Danfoss变频器在切纸机的应用

如图所示切纸机电气控制系统由上位机、控制器、变频器、异步电机和编码器组成。操作工人可以通过触摸屏设定送纸速度，切纸长度等参数，由控制器根据输入的参数计算各电机的转速，然后通过串行FC总线协议向各变频器发送运行指令。变频内部进行速度闭环来精度控制转速。

  系统中在控制器内部建立起各电机转速的数学公式，通过串行总线向变频器发送运行指令，变频内部只需设定通讯参数即可接收到控制器发送的指令。在控制器内部按照Danfoss内部的FC协议格式编写自由口指令，在此须注意的是控制器内部的通讯参数设置必须和变频内部一致，否则变频器无法接收通讯指令。

Danfoss变频器的串行通讯为异步半双工的方式，使用字节奇偶校验和块传送异或校验方法，从机地址最多可以设定到126。每个电码由一个起始字节(STX)开始，这个起始字节为STX=02H，随后紧跟一个表示电码长度(LGE)的字节和表示变频器地址的字节(ADR)，然后是一些数据字节。整个电码由一个数据控制字节(BCC结束位)来结束。具体格式请参考变频器设计指南。

控制器编写好通讯协议程序后，触摸屏设定工艺参数并且启动运行，控制器即可依次向各变频器发送通讯指令。本系统采用西门子CPU226CN作为控制器。在通讯运行指令向各个变频器发送之后，具体实施的怎么样就要看变频内部速度闭环的控制情况了。此系统较难把握的是：在不用伺服系统和其他运动卡件的情况下，如何使运动系统达到比较高的转速精度来保持较低的切纸误差。采用Danfoss变频器速度闭环控制，并采用VVCplus（电压矢量带反馈）控制原理能较容易的实现其精度要求。在此项目中Danfoss 变频家族中的VLT2900和FC300速度闭环控制以较高的精度，稳定的性能出色的完成了这一任务。在实际生产中达到了工艺要求，并得到了顾客的认可。

2.2系统设计注意事项

在调试过程时必须配置好各个相关参数，否则速度闭环控制不能执行。

具体注意以下几点：

1 编码信号类型的选择问题

编码器须采用PNP型（24V，线长不超过5m），否则变频器不接受信号导致闭环失败，具体状况是VLT2900出现高于实际频率5Hz运行，FC300出现A60编码器丢失故障。

2 FC300变频相序应正确

因为FC300接受的AB两相编码信号，存在正反向问题，所以根据实际情况调整AB相序。相序调整不当同样会出现A60故障。

3 VLT2900 参数设置问题

VLT2900闭环参数设置与FC300不完全一样，这样如果按设置FC300参数的逻辑设定2900往往会出现错误。除此之外2900内部参数中设定编码器线数比较抽象，很容易导致闭环失败。

VLT2900闭环失败的症状是变频器往往高于实际频率5HZ运行，而不是飞车或报警。闭环失败原因无非是参数设置和信号反馈问题，在编码器选择安装正确后，参数设置就显得尤为重要了。

下面是列举了较容易出错的参数

1）参数205“最大设定值” 单位是RPM而非HZ,设定时应注意。

2）参数327“脉冲给定/回授值”是设定编码器线数，

计算公式计算如下：

          327参数值=编码器线数*205参数/60

3）参数307“33端子功能”设置为29“脉冲回授”，而非同FC300设置为“无功能”。

4 PID参数设定问题

良好的PID设定值能使系统保持良好的动态性能，并能最大限度的减少误差的存在。在现场应根据实际情况合理的配置PID参数，以使系统在最佳状态运行。另外还应合理设置“低通滤波时间”（通常此参数与编码器分辨率成反比），这样能有效的衰减反馈信号的振荡，增强抗干扰能力，从而提高系统的稳定性能。

5编码器信号的处理

编码器信号出现问题是在工控领域中比较常见的，往往因为编码器固定不牢，或因周围干扰引起脉冲丢失现象而导致反馈信号不准。

在安装编码器时不准有松动现象，延长信号线时应用抗干扰性强的屏蔽线，并保持良好的接地。另外动力线和信号线应单独交叉走线，若平行走线时不能相隔太近，以免干扰信号。

结束语

本系统是运动控制系统中最常见的同步传动的一种控制方式，在工业控制中电机之间的同步运动最为常见，一般在运动精度比较高的系统中常常采用伺服控制，成本相对来说比较高。在本系统中使用了普通的异步电机，并采用Danfoss驱动器能比较轻松的达到了同步控制精度的要求，大大节约了成本，有着广泛的应用前景。