油毛毡切割包装机应用重载变频器设计方案

油毛毡切割包装机的功能是将油毛毡的切割和简单的包装，这是一种控制复杂的机械，同时涉及定位和张力控制等工控领域知识。而作为融合了控制、传动和通信等三个核心的三科SKI600通用重载变频器，同时集主站、控制、总线、飞剪、防护等功能于一身，则能正好能够很好的满足这一控制需求。

SKI600三科通用重载变频器具有以下基本特点：

1）通信速度快：内置 CANopen现场总线和 MODBUS，可选购多种通信模块，适用于大型工程项目。

2）控制多样化:速度/扭矩/位置控制模式，标准液晶显示器，可选发光二极管。穿墙安装，系统保护级别提高。

3）节约成本与空间:内建10 K容量 PLC，做 CANopen主站，异步电机和同步电机控制一体化，高效节能。

4）过负载能力超强:普通负荷的额定输出电流：120%,1分时；150%,1分时，重负荷的额定输出电流。

5）运行稳定节能：内置直流反应器(≥37 kW)与制动装置(≥30 kW)、DC-BUS直流母线可以并行使用。

图1 油毛毡切割包装机

一、油毛毡切割包装机的工作流程

第一个步骤，收料辊完成原点定位，准备收卷油毡(定位的目的是将开口对准送来的油毡，使其进入固定状态)；

第二个步骤，收料辊通过张力控制来收卷油毡。在此过程中，送料辊上的编码器反馈定位信号给 PLC以确定所送油毡的长度，到达指定长度后， PLC发出停止收料辊令。

最终，将油毡切削用刀子，然后重新启动收料辊，继续完成剩余油毡的收卷，利用脉冲跟踪控制，再完成油毡包装。

二、变频器控制模式

（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）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

三、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）。

转矩模式下启动时，变频器依转矩命令（11-34）跑到目标扭力或速度限制。

四、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

五、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。

（1），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；

（2），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；

（3），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

三科SKI600是一款通用型的重载变频器，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SKI600重载变频器在切割包装行业的应用。

经过测试，三科SKI600通用型重载变频器能较好地完成收料辊的控制，满足用户要求。与伺服控制相比，SKI600具有良好的控制性能，既降低了成本，而且变频器功率范围比伺服更大，可用于更大的功率负载；该方案具有一定的推广价值，可用于其他类似产品的切割、包装。