汇川MD330变频器说明书.docx

1、汇川MD330变频器说明书张力控制专用变频器MD330用户手册ver：）第一章概述本手册需与MD32C用户手册配合使用。本手册仅介绍与卷曲张力控制有关的部分, 其他的基本功能请参考MD32C用户手册。当张力控制模式选为无效时，变频器的功能与 MD32C完全相同。在没F0组中频MD33C用于卷曲控制，可以自动计算卷径，在卷径变化时仍能够获得恒张力效果 有卷径变化的场合实现恒转矩控制，建议使用 MD32（变频器。选用张力控制模式后，变频器的输出频率和转矩由张力控制功能自动产生，率源的选择将不起作用。第二章张力控制原理介绍、典型收卷张力控制示意图图2带浮动辊张力反馈收卷二、张力控制方案介绍 对张力的

2、控制有两个途径，一是可控制电机的输出转矩，二是控制电机转速，对应这 两个途径，MD33敢计了两种张力控制模式。A、开环转矩控制模式 开环是指没有张力反馈信号，变频器仅靠控制输出频率或转矩即可达到控制目的，与 开环矢量或闭环矢量无关。转矩控制模式是指变频器控制的是电机的转矩，而不是频率， 输出频率是跟随材料的速度自动变化。根据公式F=T/R （其中F为材料张力，T为收卷轴的扭矩，R为收卷的半径），可看出， 如果能根据卷径的变化调整收卷轴的转矩，就可以控制材料上的张力，这就是开环转矩模 式控制张力的根据，其可行性还有一个原因是材料上的张力只来源于收卷轴的转矩，收卷 轴的转矩主要作用于材料上。MD系

3、列变频器在闭环矢量（有速度传感器矢量控制）下可以准确地控制电机输出转矩， 使用这种控制模式，必须加装编码器（变频器要配 PG卡）。与开环转矩模式有关的功能模块：1、 张力设定部分：用以设定张力，实际使用中张力的设定值应与所用材料、卷曲成型 的要求等实际情况相对应，需由使用者设定。张力锥度可以控制张力随卷径增加而递减， 用于改善收卷成型的效果。2、 卷径计算部分：用于计算或获得卷径信息，如果用线速度计算卷径需用到线速度输 入功能部分，如果用厚度累计计算卷径需用到厚度累计计算卷径相关参数功能部分。3、 转矩补偿部分：电机的输出转矩在加减速时有一部分要用来克服收（放）卷辊的转 动惯量，变频器中关于惯

4、量补偿部分可以通过适当的参数设置自动地根据加减速速率进行 转矩补偿，使系统在加减速过程中仍获得稳定的张力。摩擦补偿可以克服系统阻力对张力 产生的影响。B闭环速度控制模式 闭环是指需要张力（位置）检测反馈信号构成闭环调节，速度控制模式是指变频器根 据反馈信号调节输出频率，而达到控制目的，速度模式变频器可工作在无速度传感器矢量 控制、有速度传感器矢量控制和 V/F 控制三种方式中的任何一种。该控制模式的原理是通过材料线速度与实际卷径计算一个匹配频率设定值 f1 ，再通过 张力（位置）反馈信号进行 PID 运算产生一个频率调整值 f2 ，最终频率输出为 f=f1+f2 。f1 可以基本使收（放）卷辊

5、的线速度与材料线速度基本匹配，然后 f2 部分只需稍微调整 即可满足控制需求，很好地解决了闭环控制中响应快速性和控制稳定性地矛盾。这种模式下，张力设定部分无效，在 FA-00PID 给定源中设定系统控制的目标值，控制的结果是使张力（位置）的反馈信号稳定在PID的给定值上。特别注意，在用位置信号（如 张力摆杆、浮动辊）做反馈时，改变设定值（PID给定）不一定能够改变实际张力的大小， 改变张力的大小需要更改机械上的配置如张力摆杆或浮动辊的配重。与闭环速度模式有关的功能模块：1、 PID部分：主要在FA组设定，FH组中第二组PID参数可以起到辅助作用。在其他 部分都设定无误后，最终的控制效果需要调整

6、 PID参数。2、 线速度输入部分：这部分比较重要，有两个作用，一是通过线速度计算变频器的匹 配频率（见上面的描述） ，二是可通过线速度计算卷径。3、 卷径计算部分：计算实际卷径，变频器获取线速度和实际卷径后可以获取变频器的 匹配频率。当用线速度计算卷径时，若变频器算得的卷径与实际卷径有偏差，说明 线速度输入有偏差，通过卷径计算结果可以修正线速度输入。注意一点的是用线速 度和卷径计算的匹配频率值并非变频器的实际输出频率，用线速度和运行频率计算 卷径时用到的运行频率是变频器的实际输出频率，所以逻辑上并不矛盾。4、 第二组PID参数部分：当只用一组PID参数无法满足全程的控制效果时，可以利用 第二

7、组PID参数，例如在小卷时调整第一组 PID参数获得较好效果，满卷时调整第 二组 PID 参数获得较好效果，这样在全程就能都达到较好效果。第二章功能参数表功能码名称设定范围最小单位岀厂设定值更改控制模式选择FH-00张力控制模式0 :无效1:开环转矩控制模式2:闭环速度控制模式3:闭环转矩控制模式4:恒线速度控制模式5:无差速器旋臂绞模式10XFH-01卷曲模式0 :收卷1 :放卷10OFH-02放卷反向收紧选择0:不允许启动时不允许主动反方向收紧材料1 :允许启动时允许主动反方向收紧材料10OFH-03机械传动比O张力设定部分FH-04张力设定源0: FH-05设定1: AI1设定2: AI

8、2设定3: AI3设定4: PULS脉冲输入设定5 :通讯设定10XFH-05张力设定030000N10XFH-06最大张力030000N10XFH-07零速张力提升%OFH-08零速阀值020% （最大频率）1%0%OFH-09张力锥度%X卷径计算部分FH-10卷径计算方法选择0 :通过线速度计算1:通过厚度累计计算2 : AI1输入3: AI2输入4: AI3输入5: PULS输入10XFH-11最大卷径1 10000mm1500XFH-12卷轴直径1 10000mm1100XFH-13初始卷径源0 : FH-12FH-15 设定1: AI1设定2: AI2设定3: AI3设定10XFH-

9、14初始卷径11 10000mm1mm100mmO功能码名称设定范围最小单位岀厂设定值更改FH-15初始卷径21 10000mm1mm100mmOFH-16初始卷径31 10000mm1mm100mmoFH-17卷径滤波时间oFH-18卷径当前值1 10000mmo厚度累计计算卷径相关参数FH-19每圈脉冲数16000011oFH-20每层圈数11000011oFH-21材料厚度设定源0 :数字设定1: AI1设定2: AI2设定3: AI3设定10oFH-22材料厚度0oFH-23材料厚度1oFH-24材料厚度2oFH-25材料厚度3oFH-26最大厚度o线速度输入部分FH-27线速度输入源

10、0:无输入1: AI12: AI23: AI34: PULS输入5 :通讯设定10oFH-28最大线速度 MinMinMinoFH-29卷径计算最低线速度 MinMinMinoFH-30线速度实际值 Mino张力补偿部分FH-31补偿系数自学习转矩设定%oFH-32补偿自学习动作0:无操作1 :开始辨识自学习结束后自动恢复到010oFH-33机械惯量补偿系数11000010oFH-34材料密度0 60000Kg/mA31Kg/mA30Kg/mA3oFH-35材料宽度0 60000mm1mm0mmoFH-36摩擦补偿系数%o断料自动检测参数FH-37断料自动检测功能选择0 :无效1 :有效10X

11、功能码名称设定范围最小单位岀厂设定值更改FH-38断料自动检测最低频率OFH-39断料自动检测误差范围%OFH-40断料自动检测判断延时O第二组PID参数FH-41比例增益P2OFH-42积分时间I2OFH-43微分时间D2OFH-44PID参数自动调整依 据0 :只用第一组PID参数1:根据卷径调节2:根据运行频率调节3:根据线速度调节10O自动换卷参数FH-45预驱动速度增益+ %OFH-46预驱动转矩限幅选 择0: F2-09 设定1 :根据张力设定限幅10OFH-47预驱动转矩增益+ %OFH-48张力锥度源选择0: FH-09设定1: AI1设定2: AI2设定3: AI3设定10O

12、FH-49张力闭环控制调节限幅%OFH-50张力闭环控制调节限幅偏置%OFH-51高速力矩补偿系数+ %OFH-52补偿依据0 :频率1 :线速度10OFH-53对外锥度控制最大 输岀设定源0: FH-54设定1: AI1设定2: AI2设定3: AI3设定10OFH-54对外锥度控制最大 输岀数字设定%OFH-55预驱动卷径计算选 择0:计算1 :停止计算10OFH-56预驱动结束后卷径计算停止延迟时间OFH-57张力提升比例%O功能码名称设定范围最小单位岀厂设定值更改FH-58线速度设定源0: AI1设定1: AI2设定2: AI3设定3:脉冲频率（PULSE 设定4:通讯设定10OFH-

13、59锥度补偿修正量1 10000mm1mm0OFH-60闭环张力控制张力锥度起效选择0 :锥度有效1 :锥度无效10OFH-61锥度拐点10 10000mm1mm0OFH-62张力锥度1%OFH-63锥度拐点20 10000mm1mm0OFH-64张力锥度2%OFH-65锥度模式0 :曲线锥度1 :直线锥度10OFH-66卷径运行中复位选 择0 :运行中不能复位1:运行中可以复位10OFH-67旋臂绞绞弓速度输入源0:无输入1: AI12: AI23: AI34 :通讯给定10OFH-68高低档比例OFH-69卷径计算限制选择0:不限制1:限制反方向增长FH-70卷径变化限制0, 19mm/s

14、0 无限制输入输出选择F7-04运行显示选择BIT13 :卷径BIT14 :设定张力F7-05停机显示选择BIT10 :张力设定BIT11 :卷径当停机时切换显示至卷径时可通过UP/DOW端子或按键修改卷径F5-07F5-09模拟输出选择12:对外锥度控制输岀13:卷径输出：0100%对应0最大卷 径14:张力实际值（锥度计算后）F4-00DI1端子功能选择31:卷径复位XF4-01DI2端子功能选择32:初始卷径选择端子1XF4-02DI3端子功能选择33:初始卷径选择端子2XF4-03DI4端子功能选择34:预驱动输入端子X功能码名称设定范围最小单位岀厂设定值更改F4-04DI5端子功能选

15、择35:计圈信号36:转矩记忆37：记忆转矩使能38：收放卷切换39：卷径计算停止40：厚度选择端子141:厚度选择端子242：张力控制禁止端子43：转矩提升端子44：45：高低档切换端子XF4-05DI6端子功能选择XF4-06DI7端子功能选择XF4-07DI8端子功能选择XF4-08DI9端子功能选择XF4-09DI10端子功能选择X第四章参数说明控制模式选择部分FH-00张力控制模式0:无效01 :开环转矩控制模式2 :闭环速度控制模式3:闭环转矩控制模式4:恒线速度控制模式用此参数进行张力控制模式选择：0、不选择张控制模式。张力控制无效，变频器与通用变频器相同。1、 开环转矩控制模式

16、：无需张力检测和反馈，变频器通过控制输出转矩，控制材料上的张力。变频 器控制输出转矩，需要在有速度传感器矢量控制下才能获得比较好的控制效果。2、 闭环速度模式：需要张力检测和反馈，变频器通过 PID闭环控制输出频率，使张力达到设定的张力。变频器控制输出频率，其控制方式可为无速度传感器矢量控制或 V/F控制或闭环矢量控制其中任何一种。3、 闭环转矩控制模式：需要张力检测和反馈，变频器通过 PID闭环控制输出转矩，使张力达到设定的张力。变频器控制输出转矩，其控制方式应为闭环矢量控制方式（有速度传感器矢量控制） 。4、 恒线速度控制方式：一种特殊的应用方式，目的是不需要 PID调整即可进行恒线速度控

17、制，比一 般的闭环控制运行更为平稳，对一些需要运行平稳且不需快速调节线速度的场合比较适用。控制方法是通过设定的线速度和当前卷径控制变频器输出频率，卷径的计算与其他的张力控制方式 相同。典型应用：FH-58选择线速度设定方式，用来设定目标线速度， FH-27选择实际线速度检测方式，FH-10选择卷经计算方法为线速度计算法。FH-01卷曲模式0 :收卷01 :放卷选择卷曲模式，可与收放卷切换端子配合使用，当收放卷切换端子无效时，实际的卷曲模式与此功能码设置相同，当收放卷切换端子有效时，实际的卷曲模式与此功能码设置相反。张力方向与收放卷的关系：张力方向固定为收卷张力的方向，与非张力控制时的运转方向一

18、致，收放卷切换时只需更改 FH-01或用收放卷切换端子切换，而不需同时改变正反转运行指令。注意：放卷控制时力的方向与系统运行的方向是相反的，同样的，空载时的运行方向也与正常放卷 的方向相反。FH-02放卷反向收紧选择0:不允许启动时不允许主动反方向收紧材料1 :允许启动时允许主动反方向收紧材料0选择放卷控制时是否允许电机反方向旋转主动将材料收紧，如果选择不允许，则放卷控制只有在材 料向前运行时，变频器才输出转矩。放卷时还可以通过设定上限频率来限制反向收紧时的频率。FH-03机械传动比机械传动比=电机转速/卷轴转速在张力控制时必须正确设定机械传动比。张力设定部分：此部分只与开环转矩模式有关，闭环

19、速度模式是通过 PID的设定源设定的，见 MD320用户手册中的FA组功能码的说明FH-04张力设定源0:FH-05设定01 :AI1设定2 :AI2设定3:AI3设定4:PULS脉冲输入设定5:通讯设定此参数决定张力的控制源：0 :张力为数字设定，具体数值在 FH-05中设置。1 : AI1，2 : AI2，3 : AI3 张力通过模拟量来设定如通常用电位器来设定张力。选择模拟量设定张力时，一定要设定最大张力。通常模拟量设定的最大值对应最大张力。4:张力设定通过脉冲输入来设定。脉冲输入端子必须为 DI5端子。选择脉冲设定张力时，一定要设定最大张力。通常最大脉冲设定的最大值对应最大张力。5:通

20、讯设定。当用上位机进行控制时，可用通讯方式来设定张力。用通讯设定张力有两个途径，一是更改 FH-05的参数值，这样 FH-04应设为0;二是通过通讯地址1000H进行设定，FH-04应设为5, 1000H设定的内容为010000代表最大张力的 0%100%FH-05张力设定030000N0当FH-04选择为0时，变频器所控制的张力由此参数决定。FH-06最大张力030000N0当FH-04选择张力源为模拟量控制或脉冲控制时，此参数确定模拟量最大值或脉冲最大时所对应的张力。FH-07零速张力提升%设定系统在零速时的张力。主要用于在起动时克服静摩擦力或在系统零速时保持一定的张力。当控 制小张力，启

21、动困难时可适当增加此参数的设定值。FH-08零速阀值020% （最大频率）0%当变频器运行速度在此参数所设定的速度以下时，认为变频器处于零速工作状态。FH-09张力锥度%此参数只用于收卷控制。在收卷过程中，有时需要张力随着卷径的增在而相应降低，以保证材料卷曲成型较好。张力锥 度的公式为：F=F0*1-K*1- （ D0+ D1） /（D+D1） 其中F为实际张力，F0为设定张力，DC为卷轴直径，D为实际卷径，D伪FH-59设定的张力锥度补偿修正量，K为张力 锥度。张力锥度补偿修正量可以延缓张力下降曲率。卷径计算部分卷径是卷曲控制中必要的参数， 两种张力控制模式中，开环转矩模式需要通过卷径来控制

22、输出转矩；闭环速度模式需要通过卷径来获得与线速度相匹配的输出频率。FH-10卷径计算方法选0:通过线速度计算0择1 :通过厚度累计计算2 :AI1输入3:AI2输入4:AI3输入5:PULS输入0:通过线速度计算：线速度来源见下面的线速度输入部分的说明，变频器根据线速度和变频器的 输出频率可将卷径算出，此种方法优点是与材料厚度无关且可以获得系统的加速度。1:通过厚度累计计算：需要设定材料的厚度，变频器根据计圈信号累计计算卷径，收卷时为递加, 放卷时为递减。相关功能见下面的厚度累计计算卷径相关参数部分。2: AI1输入3: AI2输入4: AI3输入5: PUSLE输入当用卷径检测传感器检测卷径

23、时，该参数选择该卷径传感器的输入通道。 。FH-11最大卷径1 10000mm1500当卷径源FH-10选择为2、3、4、5时，必须设定参数。其最大输入量与最大卷径相对应。同时变 频器自身计算卷径时，计算的卷径受此参数限制。FH-12卷轴直径1 10000mm1100设定卷轴的直径，若因为参数设定不当，变频器自身计算卷径低于此值时，受该参数的限制。FH-13初始卷径源0:FH-14FH-16 设定101 :AI1设定2 :AI2设定3:AI3设定选择初始卷径的输入通道。0:由FH-14FH-16可数字设定三个初始卷径。1： AI1 2 : AI2 3 : AI3 初始卷径通过模拟量来确定，选择

24、模拟量输入的不同的端口。放卷时可选择一个端子设为初始卷径选择端子 1,与COM常接，将初始卷径设到 FH-14里，如此卷径复位时就可以复位成放卷的初始卷径说明：卷径的起始值可以通过两个多功能端子来确定。如选择用 DI3、DI4两个端口来决定起始卷径的值。将DI3端口参数F4-02设为32 （初始卷径选择端子 1），将DI4端参数设为33 （初始卷径选择 端子2），初始卷径选择关系如下：DI4DI3初始卷径源00由FH-12决定01由FH-14决定10由FH-15决定11由FH-16决定当需要初始卷径不从空心卷径开始算起时， 可用此功能。系数默认为初始卷径为 FH-12即空心卷径。FH-14初始

25、卷径11 10000mm100mmFH-15初始卷径21 10000mm100mmFH-16初始卷径31 10000mm100mm设定三个不同的初始卷径，并通过多功能端子的状态进行确定。FH-17卷径滤波时间*加长卷径滤波时间，可防止卷径计算（或输入）的结果产生较快的变化。FH-18卷径当前值1 10000mm实时显示当前的卷径值。 通过此参数可以了解当前实际的卷径。 也可以通过修改此参数来设置启动时的卷径。厚度累计计算卷径相关参数仅在卷径源FH-10设定为1时，即通过厚度累计计算获得时，和此组参数相关。FH-19每圈脉冲数1600001是指卷轴旋转一圈，计圈信号产生多少个脉冲数。FH-20每层圈数1 100001是指材料绕满一层，卷轴转的圈数，一般用于线材。FH-21材料厚度设定源0:FH-22设定01:AI1设定2:AI2设定3:AI3设定设定材料厚度的来源。0:材料厚度为数字设定，在 FH-22FH-25中设定。1： AI1，2 : AI2，3 : AI3 确定材料