传动控制方案.docx
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传动控制方案
交流传动控制系统技术方案
1.方案依据
2.功能说明
2.1配置总貌
3.定义及缩写
4.供货范围
5.系统的总体构成
5.1电机及附件
5.2传动控制系统硬件
6.系统功能
6.1控制软件
7.系统接口
7.1其他装置接口
7.2过程接口
8.维护及诊断功能特性
8.1编程和维护工具
8.2系统监控功能
9.工程服务
9.1项目服务
9.2应用软件编程
9.3测试
9.4技术文件
9.5安装指导
9.6系统调试服务
9.7培训服务
9.8系统承偌
9.9应急服务
10.备品备件
11.性能特性
11.1控制精度
11.2布幅张力控制
附页:
控制系统单线图
1.方案依据
本报价是根据下述涂布机规格及询价中的功率需求表作出的。
涂布机排列方式:
左手机或右手机
介质:
无纺布
通常定量:
120g/m2
净宽:
1200mm
设计车速:
20m/min
工作车速:
15m/min
爬行车速:
2m/min
2.功能说明
2.1配置总貌
涂布机分部传动系统的配置总貌见附页系统单线图
3.定义及缩写
ACS800交流传动产品系列,包括公共交流母线逆变器和变频器
DTC直接转矩控制革命性的电机控制方式可以实现无编码器反馈的精确速度和转矩控制
DCU传动控制单元
ICU进线单元用于将电源与传动系统的连接
ACU用于公共逻辑控制的辅助控制单元
OP270用于现场操作员控制的图式操作员面板
EtherNet以太网通信总线
RS485总线通讯网络
4.供货范围
传动系统的供货范围在配置清单中叙述。
5.系统的总体构成
5.1电机及附件
5.1.1电机
原设备自带电机
5.1.2光电编码器
建议采用光电编码器为德国梅尔公司原装产品或意大利图尔克公司原装产品
-脉冲数值:
1024p/r
-脉冲形式:
AA\BB\ZZ\
-连接轴:
不锈钢
-力矩:
0.6Ncm
-径向负荷:
100NwithDAC
-轴向负荷:
50NwithDAC
-惯量:
22gcm2
-重量:
250g
-防护等级:
IP65
5.2传动控制系统硬件
5.2.1柜体一般技术规格
采用型材框架柜体,冷轧钢板制作。
尺寸为高1800毫米,深600毫米,柜体宽度及数量参见“传动控制柜排列图”。
铜制交流母排安装于柜顶。
柜体的颜色为浅灰色或由买方提供色标制作。
5.2.2进线分部
进线单元包括以下主要设备
-进线母排或电缆的接线端子
-进线单元采用CRM1塑壳断路器,具有:
接地保护
过压保护
欠压保护
短路保护
-接地开关或接地端子
-电流表,电压表
5.2.3传动分部
ACS800系列传动产品最大的优点就是在全功率范围内统一使用了相同的控制技术,例如启动向导,自定义编程,DTC控制,通用备件,通用的接口技术,以及用于选型、调试和维护的通用软件工具。
先进技术-DTC
ACS800的核心技术就是直接转矩控制(DTC)。
它是目前最先进的交流异步电机的控制方式。
DTC稳定杰出的性能,使ACS800传动产品适用于各种工业领域。
软件特点
完整的标准软件提供了强大的功能和灵活性。
-准确的速度控制
-没有速度反馈的情况下,实现准确的转矩控制DTC,具体见参数设置
-自定义编程
-自动复位
-跟踪启动
-恒速
-零速转矩控制
-直流抱闸
-直流励磁
-自诊断
-磁通制动
-磁通优化
-IR补偿
-主/从控制
-机械制动控制
-电机辨识
-参数锁定
-电网失电跨越
-PID过程控制
-I/O可编程
-标量控制
-速度控制器调整
-启动向导
-修正功能
-用户自定义加减速斜坡
-
预编程保护功能
标准软件提供了对传动,电机和过程的保护。
-环境温度
-DC过压
-DC欠压
-传动温度
-输入缺相
-过流
-功率限幅
-短路
可编程保护功能
-可调整功率限幅
-控制信号监视
-危险频率锁定
-电流转矩限幅
-接地故障保护
-外部故障
-电机缺相
-电机堵转保护
-电机过温保护
-电机欠载保护
-控制盘丢失
各交流传动分部与公共交流母线相连,包括下列主要装置:
-采用直接转矩控制(DTC)专利技术的逆变器
-均采用IGBT模块并通过内部冷却风扇冷却
-I/O控制板
-RS485通讯接口板
-光电编码器板
I/O接口
每个分部分设有输入和输出接口用于外部控制和连锁。
接口类型有:
-数字输入模块
-数字输出模块
-模拟输入模块
-模拟输出模块
-模拟输入有实际的张力信号(0-10V或4-20mA)。
5.2.4西门子CUP226XP控制系统硬件
通讯总线进行节点间的数据传输,通讯由装在控制柜中的总线管理器板来控制。
总线电缆为RS485。
应用控制器(S7-226XP)存储应用软件包含总线接口安装在传动控制柜中。
S7-226XP和ACS800变频器RDCO通讯板间的通讯通过128.5kbRS485链路来实现。
5.2.5操作员控制设备硬件(OP270)
-640x480象素TFT,全图形多色彩荧光显示屏
-键盘有许多编程键
-保护方式IP65
-通过RS485总线协议与CPU226XP相连。
图式操作员站OP270可用于控制60个传动分部以上,并具备以下标准功能:
-分部侧视图画面显示
-标准控制功能:
具有启动、停止、爬行/运行、微升、微降、点动、松驰张紧、紧停等操作功能;
传动具有张力投入和切除功能;
-速度参考值的设定、速差的设定、力矩/张力参考值的设定
-负荷分配设定
-标准显示功能:
以表格或棒状图的形式显示参考值和实际值
-状态及故障诊断显示。
-文字显示为中文
典型的涂布分部侧视图显示:
6.SYSTEMFUNCTIONS系统功能
6.1控制软件
6.1.1系统软件
系统软件包括应用程序所用的标准功能库和如下标准传动特定功能
-力矩/速度控制
-起停逻辑
-保护及诊断功能
6.1.2应用软件
标准应用软件包括下列功能:
-各变频电机的控制由传动完成,与变频器控制联锁
-公共内部联锁和报警功能
-分部联锁和保护功能
-平均每部一个进线和一个出线外部控制和联锁功能
-分部运行、爬行、和停止功能
-分部实际值的计算功能
机器特殊软件:
-参考链以涂布胶辊作为主传动
-目标直径/长度计数器
-含自动启/停功能的纸幅张力控制
-一个启动示警功能
-反向爬行、点动、松弛拉紧功能
-分部图式操作员站(OP270)接口
典型纸机的速度链
数值传动控制
△速度控制的涂布机主传动(卷取辊)
△转矩控制的随动传动无速度/转矩选择器,无速差设定(涂布光辊)
△速度控制传动带有张力控制和速差设定(涂布胶辊传动)
△涂布机的速度变化率控制
△涂布机速度设定
△涂布机张力设定
△速差设定
△负荷分配设定
△由主传动到从传动的转矩给定
△张力控制器
△张力测量单元(例如张力传感器)
△速度链线包括链中的速差设定
具体涂布机传动工艺控制主要特点
1.负荷分配控制
把涂布胶辊作为主传动,涂布光辊作为辅传动,在控制中加入负荷分配器,可以自动分配运行中这些传动点间的负荷比例,保证涂布的正常进行。
1.1涂布的控制
上下辊的速度,通过通讯网传输到PLC,PLC同时接受操作台HMI上人工设定的速差指令值,经运算比较后不断地调整光辊的速度,使二辊的速差自动保持在设定的范围内。
一旦超出设定的范围,PLC可以发出报警信号(声或光)或停车指令。
上述负荷分配自动控制和速差控制的过程是一个自动切换的过程,即在辊子加压(合辊)前,是一个速差控制系统;加压后是一个负荷分配自动控制系统。
同时,在二辊正常运行过程中速差控制起到了保护作用。
2.涂布机的直接(或间接)张力控制
涂布机运行时需保证纸张力恒定,具有一定的挺度。
通过HMI智能面板设置一定的张力给定值,张力反馈通过张力传感器获得,经过传动特殊设计的张力控制软件,能实现纸幅张力自动控制的要求。
如果在张力传感器不良的情况下,投入间接张力控制。
3.卷取辊与主传动的速度跟随控制
4分部传动(主传动)的速度微调功能,微调范围正负5%(根据操作需要现场调整);
5.各分部(主传动)间的速度链给定,以涂布机胶辊为涂布机系统速度总给定,到卷取速度为递增;
7.系统接口
7.1其它控制装置
用于防止意外启动的可锁定开关和信号灯,白色灯以显示传动分部的安全状况。
锁定式紧急停车按钮。
复位蓝色的带灯按钮,用于在重新启动传动部电源时解除传动部进入的紧急停车程序。
7.2过程接口
输入信号可为24V直流或110/220V交流,输出继电器为220V交流。
平均每个分部分别设有一个输入和一个输出接口用于外部控制和联锁。
I/O接口类型有:
-数字输入模块
-数字输出模块
-模拟输入模块
-模拟输出模块
模拟输入有实际的布幅张力,张力测量装置的输出值为0..+10V,
0mA或4...20mA。
5V或12mA对应于布幅张力额定值。
张力测量装置由用户负责改造安装。
8.维护及诊断功能特性
8.1编程和维护工具
8.1.1编程和维护工具硬件
用于编程、维护、调试的1套笔记本PC不包括在供货范围内。
通过串行通讯接口可将编程工具连接到传动控制系统。
8.1.2编程工具软件
编程工具软件控制组态包括:
-人机界面OP270的导航工具
-使用功能模块库进行应用软件功能模块编程
-用于模块编程和信号测量的在线功能
-测量值的图形(趋势图)和数字输出
-应用软件备份保护
8.1.3维护工具软件
用于调试和维护系统的STEP7-MicroWINV4.0工具软件包括:
-管理连接到工具网络的所有传动用导航工具
-传动个别设定的编辑
-传动单个控制
-传动故障和示警诊断
-测量值的图形(趋势图)和数字输出
-数据记录
9.工程服务
9.1项目服务
项目管理
将为本项目组成一个项目组并指定一个项目经理。
项目将按标准程序执行。
双方将举行项目联络会收集系统编程组态所需的所有基础数据。
双方将定期交换项目进行状况以保证项目顺利进行。
9.2应用软件编程
根据用户的特定应用和项目进度,项目组将对系统组态以满足用户的要求并按时交货。
组态将应用最新技术按标准的编程程序进行。
9.3测试(FAT)
系统硬件和软件在发货前进行工厂测试。
9.4技术文件
将提供1套CDROM和1套A4规格装入文件夹的技术文件
提供1套安装、维护指导、操作手册等资料
提供1套确认后供制造的图纸
调试软件将以CD形式提供
初步图纸
-传动柜外形图
-操作员控制设备外形图
-电缆表
-传动柜的安装指导图
传动硬件图纸
-装订成册A4的最终图纸
-电缆表
-电路图
-连接图
应用软件
-速度链框图
-电气传动功能描述
-软件图
-参数表
文件语言
-所有文件均使用中文
-最终文件的提交计划将于项目联络会上决定
9.5安装指导
传动系统的安装要按照安装指导进行。
系统内部的电缆连接由卖方负责。
卖方工程师将负责安装检查和系统的上电工作。
9.6系统调试服务
调试开始前,用户要按照项目经理提供的检查表进行安装情况的检查。
检查表完成后工程师将开始调试。
分部传动系统的调试包括:
安装后的检查,通电测试,功能测试,和为符合纸机生产要求所需要的调整。
调试工作大致分为3个阶段,即无负荷运转,机械测试运转和正常生产条件下的运转。
总的现场调试启动人周数:
2人周(平均2名工程师1周),具体待定。
9.7培训服务
培训包括了有关交流分部传动系统的各方面操作和维护以及基本的应用程序编程等。
培训为在涂布机现场培训
在现场的培训计划
现场培训在调试期间进行,培训人员主要是操作维护及管理系统人员。
操作工:
1次/半天
维护人员:
1次
纸机分部传动系统操作
纸机分部传动系统维护
9.8系统质量承偌
卖方保证所提供的设备和材料质量优良、性能可靠。
传动系统均应能达到文件规定的各项指标。
设备和材料的质量保证和保修期为开车投入电控系统正常运行验收合格后1年。
在保证期内由于卖方的原因造成硬件的损坏和缺陷以及软件存在问题将由卖方负责免费更换、改进、修理。
9.9应急服务
本传动系统投入运行后由于卖方产品和软件出现问题急需处理时,卖方在接到买方通告后派出熟练的技术人员赶到现场解决
10.备品备件
无
11.性能特性
11.1控制精度
速度控制的静态精度典型值如下:
带有编码器时高于最大速度的±0.01%。
无编码器时高于电机滑差的10%(最大速度的±0.1%)
典型的动态精度为最大速度的±0.05%,调整时间为2...4秒。
速度控制的动态精度通常足以满足工艺的要求。
在满足以下前提条件下:
-电网电压的波动不超过±15%。
-电网频率的波动不超过±3%。
-负荷波动不超过最大额定负荷的±10%。
-对于重载分部及轻载分部,驱动机械系统及传动轴的共振频率分别不小于10Hz及15Hz。
对重载分部,折算到马达轴上的转动惯量大于马达本身惯量的10倍。
对轻载分部,折算到马达轴上的转动惯量小于马达本身惯量的10倍。
11.2纸幅张力控制
张力控制典型的动态精度为:
在加速及减速时,纸幅恒定张力的精度为最大纸幅张力的2%。
加速转换到恒速或从恒速转换到加速时,纸幅恒定张力的精度为最大纸幅张力的4%。
速度参考的平滑上升时间的最大值为5秒。
当涂布机恒速运行时,布幅恒定张力的精度为最大布幅张力的1%。
以上精度适用于张力测量装置的输出电压值。
为了保证以上精度值,张力测量装置的机械设计、张力传感器的安装位置及安装方式必须合适。
布幅张力控制精度还要求驱动机械系统的共振频率大于等于15Hz。
张力控制的精度和测量范围,还取决于张力测量系统的精度和测量范围。
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- 传动 控制 方案