丹佛斯 FC360 变频器在放线架控制上的应用

工艺介绍

放线架的主要机械结构如下图所示：

如图中所示；设备主要包含导轮支架，0-10V电位器，收卷电机，丹佛斯FC360变频器。FC360根据摆杆位置反馈控制放卷电机的转速快慢和方向正反，使得放线速度和牵引速度保持同步，并使得摆杆在某个位置稳定，放线速度稳定恒速。

应用案例

1、应用一

1）工艺要求

a、启动时，放卷电机能反转，线缆进行预紧，保持摆杆在50%位置稳定；

b、稳定、快速的PID调节性能，迅速响应主机速度变化

c、断线停机机制

d、停机时进行电流夹持，位置稳定

此要求适用于小型放线架。

2）FC360变频器接线图

3）控制方案

FC360控制模式（P1-00）采用闭环过程控制方式，主给定来自变频器本身多段速度当前预置值，反馈信号来自摆杆所连接的电位器信号0-10VDC（端子50、53、55接的电位器），过程控制反馈源（P7-20参数）选择53号端子，这样可以实现PID的双向作用。PID的作用方向选择反作用，因为这是一个正反馈系统。

丹佛斯FC360变频器在过程控制时给定是以工程量为单位的，本事例是以%为单位的，这样就很方便的将摆杆最大位置设定为100%（对应于摆杆电位计10VDC）。摆杆50%位置为PID的给定，因此在变频器参数P3-10.0中设置50%为预置位置，并将P1-62参数设为0，在运行过程中，摆杆位置将会稳定在50%位置。

放线过程中，FC360根据反馈位置与预置位置进行PID调节运算，确定电机的转速与转向。当出现断线情况，摆杆由于重力作用将下落，位置反馈值会超出设定的允许范围。如果将变频器的继电器的输出功能设为“反馈值超出范围”，这时继电器就会动作。根据接线图1，继电器动作时，端子01/03将断开，断开自动运行控制回路，变频器将会立即停止输出，同时端子01/02将闭合，将报警信号送给上位机。

放线架开机时，操作人员先将运行开关打到“ON”的位置，然后一边穿线一边手动将摆杆位置移动到正常运行位置范围内，解除继电器的警告输出，变频器就能启动运行了。

应客户需求，需要在正常停机时，线缆依然保持静止状态，放卷盘不会被线缆或者其他机构拖着转动，因此停机时变频器要对电机输出直流电。FC360实现此功能，要在参数P1-80（停机功能）中选择“直流夹持”，并在参数P2-00（直流夹持电流）中设置恰当的直流夹持电流值。

FC360通过设置相关参数，不需要太多额外设备，即可满足客户的需求。

2、应用二

1）工艺要求

a、启动时，放卷电机能低速反转，线缆进行预紧，保持摆杆在50%位置稳定；

b、扩展PID，双向，反转限速40%；

c、放线运行时禁止升降动作；

d、运行以后，延时5秒，起动断线检测功能，断线自动停机。

2）、FC360变频器接线图

3）控制方案

FC360控制模式（P1-00参数）采用扩展PID控制方式，主给定来自变频器本身多段速度当前预置值，反馈信号来自摆杆所连接的电位器信号0-10VDC（端子50、53、55接的电位器），控制反馈源（P7-20参数）选择53号端子，这样可以实现PID的双向作用。根据客户要求，电机反转时收线速度不可过快，将反转速度限制在40%，设置P7-41参数为-40%。

摆杆50%位置为PID的给定，因此在变频器参数P3-10.0中设置50%，并将变频器的转差补偿（参数P1-62）设为0，在运行过程中，摆杆位置将会稳定在50%位置。

此应用事例中，放线架配置了升降台，用于装载和卸下放卷盘，升降台只允许在放卷停机时进行操作。为避免在运行过程中误操作升降台，使用FC360的继电器2在运行时输出一个信号给控制升降台回路中的继电器，放卷运行时断开升降控制回路，从而保证升降机不被启动。

断线停机功能要靠变频器的采用SLC逻辑辅助完成。SLC逻辑流程如下，18号端子闭合后，变频器运行，并开启时间继电器0时间，时间继电器0延时时间到并检测到反馈值超出范围，则停机。运行过程中端子27断开，也停机。

在LogicRule1中，首先根据位置反馈信号，判断当前位置是否在正常运行位置范围内（整个机械行程80%位置内）。

在判断超出设定位置时，输出信号和设定的延时进行&逻辑判断，再结合当前启动运行状态进行&逻辑判断，然后输出1给下一个流程。

与此同时，LogicRule1判断27号端子的状态，27号端子闭合时，输出0，相反27号端子断开时输出1。

在LogicRule2中根据LogicRule0和LogicRule1输出的信号判断是否停机，断线时，摆杆当前位置超出设定的运行位置，FC360变频器会停止输出，放卷电机减速停机。正常停机时断开27号端子，FC360也会停止输出，放卷电机减速停机。重新起动时，只有再按一下启动按钮即可。

实际运行中，发现在放线架已起动而主机未起动时，为将摆杆控制在50%位置，电机可能会出现轻微的正反转振荡现象，说明高速时的PID参数不适用于低速或零速时的PID调解。根据理论低速时应适当降低PID调解的增益系数，因此将相关的参数P7-43（最小速度时的增益调整）设为40%，问题即解决问题。

3、应用三

1）工艺要求

a、启动时，放卷电机能反转，线缆进行预紧，保持摆杆在50%位置稳定

b、稳定的双向PID

c、手动正、反转点动功能

d、升降台未到下限位禁止运行

e、断线停机机制此要求适用于较大型的放线架。

2）FC360变频器接线图

FC360控制模式（P1-00）采用闭环过程控制方式，主给定来自变频器本身多段速度当前预置值，反馈信号来自摆杆所连接的电位器信号0-10VDC（端子50、53、55接的电位器），过程控制反馈源（P7-20参数）选择53号端子，这样可以实现PID的双向作用。

丹佛斯FC360变频器在过程控制时给定是以工程量为单位的，本事例是以%为单位的，这样就很方便的将摆杆最大位置设定为100%（对应于摆杆电位计10VDC）。摆杆50%位置为PID的给定，因此在变频器参数P3-10.0中设置50%，并将P1-62参数设为0，在放线运行过程中，摆杆位置将会稳定在50%位置。

在实际生产过程中，客户需要带有手动正反点功能，FC360变频器具有端子功能可自由定义，定义19号端子为反转，32号端子为点动。设置好点动速度后，32端子闭合时，电机按照设定的点动速度进行正向点动，19和32号端子同时闭合时，电机反向点动。

并且该放线架带有升降台，为避免在升降台未下降到最低端时启动放卷电机而损坏机械结构。在升降台没有下降到最低位置时，KA2不闭合，控制回路断开，启动按钮按下，变频器不会接收到启动信号，不会产生相应的动作。从而保证升降台未下至最低端收卷电机无法启动。

断线停机功能通过SLC逻辑辅助完成。SLC逻辑流程图如下，LogicRule0判断是否符合启动条件，LogicRule1判断是否符合停止条件。

LogicRule0判断是否符合启动条件。在18号端子和27号端子同时闭合时，经过&逻辑，输出1给下一流程，在经过OR逻辑判断输出1。满足启动条件，变频器开始运行。

LogicRule1判断是否符合停止条件。在运行过程中，如果按下停止按钮，27号端子断开，经过逻辑判断，满足停机要求，变频器将停止输出。

起动时，由于摆杆处于报警位置，操作人员需通过正、反转点动，将摆杆调整到中间位置，然后才能正常起动。

小结

文章中介绍了三种FC360应用的实例，适用于各种规格的放线架，断线停机采用了不同的机制，操作方式也各不相同。但最后都能完美地控制放卷盘稳定运行。

感谢上海津信变频器有限公司提供本文内容。