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一、問題現(xiàn)狀：
福建省某印染公司因復合涂布機設備使用年限已久，導致電控柜內(nèi)部一些工控產(chǎn)品（變頻器：艾默生UNI1404）損壞，直接影響設備停機，無法生產(chǎn)產(chǎn)品。因該變頻器是十幾年前的產(chǎn)品，已停產(chǎn)且配件亦無處購買，故無法修復，需進行改造。
二、改造方案：
為使該設備恢復正常生產(chǎn)，制定方案如下：
對該設備電控柜內(nèi)變頻器進行更換改造，更換產(chǎn)品為安川A1000系列變頻器。通過與PLC、人機界面通信，實現(xiàn)啟停控制、參數(shù)設定、狀況監(jiān)控、異常報警等功能。
三、改造要求：
1、主電機和復合電機需同步控制；
2、放卷電機和收卷電機做張力控制；
3、各變頻器與PLC之間實現(xiàn)通信功能。
四、改造配置：
序號
| 參數(shù)
| 主電機
| 復合電機
|
1
| 電機
| 7.5KW/4極
| 4.0KW/4極
|
2
| 編碼器
| LMA-250BM-C05D
| LMA-250BM-C05D
|
3
| 變頻器
| CIMR-AB4A0023AAA(7.5KW)
| CIMR-AB4A0018AAA(5.5KW)
|
4
| PG卡
| PG-X3
| PG-X3
|
序號
| 參數(shù)
| 放卷電機
| 收卷電機
|
1
| 電機
| 2.2KW/4極
| 2.2KW/4極
|
2
| 編碼器
| LMA-250BM-C05D
| LMA-250BM-C05D
|
3
| 變頻器
| CIMR-AB4A0007AAA(2.2KW)
| CIMR-AB4A0007AAA(2.2KW)
|
4
| PG卡
| PG-X3
| PG-X3
|
五、改造過程：
1、選型：
根據(jù)原電機、編碼器、變頻器和PG卡的型號、接線方式及相關參數(shù)，選擇安川相應的變頻器（A1000）和PG卡（PG-X3）。
2、拆卸：
記錄并標識各變頻器的接線作用，按順序拆下變頻器。
3、安裝：
安裝并固定好各變頻器，并將PG-X3裝入變頻器CN5-C插口。
4、接線：
4.1 變頻器控制回路接線
4.2 PG卡接線（編碼器電源為DC5V）
4.3 RS485通信接線（2-wire 1:N）
5、調(diào)試步驟：
5.1 上電前檢查變頻器接線是否正確，編碼器接線是否對應。
5.2 確認電機是否脫離減速機，做電機自學習功能，選擇控制模式A1-02=3（帶PG矢量控制），進入變頻器菜單
模式后顯示：T1-01=0（旋轉(zhuǎn)型自學習），T1-02~T1-08按電機參數(shù)和編碼器參數(shù)進行設置。輸入電機銘牌值后，變頻器最后提示：
，按
運行自學習開始。若接上編碼器做自學習后，變頻器報電機方向故障，此時可以將參數(shù)F1-05更改為1（B 相超前）。自學習結束后變頻器顯示自學習完畢
。可以看到E2（電機1的設定參數(shù)）電機參數(shù)和以前有變化，說明自學習成功。
5.3 自學習結束后，接上負載運行變頻器看U1-01（頻率指令）與U1-02（輸出頻率）是否正常，包括電機方向信號。
5.4 主電機和復合電機做速度控制（d5-01=0時），確認正反轉(zhuǎn)是否正常。同時注意監(jiān)視參數(shù)U1各參數(shù)是否正常。如果速度控制時不正常，檢查編碼器和相關參數(shù)設置是否正確。
5.5 放卷電機和收卷電機做轉(zhuǎn)矩控制（d5-01=1時），設定端子A1功能選擇為轉(zhuǎn)矩指令/速度限制時轉(zhuǎn)矩極限（H3-06=13時）。如果出現(xiàn)電機只有正轉(zhuǎn)無反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)時無信號反饋不正常（U1-02不等于U1-01），此時可以將電機轉(zhuǎn)矩極性取反。具體做法：①將參數(shù)外部轉(zhuǎn)矩指令的極性反轉(zhuǎn)指令（H1-07=78時）；②變頻器多段速接線S2、S7，短接后引出一根線接開關，SC引出一根線接開關另一端，當變頻器正轉(zhuǎn)運行時開關斷開，當變頻器需要反轉(zhuǎn)時開關閉合。變頻器運行時可以監(jiān)視參數(shù)U1-09轉(zhuǎn)矩指令是否在正常范圍。
6、對PLC和人機界面程序修改，控制變頻器運轉(zhuǎn)及與變頻器通信。實現(xiàn)啟停控制、參數(shù)設定、狀況監(jiān)控、異常報警等功能。
7、開機試運行及調(diào)試，實現(xiàn)多臺電機同步及張力需要。
用變頻器做恒定張力控制的實質(zhì)是閉環(huán)矢量控制，即加編碼器反饋。對收卷來說，收卷的卷徑是由小到大變化的，為了保證恒定張力，所以要求電機的輸出轉(zhuǎn)矩要由小到大變化。同時在不同的操作過程，要進行相應的轉(zhuǎn)矩補償。即小卷啟動的瞬間、加速、減速、停車，大卷啟動時，要在不同卷徑時進行不同的轉(zhuǎn)矩補償(H3-06=14時)，這樣就能使得收卷的整個過程很穩(wěn)定，避免小卷時張力過大，大卷啟動時松紗的現(xiàn)象。
8、產(chǎn)品投入加工，達到改造目的。
放卷 收卷
福建省某印染公司，應用我司A1000型變頻器對該廠復合涂布設備進行改造，經(jīng)過技術改造以后，工藝可控性和產(chǎn)品合格率明顯改善，生產(chǎn)效率和能源利用得到提高，取得了可觀的經(jīng)濟效益。
六、參數(shù)設定：
序號
| 參數(shù)
| 名稱
| 主電機
| 復合電機
| 放卷電機
| 收卷電機
|
1
| A1-02
| 控制模式選擇
| 03：帶PG矢量控制
| 03：帶PG矢量控制
| 03：帶PG矢量控制
| 03：帶PG矢量控制
|
2
| b1-01
| 頻率指令選擇
| 02：MEMOBUS通信
| 02：MEMOBUS通信
| 02：MEMOBUS通信
| 02：MEMOBUS通信
|
3
| b1-02
| 運行指令選擇
| 01：控制回路端子（順控輸入）
| 01：控制回路端子（順控輸入）
| 01：控制回路端子（順控輸入）
| 01：控制回路端子（順控輸入）
|
4
| b5-01
| PID控制的選擇
| 0:PID控制無效
| 3：PID控制有效（頻率指令+PID輸出，對偏差進行D控制）
| 1：PID控制有效（對偏差進行D控制）
| 1：PID控制有效（對偏差進行D控制）
|
5
| b5-02
| 比例增益（P）
| 出廠值
| 1.20
| 3.00
| 1.00
|
6
| b5-03
| 積分時間（I)
| 出廠值
| 8.0
| 1.5
| 5.0
|
7
| b5-05
| 微分時間（D）
| 出廠值
| 0.00
| 0.00
| 0.00
|
8
| b5-06
| PID的上限值
| 出廠值
| 1.2
| 100.0
| 20.0
|
9
| b5-09
| PID輸出的特性選擇
| 0：PID的輸出為正特性
| 1：PID的輸出為反特性（使輸出符號取反）
| 0：PID的輸出為正特性
| 1：PID的輸出為反特性（使輸出符號取反）
|
10
| C1-01
| 加速時間1
| 150.0
| 40.0
| 80.0
| 10.0
|
11
| C1-02
| 減速時間1
| 50.0
| 30.0
| 80.0
| 10.0
|
12
| d1-01
| 頻率指令1
| 0.70
| 2.00
|
|
|
13
| d5-01
| 轉(zhuǎn)矩控制選擇
| 0：速度控制
| 0：速度控制
| 1：轉(zhuǎn)矩控制
| 1：轉(zhuǎn)矩控制
|
14
| d5-03
| 速度極限選擇
| 1：通過b1-01（頻率指令選擇1）的設定值進行限制
| 1：通過b1-01（頻率指令選擇1）的設定值進行限制
| 2：通過d5-04（速度極限）的設定值進行限制
| 2：通過d5-04（速度極限）的設定值進行限制
|
15
| d5-04
| 速度極限
| 0
| 0
| 85
| 100
|
16
| d5-05
| 速度極限偏置
| 10
| 10
| 90
| 100
|
17
| E2-01
| 電機額定電流
| 15.41
| 5.77
| 5.00
| 5.00
|
18
| E2-02
| 電機額定滑差
| 4.38
| 3.78
| 2.10
| 2.00
|
19
| E2-03
| 電機的空載電流
| 1.97
| 1.89
| 1.78
| 1.78
|
20
| E2-04
| 電機的極數(shù)
| 4
| 4
| 4
| 4
|
21
| E2-05
| 電機線間電阻
| 3.570
| 7.812
| 5.178
| 5.324
|
22
| E2-06
| 電機漏電感
| 40.0
| 32.2
| 16.9
| 16.8
|
23
| E2-11
| 電機額定容量
| 7.50
| 4.00
| 2.20
| 2.20
|
24
| F1-01
| PG1的脈沖數(shù)
| 2500
| 2500
| 2500
| 2500
|
25
| F1-05
| PG1旋轉(zhuǎn)方向設定
| 0：電機正轉(zhuǎn)時，A相超前
| 0：電機正轉(zhuǎn)時，A相超前
| 0：電機正轉(zhuǎn)時，A相超前
| 0：電機正轉(zhuǎn)時，A相超前
|
26
| F1-06
| PG1的輸出分頻比
| 1
| 1
| 1
| 1
|
27
| H1-01
| 端子S1的功能選擇
| 0040：正轉(zhuǎn)運行指令
| 0040：正轉(zhuǎn)運行指令
| 0040：正轉(zhuǎn)運行指令
| 0040：正轉(zhuǎn)運行指令
|
28
| H1-02
| 端子S2的功能選擇
| 0041：反轉(zhuǎn)運行指令
| 0041：反轉(zhuǎn)運行指令
| 0041：反轉(zhuǎn)運行指令
| 0041：反轉(zhuǎn)運行指令
|
29
| H1-07
| 端子S7的功能選擇
| 出廠值
| 出廠值
| 0078：外部轉(zhuǎn)矩指令的極性反轉(zhuǎn)指令
| 0078：外部轉(zhuǎn)矩指令的極性反轉(zhuǎn)指令
|
30
| H2-01
| 端子M1-M2的功能選擇（接點）
| 出廠值
| 0001：輸出頻率不高于E1-09(最低輸出頻率）
| 出廠值
| 出廠值
|
31
| H3-02
| 端子A1功能選擇
| 000B：PID反饋
| 出廠值
| 13：轉(zhuǎn)矩指令/速度限制時轉(zhuǎn)矩極限
| 13：轉(zhuǎn)矩指令/速度限制時轉(zhuǎn)矩極限
|
32
| H3-03
| 端子A1輸入增益
| -5.0
| 107.0
| 出廠值
| 出廠值
|
33
| H3-06
| 端子A3功能選擇
| 出廠值
| 000B：PID反饋
| 14：轉(zhuǎn)矩補償
| 14：轉(zhuǎn)矩補償
|
34
| H3-07
| 端子A3輸入增益
| 出廠值
| 出廠值
| -20.0
| -1.0
|
35
| H4-01
| 端子FM監(jiān)視選擇
| 105：顯示檢出的電機速度
| 出廠值
| 出廠值
| 出廠值
|
36
| H4-04
| 端子AM監(jiān)視選擇
| 109：顯示矢量控制時的內(nèi)部轉(zhuǎn)矩指令值
| 103：顯示輸出電流
| 113：顯示端子A1的電壓
| 103：顯示輸出電流
|
37
| H4-05
| 端子AM監(jiān)視增益
| 出廠值
| 100.0
| 121.0
| 出廠值
|
38
| H4-06
| 端子AM監(jiān)視偏置
| 出廠值
| 7.0
| 出廠值
| 出廠值
|
39
| H5-01
| 從站地址
| 0001
| 0002
| 0003
| 0006
|
40
| H5-02
| 通信速度的選擇
| 3：9600bps
| 3：9600bps
| 3：9600bps
| 3：9600bps
|
41
| H5-03
| 通信校驗的選擇
| 1：偶數(shù)校驗
| 1：偶數(shù)校驗
| 1：偶數(shù)校驗
| 1：偶數(shù)校驗
|
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