǎo)輪的接近開關(guān)實現(xiàn)，通過檢測接近開關(guān)的頻率，可以實現(xiàn)卷繞機(jī)線速度的檢測，從而實現(xiàn)計米功能和自動計長功能。 卷繞機(jī)參數(shù)設(shè)定：F8.8=4，F(xiàn)2.6=0，F(xiàn)2.7=0.2。 參數(shù)說明：線速度輸入源使用PLS脈沖輸入信號，考慮到最高線速度，設(shè)置最高脈沖輸入頻率為200Hz。 注意事項： 卷繞機(jī)的線速度是對應(yīng)的最大線速度需要根據(jù)導(dǎo)輪的半徑具體計算。當(dāng)導(dǎo)輪轉(zhuǎn)動一圈，接近開關(guān)輸出一個脈沖時的計算方法如下：F8.9=2＊（3.14）＊R＊（F2.7）＊1000 其中R為導(dǎo)輪的半徑，單位為m，F(xiàn)8.9的單位為m/S。 8：斷線故障檢測以及抱閘信號輸出。 根據(jù)接近開關(guān)信號輸入檢測是否短線，為了防止誤檢測，從機(jī)需要正確設(shè)定下列參數(shù)。 參數(shù)設(shè)定：F8.12=1，F(xiàn)8.13=10,F8.14=20%,F8.15=2,F8.16=1,F8.18=7，F(xiàn)8.20=7S,F3.7=21。 參數(shù)說明：變頻器斷線檢測功能在從機(jī)高于10Hz，延時2秒以后，且擺桿位置低于20％時間1秒以上有效。當(dāng)卷繞機(jī)檢測到斷線故障時，需要及時輸出抱閘信號到機(jī)械系統(tǒng)，實現(xiàn)緊急停車，此時變頻器自由停車，使用OC2信號輸出功能。 9：卷繞機(jī)停機(jī)參數(shù)設(shè)定： 卷繞機(jī)在停機(jī)過程中，當(dāng)頻率較低時候，反饋系統(tǒng)容易不穩(wěn)定，為了保證停機(jī)時避免較大的張力桿擺幅而造成斷線，一般對卷繞部分直流制動停機(jī)。 參數(shù)設(shè)定：F8.19=1.5Hz，F(xiàn)8.20=7。 參數(shù)說明：停機(jī)方式選擇減速停機(jī)，起始頻率設(shè)置為1.5Hz剎車信號起始頻率為1.5Hz，剎車時間為7S。 10：平滑啟動功能： 卷繞機(jī)在啟動時，由于預(yù)先給定了前饋頻率，從而容易造成啟動沖擊而使張力桿不穩(wěn)定，四方E380拉絲專用變頻器優(yōu)化了啟動過程的算法，通過參數(shù)F8.0合適的設(shè)置，可以達(dá)到平穩(wěn)啟動，起停基本不斷線的功能。 四、參考參數(shù)表： 四方變頻器主機(jī)參考參數(shù)設(shè)置表： 四方變頻器從機(jī)對應(yīng)參數(shù)表： 從機(jī)參數(shù)參考表及簡單說明： 五、調(diào)試注意事項說明： 1、擺桿反饋位置調(diào)試： 四方變頻器啟動過程不需要人為參與，因此，必須保證幾個先決條件： （1）、啟動初始時，擺桿位置反饋值處于最小。（2）、啟動過程完成后，擺桿的平衡穩(wěn)定點處于反饋中間位置?？梢酝ㄟ^監(jiān)測參數(shù)D－9，調(diào)節(jié)參數(shù)F2.2,F2.3實現(xiàn)（即保證擺桿最低位置D-9=0,擺桿最高位置D-9=100，擺桿平衡位置D-9=50）。 2、啟動停機(jī)過程調(diào)試： 四方變頻器使用獨(dú)特的啟動算法，最大限度保持卷繞機(jī)擺桿啟動過程的平穩(wěn)，實現(xiàn)啟停不斷線。影響起停的關(guān)鍵的參數(shù)有： （1）、主機(jī)的加減速時間。主機(jī)加減速時間越長，啟停穩(wěn)定度越高，一般推薦使用50S以上。 （2）、從機(jī)的加減速時間。從機(jī)加減速時間有加減速時間1，加減速時間4，其中加減速時間1為變頻器的輸出頻率加減速，加減速時間4為前饋PID的PID環(huán)輸出加減速時間。為了保證變頻器啟動停機(jī)以及平穩(wěn)運(yùn)行時的快速響應(yīng)，在保證變頻器無故障輸出時，應(yīng)該盡量減少此兩個加減速時間。 （3）啟動平滑時間。平滑時間是指啟動過程中擺桿被拉起的時間，時間越長，擺桿啟動平穩(wěn)度越好，時間越短，擺桿啟動越快，需要折中選擇。 （4）聯(lián)動設(shè)定比。四方變頻器具有自動識別聯(lián)動比例功能，在第一次使用時，如果沒有正確設(shè)置聯(lián)動比例，則可能出現(xiàn)啟停不穩(wěn)定的情況。可以通過人為調(diào)節(jié)正確的聯(lián)動比例實現(xiàn)啟動停機(jī)穩(wěn)定，也可以通過第一次啟動，使變頻器自動識別，在第二次及以后的啟動過程，均可以保證變頻器正常啟停。 3、擺桿平穩(wěn)度調(diào)試： 擺桿的平穩(wěn)度是檢驗變頻器性能的標(biāo)準(zhǔn)，四方變頻器使用的是前饋PID功能算法，最大限度保證了擺桿平穩(wěn)運(yùn)行。四方變頻器可以選擇單一參數(shù)組，也可以選擇根據(jù)運(yùn)行頻率實際自動調(diào)節(jié)PID參數(shù)組。以下論述PID參數(shù)組基本調(diào)試方法： （1）、比例增益。比例增益影響PID環(huán)節(jié)的快速響應(yīng)。當(dāng)擺桿在啟?；蛘叻€(wěn)定運(yùn)行時出現(xiàn)較大超調(diào)時，可適當(dāng)增加此參數(shù)值。 （2）、積分時間。積分時間常數(shù)使保證PID環(huán)節(jié)穩(wěn)定的關(guān)鍵參數(shù)，增加積分時間，可以減少在穩(wěn)定運(yùn)行時的擺桿振幅。過大的積分時間常數(shù)容易形成擺桿的大幅超調(diào)。 （3）、微分時間。微分時間常數(shù)可使PID環(huán)節(jié)做出預(yù)先判斷，抑制擺桿超調(diào)，但是此參數(shù)值設(shè)置過大，容易出現(xiàn)振蕩。 六、調(diào)試過程問題解決： 調(diào)試過程中容易出現(xiàn)問題如下： 1、啟動斷線： 如是第一次上電啟動出現(xiàn)斷線，可能是機(jī)械傳動比或者主機(jī)和從機(jī)頻率比例設(shè)置不夠合理，導(dǎo)致變頻器軟件誤判正確的機(jī)械或主從頻率比，此種狀況在第二次試機(jī)時可消除，四方專用模塊可在第一次啟動過程中正確檢測合理傳動比。 如非第一次啟動斷線，擺桿被拉升到高位斷線，此種情況可能由于主機(jī)的加減時間過短，此時適當(dāng)增加主機(jī)的加減速時間。一般推介主機(jī)加減速時間大于50S。 2、啟動過程加速： 四方電氣在啟動過程中使用了獨(dú)特的算法，從機(jī)啟動必須在主機(jī)啟動后，不能同時啟動，否則容易出現(xiàn)擺桿的不穩(wěn)定。在從機(jī)開始啟動后必須快速爬升到擺桿的啟動頻率，因此此過程時間在3S左右，可以降低起始動作頻率減少此過程。同時啟動增益延時可以減少。 3、啟動過程擺桿振幅比較大： 啟動振幅大，與幾個因素有關(guān)，第一是主機(jī)加減速時間，當(dāng)此時間過短，導(dǎo)致主機(jī)的輸入頻率變換過快，而使從機(jī)頻率跟蹤速度不穩(wěn)定，而可能導(dǎo)致擺桿穩(wěn)定度不夠。第二與啟動增益有關(guān)，延長啟動增益時間，可以提高擺桿穩(wěn)定度。 4、手動擺桿到目標(biāo)位置，從機(jī)啟動過慢： 很多客戶原來使用其他品牌變頻器或者PID控制板，由于啟動過程不夠穩(wěn)定，習(xí)慣將擺桿預(yù)先放置在目標(biāo)位置，但是如使用四方收卷變頻器發(fā)現(xiàn)如果預(yù)先給定擺桿位置，此時從機(jī)啟動速度太慢。四方變頻器的啟動算法較為獨(dú)特，不需要啟動過程的人為參與，因每次啟動過程都是參數(shù)的自校正過程，人為參與會導(dǎo)致參數(shù)的自校正錯誤，而使變頻器的啟動速度過慢。 5、擺桿在拉絲過程中，出現(xiàn)振幅較大，或者出現(xiàn)振蕩斷線情況： 四方PID算法能夠保證擺桿的穩(wěn)定度，但是如果隨頻率的變化，導(dǎo)致PID參數(shù)不夠適用當(dāng)前運(yùn)行頻率時，可能會出現(xiàn)這種狀態(tài)。此時有兩個解決辦法，第一是PID參數(shù)的設(shè)置根據(jù)運(yùn)行頻率，當(dāng)高頻時使用第一組參數(shù)，低頻時使用第二組參數(shù)，具體參數(shù)可以參考從機(jī)參數(shù)表。第二是適當(dāng)降低當(dāng)前PID控制器的微分參數(shù)。微分參數(shù)在保證擺桿穩(wěn)定度時，也增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，適當(dāng)減少此參數(shù)，可大大增加系統(tǒng)的穩(wěn)定度。 七、拉絲專用監(jiān)控參數(shù)及說明： d-0: 變頻器輸出頻率 d-6: 前饋疊加頻率 d-8: 擺桿位置設(shè)定值 d-9: 擺桿位置反饋值 d-10: 從機(jī)運(yùn)行線速度 d-11: 累計卷繞線長 d-20: 卷徑當(dāng)前值 d-21: PID環(huán)輸出頻率 d-22: 自適應(yīng)同步增益