SIEMENS变频器在收卷控制系统上的应用.pdf

在纺织、化纤、造纸和薄膜生产等行业，收卷控制系统是一个关键环节，其张力控制的准确与否直接影响到最终产品的质量。随着自动化水平和控制精度的提升，传统的磁粉离合器或力矩电机控制方式已无法满足现代生产需求。本文将探讨如何利用SIEMENS品牌的MM440型变频器和6SE70工程型变频器，在收卷控制系统中实现精确张力控制的技术应用。 让我们看看这个控制系统的项目概述。该系统主要负责在薄膜上进行涂胶操作，这是一个连续生产系统。生产流程包括：放卷、上胶、烘箱烘干、收卷成品。其中，张力控制分为放卷张力控制、烘箱张力控制和收卷张力控制。在正常工作时，两个压辊（前牵引和压花辊）始终压住，将张力分为三段。放卷采用磁粉制动器加张力传感器反馈的方案，烘箱部分通过辊筒间速比调整实现严格同步和张力恒定。 重点在于收卷部分，收卷的张力控制至关重要。SIEMENS变频器在此扮演核心角色，特别是6SE70工程型变频器，在实施转矩控制方面能达到良好的卷取效果。变频器的转矩控制方式能保证在卷取过程中，随着卷径的增大，变频器输出的转矩会自动增大，从而确保张力恒定。锥度张力控制是通过调整锥度系数（K值）来实现的，以达到收卷过程中张力的由紧到松。 通讯方面，本系统采用西门子的内部DP协议进行设备间的通讯连接。DP协议基于RS485标准的物理层，是两线差分系统，具有优秀的抗电磁干扰能力。DP协议的自诊断功能使得维护人员可以迅速发现系统故障，且由于采用DP通讯，使得电缆用量和施工量减少，故障节点的判断和查找变得更简单明了。 系统硬件方面，包括多个MM440变频器和一个6SE70工程型变频器，以及一个TP270-10人机界面。MM440型变频器用于前牵引、涂布机等传动点，而6SE70型变频器用于收卷部分。所有节点通过PROFIBUS网络连接，TP270-10界面用于设定和控制参数。整个系统配置经过精心设计，以确保生产过程的顺畅和产品质量的一致性。 在技术细节上，对于卷取控制的公式M=M0+D*T*(1-K*D)，其中M代表输出力矩值，M0是空载补偿值，D为计算卷径，T是设定张力，K是锥度系数，V为给定车速，N为实际卷取机转速。这个公式确保了在收卷过程中，卷径逐渐增大时，变频器能够根据计算结果自动调整输出转矩，以保持张力恒定。 总结来说，SIEMENS变频器在收卷控制系统中的成功应用，展示了其在自动化控制系统中如何通过精确的张力控制提高生产效率和产品质量。这些技术的实现，得益于高级控制算法的运用、先进的通讯技术以及硬件配置的有效整合。通过对这些知识点的深入理解和应用，企业能够在生产过程中实现更加智能化、精确化的控制。