台达C2000变频器在油毛毡切割包装机上的应用

   油毛毡切割包装机用来完成油毛毡的切割和简单包装，是一种控制较为复杂的机械，涉及定位和张力控制。台达C2000系列变频器“融控制、驱动与通讯三大核心为一体”、“集主站、控制、总线、飞剪、防护等功能于一身”，可以很好地完成这一控制要求。C2000变频器的基本特点包括：

1）通讯速度快:内置CANopen现场总线及MODBUS，并可选购多种通讯模块，适应大型工程项目。

2）控制多样化:速度/转矩/位置三种控制模式，标配LCD，选配LED。穿墙式安装，系统防护等级增强。

3）节约成本与空间:内置10K容量的PLC，可做CANopen主站，感应电机与同步电机控制一体化，效率更高更节能。

4）过负载能力超强:一般负载的额定输出电流：120%，1分钟；重载额定输出电流150%，1分钟。

5）运行稳定节能：内置直流电抗器(≥37kW)与刹车制动单元（≤30kW），DC-BUS直流母线可并联共享。

                            图1 油毛毡切割包装机

1  油毛毡切割包装机的工作流程

   首先，收料辊完成原点定位，准备收卷油毛毡（定位的目的是将豁口对准送来的油毛毡以便其进入后固定）；

   其次，收料辊在张力控制下收卷油毛毡。这一过程中，送料辊上的编码器反馈位置信号给PLC以便确定已送油毛毡的长度，到达指定长度后，PLC发出停止指令，收料辊停止；

   最后，切刀对油毛毡进行切割，然后收料辊再次启动，继续完成剩余油毛毡的收卷，这一过程使用脉冲跟随控制，然后完成油毛毡打包。

2  变频器控制模式

2.1单点定位

   在FOCPG模式下，预先设置一个位置（参数10-19），定义一个MI点为单点定位功能（d35），并且定义一个MO点为位置到达（d39），在变频器运行过程中触发这一MI点，变频器便开始执行单点定位，最终在指定点停下来，同时触发MO点为ON。

                              图2 单点定位控制图

2.2 脉冲跟随控制

   FOCPG模式下，定义一个MI点为脉冲跟随功能（d37）并定义一个MO点为位置到达（d39），从接收到脉冲指令后，变频器开始加速至脉冲频率，脉冲发完后，变频器开始减速，并继续走完未走完的脉冲数直到停止下来，然后触动MO点为ON。

                         图3　脉波命令全程位置控制图

3  转矩控制

   定义控制模式为转矩控制。

   如果要从速度模式切换至转矩模式，可以通过通讯方式修改00-10＝2或者定义一个MI点为TQC/FOC切换功能（d26，另需设置11-42＝1）。

   矩模式下启动时，变频器依转矩命令（11-34）跑到目标扭力或速度限制。

4  主要参数

在完成自学习和惯量测试后，主要设置参数如表1。

表1　变频器主要参数

5  调试步骤

   调试过程主要分以下几步：首先是电机自学习：设置电机参数，进行动态或静态自学习；其次进行惯量测试，包括：设置编码器参数；设置00-11=3；设置加减速时间01-12、01-13（尽可能短）；设置11-00=2，F=33；通过正反转运行，直至11-01变化不大为止，设置11-00=1。

   第三，设置单点定位功能的相关参数：02-05=35、10-19＝0及其它参数，测试单点定位功能是否正常；

   第四，设置脉冲跟随功能的相关参数：02-06=37、10-16＝3及其它参数，测试脉冲跟随功能是否正常；

   第五，设置转矩控制功能的相关参数：02-04=26、11-33=2、11-36=1、03-01＝2、11-42＝1及其它参数，测试转矩控制是否正常。

需要特别注意的是：调试的基础是FOCPG模式，因此，务必保证FOCPG模式运行正常；同时注意预防干扰问题。

6  结束语

   台达C2000是一款通用型的变频器，功能全面，不仅能做速度控制，也能做转矩控制；不仅能做定位控制，也能做位置控制。这极大的促进了C2000变频器在切割包装行业的应用。

   通过测试，台达C2000很好地完成了对收料辊的控制，满足了客户的需求。C2000控制性能良好，相对于伺服控制成本降低；变频器功率范围比伺服大，可以用在较大功率负载上；此应用方案有一定的推广价值，可推广到其它类似产品的切割和包装。

作者简介：

毛明川，男，生于1986年，毕业于南京航空航天大学，电子信息科学与技术专业。现任台达集团--中达电通股份有限公司变频器产品处应用工程师，从事变频器产品在SI行业的应用和推广，拥有多年行业经验。