590中心卷取功能手册要点.docx
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590中心卷取功能手册要点
590D闭环
中心卷曲
产品使用手册
保修
欧陆公司传动部门担保根据欧陆公司IA058393C标准销售条款,自交货之日起12个月内,本产品在设计、材料与工艺方面无任何瑕疵。
欧陆公司传动部门保留在不予通知的情况下对本文件内容以及产品规格进行更改的权利。
目标用户
本手册提供给需要对手册中讲述的设备进行安装、配置或维修,或者进行其他任何相关操作的所有人员使用。
警告
本设备的安装,操作与维护工作应该由有资格的人员来完成。
有资格的人员指完全了解本设备的运行原理以及所有相关器械的人员。
违反本警告有可能会造成严重的人身伤害或机器损毁。
警告
在断开机器的所有电源之前,不要在任何控制设备或电机上作业。
警告
本设备包含对静电放电(ESD)敏感的元件.在操作,安装,维修本产品时,请遵循有关静电控制的注意事项。
警告
本设备在离厂前已经经过测试,但是在安装及启用机器前,须检查整个设备以防止运输中造成了机器损坏,零件松动,或者包装材料引起问题等。
警告
半导体一旦破裂可能会释放有毒物质。
请联系欧陆公司传动部门,或者半导体制造商以征询半导体或其他材料的适当处理方法。
590D闭环中心卷曲
目录
第一章前言
手册简介
软件兼容性
应用
第二章特殊功能块说明
键
直径运算功能块
锥度运算功能块
PID模块
第三章连结及框图
ConfigEdLite用户
带摆辊反馈的中心卷曲
带测压元件反馈的中心卷曲
双塔式卷曲
卷轴直径运算准确度
第四章基本设置指导
需要的信息
当卷曲没有与幅板连结时
当卷曲与幅板连结时
第五章附件
附件A方程式
附件B数字设定值转换
第一章前言
手册简介
本手册主要介绍使用590D特别卷曲功能块来执行闭环中心卷曲。
本手册是590D使用手册HA387240的补充。
使用人员必须对590D调速器的设置和配置十分熟悉,特别是以下几项操作:
使用MMI
调整设置参数
监控诊断参数
使用标记改变配置连接
这些操作已经在590D使用手册中详细描述过。
特别卷曲功能块使用590D范围内灵活的连接方案,实现了多种不同的中心卷曲配置。
此手册列举了中心卷曲配置的一般样例,可以将它们稍加修改以满足不同用户的不同需要。
软件兼容性
此手册同以下软件兼容:
590D调速器
3.2版本软件
ConfigEdLite
ConfigEdLite是590D调速器的绘图编程工具。
此工具可在Windows环境中方便地建立框图。
本手册中出现的590D内部框图有ConfigEdLite模板配置文件。
文件名是:
DancerControlledCentreWinder摆辊控制的中心卷曲
SPW_DC.590
LoadcellControlledCentreWinder测压元件控制的中心卷曲
SPW_LC.590
如何根据以上模板文件安装一个新的框图,详细请参阅ConfigEdLite使用手册。
ConfigEdLite
1.00版本
应用
闭环卷曲的一般样例包括:
测压元件反馈
摆辊反馈
配简单设置说明书。
此手册中介绍的闭环中心卷曲使用590D调速器进行速控。
这里,来自电机的速度反馈必须使用模拟量或数字转速器提供。
由于精确度较低,建议不要使用电枢电压反馈。
590D调速器及其速度环的调试说明请参阅590D使用手册。
第二章特殊功能块
这部分将详细介绍各个特殊功能块。
有关590D内部框图以及配置,更多信息请参阅590D使用手册HA387240。
符号说明
方括号[]内的数字表示590D标记。
大写的普通文字指MMI参数或者用户端子。
正斜杠“/”表示后面的文本在MMI树形结构中处于较低层级上。
线速度指实际测量所得幅板速度。
线性基准指电气线性调速器基准。
直径运算功能块
此功能块使用线性以及中心卷曲电机速度执行直径运算。
直径输出经过换算,在最大直径时给出100%的输出。
换算使用最小直径换算常数进行补充。
线性以及卷曲速度必须带正号,独立于输入速度标志,以确保运算得出的直径永远是正数。
原始直径的输入使用斜面进行过滤,从而帮助排除由于直径运算错误导致的张力控制环的寄生震动。
滤波器斜面必须设定成一个较长的斜坡率。
此滤波器拥有以下功能:
1)复位为一个直径的最初预载数值。
2)在一个最低速度值以下直径保持。
注意,直径运算器只能在一定张力下与幅板一起运行,同卷曲相连。
直径滤波器能防止直径在幅板瘫痪情况中快速变化。
在最小直径常量时,直径输出被固定。
锥度运算功能块
此特殊功能块对张力以及锥度设定值实行处理从而加工出一个复合张力给定值。
这个张力给定通常用来设置:
1)测压元件反馈系统的张力设定值。
2)摆辊控制系统外部摆辊冲力。
通常通过一个E/P转换器执行。
此功能块如上述一样直接同直径和最小直径参数相连。
一个张力给定修整输入将被提供,虽然它在应用中一般用不到。
两种输出提供给:
1)总张力给定。
2)锥形给定。
这是在增加张力微调以前的锥形输出。
锥度运算框图显示如下:
此功能块同时带有一个固定双曲线锥度特性,给出了以下张力特性:
如果锥度输入是0%,则给出一个带直径的恒定张力特性。
如果锥度输入在0到100%之间,张力随着直径的增加而下降。
这种情况有时被称为负锥度。
如果锥度输入在0到—100%之间,张力随着直径的增加而增加。
这种情况有时被称为正锥度。
所有的锥度特性都开始于张力设定值,最小直径。
下面这个公式显示了实际的锥度运算:
锥形给定=张力spt×{100%-锥度×[1-最小直径/直径]}
PID功能块
相对于变量设定值,PID功能块是为了实现反馈变量的闭环控制而设计的。
这三个控制项(PID)可根据控制反馈的最佳特性来进行调整。
积分控制用于给出零恒稳态错误。
以下框图显示了PID功能块,可以在调速器的SETUPPARAMETERS/SPECIALBLOCKS菜单中找到。
PID有两种输入,他们是用独立参数RATIO和DIVIDER来换算的。
两个换算所得输入被减去从而形成一个误差值,合成的三个项控制(PID)就在这个误差值上面运行。
这两个换算所得输入通常被分配到闭环控制系统的设定值以及反馈上。
下图显示了经典PID特性:
这三个主要PID变量说明如下:
比例增益
PID误差同比例增益相乘产生一个输出。
比例增益用于调整闭环控制系统的基本反馈。
注意这个数值并不对其他PID参数产生影响。
下图显示的是一个PID控制系统的一般反馈。
这个理想的反馈是临界阻尼特性。
积分
这是用于给出设定值和PID反馈值之间的零恒稳态错误。
这确保了比如在受控制的调速器区内摆辊的稳态位置将永远等于设定值。
如果积分被设定为一个小数值,将会造成欠阻尼或不稳定控制系统。
微分
这是用于更正某些种类的控制回路不稳定,因此改善反馈。
它有时用于较大或者较重的惯性卷轴被控制的时候。
积分项有一个相关的滤波器,用来抑制高频信号。
比例增益曲线图
当PID用于中心卷曲应用时,导致的控制反馈将受由于卷轴直径改变导致的负载惯性变化影响。
如果直径变化大,导致的惯性变化将造成卷曲在直径范围中的一个极点上不稳定或欠阻尼。
这个后果可以用PID功能块里的直径增益调节器来补偿。
此调节器的框图显示如下:
这个增益曲线图的输入值永远和从直径运算功能块中得出的直径输出相连。
曲线图的输出控制着PID比例算增益。
在运行中,PID比例增益是在卷曲直径等于MINIMUMDIAMETER参数时,由MINPROFILEGAIN参数决定的。
相似的,比例增益是当卷轴直径等于100%时,由PROPORTIONALGAIN参数决定的。
在这两个极点之间,比例增益是根据MODE参数进行调节的,显示如下:
模式曲线特征
1Gain=PROPORTIONALGAINalways增益永远等于比例增益
2Linearcharacteristic线性特征
3Squarelawcharacteristic平方律特性
4Cubelawcharacteristic立方律特性
5Quadlawcharacteristic四方律特性
输出标记[475]使得调节输出在其他地方也可使用,如微分项的曲线。
微分增益曲线图
和上述原因相同,有时需要调节PID的微分时间常数。
较大的卷轴直径可能需要较大的D项,铁芯对径需要的量较小。
PID功能块中并没有建立专门的微分曲线图。
但是可以使用如下图所示的设定值总数2功能块。
这里,微分项同DIAMETER输出相连,而调节是用设定值总数2的零比率做到的。
这就给出了微分项的线性曲线。
如果需要非线性曲线,可以通过连接PROFILEDGAIN输出标记[475]和设定值总数2来进行补偿。
但是微分时间常数将取决于PROPORTIONALGAIN以及MINPROFILEDGAIN设置的值。
DERIVATIVETC的换算为:
100%设定值总数2输出=10秒DERIVATIVETC
第三章连接及框图
接下来的部分将讲述两类中心卷曲的一般配置,框图可以如所示那样使用,也可以作为进一步满足不同客户特殊需要的基础。
调速器连接,框图以及基本调试信息都将在下面进行描述。
摆辊以及测压元件将分别进行论述。
CONFIGEDLITE用户
590D可以使用ConfigedLite配置工具进行配置。
有关启用一个摆辊或测压元件控制的中心卷曲的新配置的相关信息,请参阅ConfigedLite使用手册第一章显示的模板文件名。
如果使用ConfigedLite的话,此章后面显示的连接以及参数表仅供参考。
带摆辊反馈的中心卷曲
下面介绍配置为摆辊控制闭环中心卷曲的590D特别功能块。
有了摆辊反馈,调速器用于负责控制摆辊位置等于设定值的值。
幅板张力是通过控制摆辊管臂上的力来设定的。
这个力一般是通过使用一个低摩擦力的气缸的气压来运行的。
气压可以选择使用一个E/P转化器来进行电控。
如果E/P转换器的张力信号在590D调速器中运算出的地方需要锥度张力的话,这一点就必须做到。
连接框图
下图展示了590D控制端子的基本用户连接:
端子说明
这一节将介绍摆辊中心卷曲配置使用的基本端子。
警告
调速器的控制端子必须与所有的电源线路完全隔离,也不能与其他未进行隔离的线路连接。
考虑到完全以及电气噪音因素,建议将调速器的0伏普通接口进行地接,或者将其直接接在调速器上或系统的一个点上。
线性基准(A4)
范围:
+/-10V
换算:
10V=电机的最大校准速度。
用途:
卷曲功能块的线性基准
限制项:
无
一个线性速度基准是必要的,如此信号来自于欧陆调速器电机控制器以外,这个信号需要被换算并被隔离。
注意,线性基准信号也用于运算卷曲功能内部的直径。
因此实际幅板速度追踪线性基准信号是很重要的。
另外一种替代的线性基准信号就是线性速度反馈了。
但是他不会对机器速度的变化提供相同的反馈。
理想情况下,闭环卷曲内部的两种独立运行需要两种线性设定值。
线性基准用于确保预测卷轴速度基准的准确设定。
线性速度用于确保直径运算的准确度。
端子限制项仅限于一个线性设定值,而且它被选择为线性基准。
(线性基准的同等数字转换,详见附件C。
)
张力设定值(A5)
范围:
0到10V
换算:
10V=最大张力
用途:
设定摆辊压力
限制项:
无
一般这个信号可能来自调速器+10伏端子B3的电位计。
对于摆辊应用,这个信号是用于运算摆辊力的。
锥度设定值(A6)
范围:
0到10V
换算:
10V=最大锥度
用途:
设定摆辊压力
限制项:
无
如果需要的话,锥度给定应该连接到A6。
锥度范围可以通过CONFIGUREI/O菜单中的模拟量输入的MAXVALUE和MINVALUE来设定。
对于摆辊应用,这个信号用于运算摆辊力。
注意,锥度张力在非卷曲应用中通常是不使用的。
张力反馈(A3)
范围:
+/-9V,建议最小范围3V
换算:
9V=最小反馈
用途:
摆辊位置反馈
限制项:
无
注意:
这个输入是不可编程有效的。
为了使用这个输入,需要使用原始输入数据输出。
这是不可换算的,10伏输入则被校准为10%。
这个输入也应该通过将SPEEDLOOP/SETPOINTS/RATIO2设置为0.00%,使他同设定值2断开。
此反馈必须随着摆辊臂在两个末端停留点之间的移动而线性地变化。
建议摆辊反馈信号在上述范围内摆动越大越好。
这应该通过摆辊臂和反馈罐之间适宜的传动装置来安排。
摆辊臂和反馈罐轴之间的间隙应该保持在一个最小值上。
同样的,摆辊应该越轻越好,而且摩擦力应该最小。
摆辊压力(A7)
范围:
0到10V
换算:
10V=最大摆辊压力
用途:
设定摆辊压力
限制项:
无
带着一个闭环摆辊控制中心卷曲,实际的幅板张力设定是通过机械装载摆辊臂完成的。
这通常是通过使用一个低摩擦力滚动膜片空气气缸实现的。
气缸气压有时是使用一个电气(E/P)气动式变换器来进行电气调整的。
这样做可以对幅板张力进行方便的调节,而且在需要锥度张力时是至关重要的。
这个信号是通过锥形特别功能提供的,而且可以实现全锥度张力控制。
直径输入(A2)
范围:
0到10V
换算:
10V=最大直径
用途:
预设定卷轴直径
限制项:
当DIAMETERPRESETC7直径预设在+24V时激活
直径输入时用于在卷曲静止时,或者在没有幅板的条件下运行时,已知直径来预设直径运算器。
这个直径信号源可能是一个来自于超声换能器(欧陆传动5575测距仪)或者一个机械装置的直接测量仪。
比较简单一点的方法则是从一个电位计预设一个固定电压,虽然这样做可能会在建立比率较大情况下造成卷曲运行不良。
直径输入在内部被固定为最小直径设定值。
因此如果需要预设最小直径值时,这个输入不应该被连接。
直径预设(C7)
0V时的动作:
直径可以进行运算或者保持
+24V时的动作:
直径运算器预设为DIAMETERINPUTA2的值
用途:
预设定卷轴直径
限制项:
无
张力使能(C8)
0V时的动作:
闭环PID丧失,调速器在纯速度控制下
+24V时的动作:
调速器在摆辊闭环控制下
用途:
选择速度或张力控制
限制项:
无
如果不需要TENSIONENABLE张力使能功能,这个端子应该被连接到DRIVEREADY的端子B7上。
这可以在调速器准备好过电流时使PID启用。
TENSIONENABLE在中心卷曲点动时应该永远关闭。
过卷(C6)
0V时的动作:
调速器方向逆向或者是UNDERWIND下卷
+24V时的动作:
正常调速器方向或OVERWIND过卷
用途:
选择卷绕方向
限制项:
无
见后面一节的常规卷绕框图。
点动(C4)
0V时的动作:
正常运行
+24V时的动作:
点动
用途:
调速器点动
限制项:
TENSIONENABLE张力使能必须在0V。
此点动方向可以通过端子C6,OVERWIND来选择。
点动速度由SETUPPARAMETERS/JOG/SLACK/JOGSPEED1决定,由直径运算器来修改。
启用(C3)
0V时的动作:
调速器停止
+24V时的动作:
调速器启用
用途:
调速器停止/启用
限制项:
无
这个输入启用调速器,见590D使用手册。
模拟量测速器反馈(B2)
模拟量测速器是为本地调速器反馈供给此输入的。
换算是在校准板的插拴上进行的,详见590D使用手册。
如果本地调速器反馈使用了编码器,此端子可用作一个附加的模拟量输入。
此输入的一个普通用途便是为直径运算器提供一个单独线性速度反馈,以提高准确度。
详见直径运算准确度那一节。
应该对模拟量测速器输入进行换算,以适应被使用的信号范围。
最小的换算值是+/-10V,与标准模拟量输入相同。
换算在校准板的插拴上进行。
范围:
适应校准板元件。
见590D使用手册
换算:
适应校准
用途:
一般模拟量输入。
限制项:
模拟量测速器必须不在使用中。
使用连接同模拟量测速器输入相连。
此处的连接源是标记58。
准备完毕(B7)
在0V时:
调速器未准备好
在+24V时:
调速器准备好通过电枢电流。
注意,这个输出不会受调速器启用C5的影响。
参阅590D使用手册。
用途:
在适当时间启用测压元件或者摆辊PID。
在适当时间转换机械停车制动。
限制项:
无
这个端子在连接框图中没有显示,但是是默认设置的。
就绪端子在调速器已被启动而且被锁定为主电源时激活。
它可以用作:
当调速器就绪时启用PID。
在适当时转换机械停车制动。
卷曲速度反馈
闭环卷曲控制需要对卷曲调速器的准确速度反馈。
这对直径的准确运算是相当必要的。
速度反馈来自于下面这三个渠道之一:
1)模拟量测速器反馈
2)电气编码器反馈
3)光纤微测速器反馈。
电枢电压反馈不够精确,不能同590卷曲功能块一起使用。
上面的框图显示了摆辊控制中心卷曲的590D配置。
人机界面端子硬件已显示出来,而且在前面一节已经说明过了。
此配置的输出是同其中一个速度设定值相连的。
速度环框图可在590D使用手册中找到。
上面的框图可以使用590D上面的显示器和键盘来配置。
如何使用标记数字设置调速器内部功能块的使用说明参阅590D使用手册。
框图上显示了很多连接,如何使用这些连接参阅590D使用手册。
连接以及参数列表
这部分详细说明了上面框图显示的实际连接以及设置参数。
关于参数,只有默认数值的变化会被显示出来。
注意,必须先把SYSTEM/COMFIGUREI/OCONFIGUREENABLE设为ENABLE之后,才可以设定任何连接。
在配置完成后,这个参数应该被设为DISABLE。
(默认)表示此连接是默认设置的。
I/O连接
SYSTEMCONFIGUREI/OANALOGINPUTS系统/配置I/O/模拟量输入
输入
目的标记
最小值
说明
ANIN1(A2)
462
0.00%
直径输入
ANIN3(A4)
5
0.00%(a)
线性基准
ANIN4(A5)
439
0.00%
张力设定值
ANIN5(A6)
438
0.00%(b)
锥度设定值
注意(a)-可逆机器设置为-100%
注意(b)-负锥度应用设置为-100%
SYSTEM/CONFIGUREI/O/DIGITALINPUTS系统/配置I/O/模拟量输出
输出
源标记
说明
ANOUT1(A7)
441
摆辊压力
ANOUT2(A8)
427
直径输出
SYSTEM/CONFIGUREI/O/DIGITALINPUTS系统/配置I/O/数字输入
输出
目的标记
正确值
错误值
说明
DIGIN1(C6)
292
0.01%
0.00%
过卷
DIGIN2(C7)
463
0.01%
0.00%
直径预设
DIGIN3(C8)
408
0.01%
0.00%
张力使能
SYSTEM/CONFIGUREI/O/DIGITALOUTPUTS系统/配置I/O/数字输出
输出
源标记
说明
DIGOUT1(B5)
77(默认)
在零速度时
DIGOUT2(B6)
122(默认)
正常
DIGOUT3(B7)
125
就绪
内部连接
SYSTEM/CONFIGUREI/O/INTERNALLINKS系统/配置I/O/内部连接
连接
源标记
目的标记
连接1
62
437
连接2
420
419
连接3
5
424
连接4
425
208
连接5
208
6
连接6
51
411
连接7
292
8
连接8
419
444
框图
SYSTEM/CONFIGUREI/OBILOCKDIAGRAM系统/配置I/O/框图
功能块
目的标记
RAMPO/PDEST
309
SPT总数1DEST
289
PIDO/PDEST
100
DIAMETER
420
TAPER
128
SETPOINTSUM2
401(C)
注意(c)只有在需要微分曲线时才连接。
设置参数
电流和速度环不包括设置参数。
这些参数必须在调试时决定,见590D使用手册。
SETUPPARAMETERS设置参数
参数
数值
SPECIALBLOCKS/PID
PROPGAIN
5.0
O/PSCALER(TRIM)
0.2
INPUT1
摆辊设定值
RATIO1
0.1
MODE
1
SPECIALBLOCKS/
MINDIAMETER
设置为卷轴建立比率
DIAMETERCALC
RAMPRATE
70秒
SETPOINTSUM1
LIMIT
105%
SPEEDLOOP/
RATIO2(A3)
0.0000
SETPOINTS
SPECIALBLOCKS/SETPOINTSUM2
RATIO0
0.0000(d)
注意(d)-微分曲线换算
串行连接
590D主要端口串行连接(P1)可以同摆辊闭环卷曲一起使用。
有关串行连接更多信息参阅590D产品使用手册第17节。
下表显示了为此应用建立的可重配置的串行连接功能块14和15。
SERIALLINKS串行连接/PNOCONFIG
PNO
ASCLL
源标记
串行连接PNO说明
100%换算
通道
112
70
5
线性基准
100.00%
R/W(e)
113
71
439
张力设定值
100.00%
R/W(e)
114
72
438
锥度设定值
100.00%
R/W(e)
115
73
441
摆辊压力
100.00%
R/O
116
74
427
运算直径
100.00%
R/O
117
75
462
直径输入
100.00%
R/W(e)
118
76
453
直径滤波器比率
600.0Secs
R/W
119
77
463(f)
直径预设
0/1
R/W(e)
120
78
404
PID比例增益
100.0
R/W
121
79
474
PID最小曲线增益
100%
R/W
122
7A
402
PID积分TC
100.0Secs
R/W
123
7B
401
PID微分TC
10.00Secs
R/W(g)
124
7C
411
摆辊实际位置
9.00%
R/O
125
7D
410
摆辊位置设定值
100.00%
R/W
126
7E
---
备用
---
127
7F
292(f)
过卷
0/1
R/W(e)
注意(e)-模拟量/数字输入在书写允许以前必须是断开的。
注意(f)-逻辑参数
注意(g)-设定值总数2输出在书写允许以前必须是断开的。
要从串行连接找到上述中心卷曲参数,得从串行连接主处理机出
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