丹佛斯變頻器應(yīng)用于水平線同步控制系統(tǒng)

1、丹佛斯變頻器應(yīng)用于水平線同步控制系統(tǒng)    1.設(shè)備介紹飛新照明有限公司水平線涂粉（Coating）、主線（Mainline）和輔線（Sideline）三大部分組成。主線設(shè)備包括：1.插粉機(jī)（Marking&wiping，MWM），控制整條生產(chǎn)線是否上粉管，將粉管打上商標(biāo)印，并將商標(biāo)印烤干。用煤氣火頭烘烤粉管兩端，再用旋轉(zhuǎn)鋼絲刷刷掉粉管兩端內(nèi)外多余的熒光粉，并用真空將粉塵吸走。2.烤管爐（Sinteringoven，SO），用煤氣輻射火頭將粉管烘烤至一定溫度，使熒光粉中的不穩(wěn)定物質(zhì)充分分解，揮發(fā)。3.    

2、;1.設(shè)備介紹    飛新照明有限公司水平線涂粉（Coating）、主線（Mainline）和輔線（Side line）三大部分組成。    主線設(shè)備包括：    1. 插粉機(jī)（Marking & wiping，MWM），控制整條生產(chǎn)線是否上粉管，將粉管打上商標(biāo)印，并將商標(biāo)印烤干。用煤氣火頭烘烤粉管兩端，再用旋轉(zhuǎn)鋼絲刷刷掉粉管兩端內(nèi)外多余的熒光粉，并用真空將粉塵吸走。    2. 

3、;烤管爐（Sintering oven，SO），用煤氣輻射火頭將粉管烘烤至一定溫度，使熒光粉中的不穩(wěn)定物質(zhì)充分分解，揮發(fā)。    3. 封口排氣機(jī)（Sealing & pumping，SPM），封口部分：28個封口工位將從輔線芯柱鏈上供應(yīng)的芯柱及烤管爐供應(yīng)的粉管用煤氣火頭完全封接。排氣部分：設(shè)備包括28個排氣工位及5臺真空泵，將封好口的粉管通過28個排氣工位連接到真空系統(tǒng)上將燈管內(nèi)的空氣排掉并沖入一定數(shù)量的惰性氣體。在排氣過程中對燈管兩端的燈絲進(jìn)行加熱，使涂在燈絲上的電子粉充分分解揮發(fā)并隨空氣排出。

4、0;   4. 穿線烤頭機(jī)（Threading & capping mill，TCM），穿線部分：將刮好焊泥的鋁帽裝到排好氣的燈管上，使導(dǎo)絲準(zhǔn)確穿過銅針后壓焊并切掉多余的導(dǎo)絲?？绢^部分：用煤氣火頭烘烤鋁帽，使焊泥牢固連接燈管與鋁帽。    5. 兩臺焊泥機(jī)（Cap filler，CF1，CF2），將空的鋁帽刮上焊泥。    6. 老煉機(jī)（Ager，F(xiàn)TM）和包裝機(jī)（Packing，PM），將燈管充分啟跳、燃點

5、，改善啟跳性能。同時檢測燈管的絕緣耐壓性能。將每一根成品燈管用紙?zhí)装b起來。    設(shè)備布置如下圖所示：    2.電氣系統(tǒng)改造內(nèi)容及要求    2.1 舊系統(tǒng)改造    2.1.1 本次改造涉及更新水平線主線同步系統(tǒng)所有電氣系統(tǒng)。    2.1.2 更新所有傳感器件及驅(qū)動元件。    2.1.3 更新所有控制及動力電

6、纜。    2.1.4 更新所有的控制柜及控制柜內(nèi)部器件。    2.1.5 更新所有操作盒及內(nèi)部器件。    2.1.6 更新主線同步系統(tǒng)。    2.1.7 同步系統(tǒng)中封口排氣機(jī)及穿線烤頭機(jī)驅(qū)動馬達(dá)須更換。    2.1.8 更新同步系統(tǒng)時必須保證舊系統(tǒng)的完整性和可恢復(fù)性。     2.2

7、60;上位機(jī)系統(tǒng)    系統(tǒng)需預(yù)留與上位機(jī)通訊接口（通過ProfiBus），能夠向上位機(jī)提供生產(chǎn)數(shù)據(jù)及設(shè)備運行狀況和故障診斷信息。     2.3 系統(tǒng)提速    2.3.1 系統(tǒng)電氣部分設(shè)計時要確保以后電氣系統(tǒng)在不增加任何費用的情況提速至如下速度：    2.3.2 主線正常生產(chǎn)速度為3050小時，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮將來可提速至3600小時。    2.3.3

8、 輔線正常生產(chǎn)速度為6480小時（芯柱機(jī)為3240小時），系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮將來可提速至7200小時。    2.3.4 涂粉正常生產(chǎn)速度為3400小時，系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)考慮將來可提速至4000小時。     2.4 聲光報警    2.5.1 報警能夠?qū)υO(shè)備故障或生產(chǎn)質(zhì)量問題給出報警及指示。    2.5.2 不同類型報警能夠辨別。    3.&

9、#160;設(shè)備性能指標(biāo)    3.1 總體要求    3.1.1 生產(chǎn)速度維持在3050支小時，并在無需額外投資情況下提速至3400支小時（輔線7200只小時，涂粉4000支小時）。生產(chǎn)運行速度誤差為設(shè)定速度的0.2以內(nèi)。    3.1.2 設(shè)備性能驗收時設(shè)備故障率必須達(dá)到1以內(nèi)。設(shè)備初步驗收時設(shè)備故障率必須達(dá)到連續(xù)7個生產(chǎn)日在0.5以內(nèi)。設(shè)備運行最終驗收時故障率必須達(dá)到連續(xù)60個生產(chǎn)日在0.1以內(nèi)，最終驗收后故障率必須在0.1以內(nèi)。 

10、   3.1.3 性能驗收前設(shè)備平均無故障時間必須達(dá)到8小時。初步驗收前設(shè)備平均無故障時間必須達(dá)到24小時。設(shè)備平均無故障時間在最終驗收前必須達(dá)到500小時以上，最終驗收后必須達(dá)到500小時以上。    3.1.4 水平線生產(chǎn)是全年365天不間斷運行，控制系統(tǒng)必須保證其正常運行    3.2 同步主驅(qū)動總體要求    3.2.1 設(shè)備之間的相位差調(diào)整采用兩種方式：一，方便地調(diào)整編碼器的物理相位以調(diào)整相位差，

11、二，在軟件中設(shè)置相位差。    3.2.2 同步系統(tǒng)要求同步的所有設(shè)備能單獨運行而不受其它設(shè)備運行狀況的影響，不能因一臺設(shè)備的狀況而影響其它設(shè)備之間的同步（包括斷電）。一臺設(shè)備處于維修或點動（手動低速運行）狀況時其它設(shè)備同步不受影響。與現(xiàn)有同步系統(tǒng)功能完全一致。    3.2.3 同步精度系統(tǒng)同步精度要求能夠達(dá)到生產(chǎn)要求（在0.5度以內(nèi)）。    3.2.4 達(dá)到同步狀態(tài)時間應(yīng)在4秒以內(nèi)。    3.2.5

12、 同步系統(tǒng)安全回路必須和控制系統(tǒng)安全回路連接，當(dāng)控制系統(tǒng)安全回路動作時同步系統(tǒng)安全回路必須作用，設(shè)備立即停機(jī)。    3.2.6 傳動系統(tǒng)必須有過載保護(hù)功能，當(dāng)設(shè)備負(fù)載過大時，系統(tǒng)能夠自動停機(jī)，以避免設(shè)備撞機(jī)。    3.2.7 封口排氣機(jī)啟動時需檢測負(fù)載電流低速啟動。    3.2.8 每臺設(shè)備都可以點動運行，點動運行的速度可設(shè)定。    3.3.9 同步系統(tǒng)通過PROFIBUS通訊將

13、運行信息上傳至PLC及上位機(jī)，在同步改造項目中必須做好通訊的硬件接口及將來與PLC及上位機(jī)通訊的軟件編程。    4. 系統(tǒng)實施    水平線的傳動同步系統(tǒng)由六臺丹佛斯變頻器分別加裝同步卡及Profibus-DP通訊卡組成，分別安裝在兩個控制柜內(nèi)。每臺變頻器通過采集主機(jī)（VLT6）的速度信號和從機(jī)（各自控制的機(jī)器）編碼器的速度和相位，自動調(diào)整變頻器輸出頻率，保持從機(jī)和主機(jī)的角度同步運行。通訊卡的功能是和上位機(jī)進(jìn)行通訊，可以將變頻器的運行數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)中。其中1號控制柜包括插粉機(jī)變頻器（VLT1）,

14、60;烤管爐變頻器（VLT2）, 封排機(jī)變頻器（VLT3）。2號控制柜包括穿線烤頭機(jī)變頻器（VLT4）, 老練機(jī)變頻器（VLT5）及主機(jī)變頻器（VLT6）。    4.1 功能分析    主機(jī)變頻器（VLT6）的功能是模擬主軸的編碼器信號，通過同步卡上的MK3B插口輸出至各變頻器，控制整條生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度（在參數(shù)762中調(diào)節(jié)，單位個/小時），其余變頻器作為從機(jī)，隨時跟隨主機(jī)的速度和相 位，控制各自的電機(jī)保持角度同步。各從機(jī)的編碼器安裝在從機(jī)的主傳動軸上，保證編碼器的轉(zhuǎn)速與輸送

15、速度成一固定的比例。我們目前的安裝傳動比為1：1，即編碼器轉(zhuǎn)一圈，從機(jī)轉(zhuǎn)過一個工位。    注意：變頻器內(nèi)的計算是以四分相脈沖計算，即1024P/R的編碼器，每轉(zhuǎn)接受到的脈沖數(shù)是41024=4096個脈沖，這與伺服的原理是一樣的，大大提高了精度。從同步卡的說明書可以看出，同步卡的主要功能是控制兩軸同步，同步的方式有速度同步，位置同步及檢索脈沖同步。主從機(jī)之間還可以設(shè)定同步比例。還可以自由編程，靈活應(yīng)用。     根據(jù)現(xiàn)場實際情況及用戶要求，我們選用精度最高的帶檢索脈沖的同步功能。同步比（參數(shù)713：714

16、）設(shè)定為1：1。同時，主機(jī)的虛擬主機(jī)信號內(nèi)包括檢索信號，從機(jī)編碼器的Z相脈沖作從機(jī)的檢索脈沖，每接收到這兩個信號，變頻器作一次校對，根據(jù)兩個檢索脈沖的偏差，調(diào)整從機(jī)的速度。當(dāng)然這兩個檢索脈沖之間允許有固定偏差（參數(shù)712 DEGREE OFFSET）。如從機(jī)的檢索脈沖滯后300個脈沖，變頻器就把從機(jī)的速度提高，使從機(jī)多走300個脈沖，然后根據(jù)同步比調(diào)整速度。這樣保證了整個同步系統(tǒng)連續(xù)運行，沒有累計誤差。    5. 操作    主機(jī)沒有任何操作，只需要設(shè)定生產(chǎn)速度（P762），若需要提高生產(chǎn)速度，修改參數(shù)762，單位是每小時的生產(chǎn)數(shù)量。此數(shù)據(jù)是失電保持。     從機(jī)的操作分為同步運行和點動運行。    同步運行：把同步運行控制插頭插入控制電路的插座內(nèi)，按原設(shè)備上的啟動/停止按鈕即可控制電機(jī)運行/停車，啟動后電機(jī)開始加速到一定速度，并跟隨主機(jī)的速度和相位，當(dāng)誤差小于一定數(shù)值時，變頻器送出已經(jīng)處于同步狀態(tài)的信號返回原控制系統(tǒng)，此時可以上料并生產(chǎn)。當(dāng)由于機(jī)械原因（如更換編碼器等