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900係列變頻器在收卷機排線裝置中的應用方(fāng)案
發布時間(jiān):2025-04-02 16:06:10 | 瀏覽量:419

收卷機(jī)和排線裝(zhuāng)置中變頻器的應用方案(àn)

收卷(juàn)機和(hé)排線裝置主要用(yòng)於在收卷過程中確保材料(如紙張、薄膜、線材等)整齊、均勻地排列在卷筒上,避(bì)免出現堆疊或偏移。以下結合(hé)工藝設備流程,詳細說明變頻器的應用方案,包括電(diàn)機選擇、接線方式、參數設置、控製邏輯,以及是否需(xū)要(yào)PLC、觸摸屏(píng)或工(gōng)控機的配合。


1. 收卷(juàn)機排線裝置的功能分析

收卷機的排線裝置通(tōng)常需要以(yǐ)下功能:

  • 主收卷電機:驅動卷筒旋轉,完成材料(liào)的收卷。

  • 排線電機:驅動排線裝置左右移動,確保材料均勻分布在卷筒(tǒng)上。

  • 張力控製:保持材料在收卷過程中的張力恒定,避免拉伸或鬆弛。

  • 速(sù)度同步:排線電機的移動速度需要(yào)與主收卷電(diàn)機的轉速同步,以(yǐ)匹配材料(liào)的收卷速度。

  • 位置控製(zhì):排線裝置需要根(gēn)據卷(juàn)筒寬度進行往複運動,設置左右限位。

  • 啟(qǐ)停控(kòng)製:通過外(wài)部信號(如按鈕或PLC)控製收卷和排線的啟停。

  • 故障保護:檢測過載、斷相、過流等故障,及時停機保護。

典型收卷機排線裝置帶有主收(shōu)卷電機(驅動卷(juàn)筒)和排線裝置(通(tōng)過絲杠實現左右移動)。我們將使用900係列變頻(pín)器來控製主收卷電機和排線電機。

拉(lā)絲機排線設備.jpg

2. 電機選擇與功能分配

2.1 主收卷電機
  • 功能:驅動卷筒旋轉,完成材(cái)料收卷。

  • 電(diàn)機選擇:根據收卷機的負載和卷筒(tǒng)直徑,假設需要功率為(wéi)4kW的(de)三相異步電機(380V)。從手冊第5頁的變頻器型號表(biǎo)中,選擇型號 900-0040G1(適配4kW電機,額定輸出電(diàn)流18A)。

  • 控製方式:采用V/F控製模式(適合收卷機這種負載變(biàn)化較大的場景),通過變頻器調節轉速以(yǐ)控製收卷速度。

2.2 排線電機
  • 功能:驅動排(pái)線裝置左(zuǒ)右移(yí)動,通過絲杠機構(gòu)實現往複運動。

  • 電機選擇:排線電機通常功率較小,假設需(xū)要0.75kW的三相異步(bù)電機(380V)。從手冊第5頁的(de)變頻器型號表中,選擇(zé)型號 900-0007M3(適配0.75kW電機,額定輸出電流2.5A)。

  • 控製方式(shì):采用開環矢量控製模式(適合需要(yào)精確速度和方向控製的場景),通過變頻器控製排線電機的(de)正反轉和速度。


3. 變(biàn)頻(pín)器接線(xiàn)設計

3.1 主收卷電機變頻器(900-0040G1)接線
  • 電源輸入

    • 變頻器輸入端子 R, S, T 連(lián)接三相(xiàng)380V電源。

    • 接地端子 PE 連接地(dì)線,確(què)保安全。

  • 電(diàn)機輸出

    • 變頻器輸出端子 U, V, W 連接主收卷電機的三相輸入。

  • 控製(zhì)端子接線(參考手冊第3章(zhāng)“機械安裝與電氣連接”):

    • DI1(啟停控製):連接外部啟(qǐ)動按鈕(niǔ)(常開(kāi)觸點),用(yòng)於(yú)啟動/停(tíng)止主收卷電機。

    • DI2(正轉/反轉):連接外部(bù)方向切換開關,控製主(zhǔ)收卷電機的旋轉方向(通常收卷機隻需要正轉)。

    • AI1(速度給定(dìng)):連接電位器(0-10V)或PLC模擬量(liàng)輸出,用於調節主收卷電機(jī)的轉速。

    • DO1(運行狀(zhuàng)態輸出):連接指示燈或(huò)PLC輸入,輸出變頻器運行狀態。

    • +24V和COM:用於外部控製(zhì)回路的電源和公共端。

3.2 排線電機變頻器(900-0007M3)接(jiē)線
  • 電源輸入(rù)

    • 變頻器輸入端子 R, S, T 連(lián)接三相380V電源。

    • 接(jiē)地端子 PE 連接地線。

  • 電(diàn)機(jī)輸出

    • 變頻器輸出端子 U, V, W 連接排線電機(jī)的三相輸入。

  • 控製端子接線

    • DI1(正轉):連接左限(xiàn)位開關(常閉觸(chù)點),當排線裝置到達左側限位時觸發,停止正轉。

    • DI2(反(fǎn)轉):連接右限位開關(常閉觸點),當(dāng)排線裝置到達(dá)右側限位時觸發,停止反轉(zhuǎn)。

    • DI3(啟停控製):與主收卷電機的啟停信號聯動(通過PLC或繼電器)。

    • AI1(速度給定):通過PLC模擬量輸出(0-10V)給定速度,與(yǔ)主收卷電機速度(dù)同步。

    • DO1(運行狀態(tài)輸出):連接PLC輸入,輸出排線(xiàn)電機運行狀態。

3.3 接線圖(文字描述)

拉絲機收卷設備.jpg 

主收卷電機變頻器接線圖

複製代碼

三相電源 380V

|  |  |

R  S  T

|  |  |-------> 變頻器 (900-0040G1) 輸入端子(zǐ) R, S, T

PE-------------> 變頻器 PE 接地(dì)端子



變(biàn)頻器輸出 U, V, W

|  |  |

U  V  W-------> 主收卷電機 (4kW)



控製端子:

外部啟動按鈕(niǔ)-------> DI1 - COM

方向切換開(kāi)關-------> DI2 - COM

電位器 (0-10V)-------> AI1 - GND

指示燈--------------> DO1 - COM

排線電機變頻(pín)器接(jiē)線圖

複(fù)製代碼

三(sān)相電源 380V

|  |  |

R  S  T

|  |  |-------> 變頻器 (900-0007M3) 輸(shū)入端子 R, S, T

PE-------------> 變頻器 PE 接地端子



變(biàn)頻器輸出 U, V, W

|  |  |

U  V  W-------> 排線電機 (0.75kW)



控製端子:

左限(xiàn)位開關---------> DI1 - COM

右(yòu)限位開關---------> DI2 - COM

啟停信號 (PLC)-----> DI3 - COM

PLC 模擬量 (0-10V)-> AI1 - GND

PLC 輸入------------> DO1 - COM

4. 參數設置

4.1 主收卷電機變頻器(900-0040G1)參數設置

參考手冊第(dì)5章“參數說明”,設置以(yǐ)下關鍵參數:

  • F0-00(命(mìng)令源):設為1(端子控製(zhì)),通過(guò)DI1控製啟停。

  • F0-01(目標頻率給定方式):設為2(AI1模擬量(liàng)給定),通過電位器調節速度。

  • F0-03(最大頻(pín)率):設為50Hz(根據(jù)實際需求調整)。

  • F0-09(電(diàn)機額定頻率):設為50Hz。

  • F0-10(電機額定電壓):設為380V。

  • F1-00(DI1功(gōng)能):設為1(正轉運行)。

  • F1-01(DI2功能):設為2(反(fǎn)轉運行)。

  • F6-12(電機過載保護(hù)):設為150%(根據電機額定電流調整)。

  • F7-00(通訊地(dì)址):設為(wéi)1(如果使用PLC通訊)。

4.2 排線電機變頻器(900-0007M3)參數設置
  • F0-00(命令源):設為1(端子控製),通過DI1和DI2控製正反轉。

  • F0-01(目標頻率給(gěi)定方式(shì)):設為2(AI1模擬量給定),通過PLC調節速度。

  • F0-03(最大頻率):設為30Hz(排線電(diàn)機速度較低,根據絲(sī)杠(gàng)速比調整)。

  • F0-09(電機額定頻率):設為50Hz。

  • F0-10(電機額定電壓):設(shè)為380V。

  • F1-00(DI1功能):設為1(正轉運行(háng))。

  • F1-01(DI2功能):設為2(反轉運行)。

  • F1-02(DI3功能):設為5(自由停機),與主(zhǔ)收卷電機(jī)聯動。

  • F6-12(電機過載保護):設為150%。


排線機控(kòng)製櫃.jpg

5. 控製(zhì)邏輯設計

5.1 速度同(tóng)步(bù)邏(luó)輯
  • 排線電機(jī)的速度需要與(yǔ)主收卷電機的速(sù)度同步。假設卷筒直徑為D,材料厚度為t,卷筒轉速為n(rpm),則材料收卷(juàn)線速度為:

  • 排線裝置的移動速度  需要與  匹(pǐ)配,假設絲杠(gàng)的螺距為(wéi)p,排線電(diàn)機轉速為 ,則:

  • 因此(cǐ),排線電機轉速應為:

  • 通過PLC計算(suàn) ,並將(jiāng)對應(yīng)的頻率信號(0-10V)輸出到排線變頻器的AI1端子。

5.2 往(wǎng)複運動控製
  • 排線裝置通過(guò)左右限位開關控製往複運動:

    • 當排線裝置到達左側限位時,左限位開關斷開,DI1信號失效,變頻(pín)器停止正轉,觸發DI2啟動反轉。

    • 當排線裝置到達右側限位時,右限位(wèi)開關斷開,DI2信號失效,變頻器停止反(fǎn)轉(zhuǎn),觸發DI1啟動正轉。

5.3 張力控製
  • 張力控製可以通過(guò)主收卷電機的(de)轉速微調(diào)實現。如果需要更精確的張力控製,可以加裝張力傳感器,通過PLC采集張力信號,動態調(diào)整主(zhǔ)收卷電機的(de)轉速。


6. PLC、觸摸屏選配與應(yīng)用

6.1 是(shì)否需要PLC和觸(chù)摸屏
  • PLC:建議使用PLC來實現速度同步、往複運動控製和張力控(kòng)製(zhì)的邏輯運算,以及與(yǔ)變頻器的通訊。

  • 觸摸屏:用於設置參數、監控運行狀(zhuàng)態(如轉速、張(zhāng)力(lì)、故障(zhàng)信息)和操作控製(啟停、速度調節)。

6.2 選型推薦
  • PLC:西門子S7-1200係列(如CPU 1214C DC/DC/DC)

    • 理由:支持Modbus-RTU通訊(與變頻器兼容),有足夠的I/O點(數字量和模擬量),性價比(bǐ)高。

    • 配置:帶模擬量輸入/輸出模塊(用於采集(jí)張力信號和輸出速(sù)度給定(dìng)信號)。

  • 觸摸屏:西門子KTP700 Basic(7英寸)

    • 理由:與S7-1200兼容,支持Modbus通訊(xùn),界麵友好,適合工業(yè)環境。

6.3 PLC與變頻器通訊
  • 通訊方式:使用Modbus-RTU協議(參考手冊第6章)。

  • 設置

    • 主收卷變(biàn)頻器通訊地址(zhǐ)(F7-00)設為1,波特(tè)率(F7-01)設為19200bps,數據格(gé)式(F7-02)設為8-E-1。

    • 排線變頻器通訊地址(F7-00)設為2,波特(tè)率和數據格式同上。

  • PLC程序

    • 讀取主收卷(juàn)變頻器的轉速(寄存器U0-00)。

    • 計算排線變頻器的目標頻率,寫入寄存器0x01。

    • 監(jiān)控故(gù)障狀態(寄存器U0-51~U0-71),若有故障則停機。

6.4 觸摸屏界麵(miàn)設計
  • 主界麵:顯示主收卷電機(jī)轉速、排線電機轉(zhuǎn)速、材料張力、運行狀態。

  • 參數設置:設置卷筒直徑(jìng)、材料厚度、絲杠螺(luó)距、最(zuì)大轉速等。

  • 控製按鈕(niǔ):啟動、停止、急停(tíng)、速度調節(通過(guò)滑動(dòng)條)。


7. 控製示意(yì)圖(文字描述)

複製代碼

PLC (S7-1200)

|-------> RS485通訊 ------> 主收(shōu)卷變頻器 (地址1)

|-------> RS485通訊 ------> 排線變頻器(qì) (地址2)

|

|-------> 模擬量輸出 -----> 主收卷變頻器 AI1 (速度給定)

|-------> 模擬量輸出 -----> 排線變頻器 AI1 (速度給定)

|

|-------> 數字量(liàng)輸入 -----> 左限位開關

|-------> 數字量輸入 -----> 右限位(wèi)開關

|

|-------> 模擬量輸入(rù) -----> 張力傳感器



觸摸屏 (KTP700)

|-------> 與PLC通訊,顯示和控製(zhì)

8. 實施步驟

  1. 安裝:按照手冊第3章要求,安裝變頻器和電機,確保通風良好,接線牢固。

  2. 接線:按上述接線圖連(lián)接電源、電機和(hé)控製端子。

  3. 參(cān)數設置:按第4節設置變(biàn)頻器參(cān)數,測試電機運行是否正常。

  4. PLC編程:編(biān)寫速度同步和往複運動控製邏輯,測試通訊功能。

  5. 觸摸屏配置:設(shè)計界麵,測試操作功能。

  6. 調試:啟動收卷機,調整速度和張(zhāng)力參數,確保排線均(jun1)勻。


9. 注(zhù)意事項

  • 安全:遵守(shǒu)手冊第(dì)1章的安全注意(yì)事項,確保接地可(kě)靠,避免誤操(cāo)作。

  • 電機參數調諧:如果使用(yòng)矢量控製,需進行電機參數自整定(參考手冊第4章)。

  • 故障排查:若出現過流、過壓等故障,參考手冊第7章進行排查。


通過以上方案,900係列變頻器可以很好地應用(yòng)在收卷機的排(pái)線裝置上,實現速度同(tóng)步、往複運(yùn)動和張力控製等功(gōng)能。如果需要更詳細的PLC程序或觸摸屏界麵設計,可以聯係我們提供貼心服務。


 
 
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