丹佛斯FC302变频器在包装工业真空镀膜机绕卷控制上的应用

悬浮式高真空卷绕式镀膜机的卷绕控制要求高精度的转矩控制，以前一般采用直流驱动，但是随着交流驱动技术的飞速发展，现在逐步采用交流永磁同步伺服电机或交流异步电机驱动。丹佛斯FC302系列驱动器具有伺服级的驱动性能，驱动交流异步电机也有实现平稳的转矩控制，为这个行业提供了一种易用的解决方案，用户只需要设置几个简单的参数，就能满足实际生产需求，操作和调试也非常简便。

一、悬浮式高真空卷绕式镀膜机的传动结构：

其中：
M1为冷却辊，直径恒定，由一台FC302驱动，冷辊的速度即为镀膜的线速度。
M2为收卷辊，中心卷绕，直径逐步变大，由一台FC302驱动，提供收卷张力。
M3为放卷辊，中心卷绕，直径逐步变小，由一台FC302驱动，提供放卷张力。
冷却辊和收卷辊的转向是固定的，但是放卷辊由于卷筒卷绕方向不同，工作时有正、反两种转向，对应反、正两种转矩。
真空镀膜机传动系统的特点：

由于真空室狭小，无法安装张力检测装置，所以收、放卷张力完全要靠收、放卷驱动的电机直接控制。因此收、放卷驱动器都工作于转矩工作模式。对于较轻较薄的材料，收卷还必须有张力锥度功能。
由于工艺方面的原因，起主传动作用的冷却辊上没有压辊，因此冷却辊只能靠摩擦力带动薄膜；收、放卷张力相差较大时，薄膜很容易在冷却辊上打滑。如何防止打滑是驱动控制方面的难题。

二、控制系统结构：

收卷用丹佛斯FC302+MCO305，MCO305上有主、从两个编码器接口，主编码器接口信号来自冷却辊电机编码器，负责采集线速度信号；从编码器信号来自本机电机编码器，采集本机转速，并作磁通矢量控制的反馈源。
放卷的配置与控制方法与收卷的基本相同。
冷却辊控制相对比较简单，主要负责恒线速度控制与计米。
PLC负责一般的数字逻辑控制，所有计算全部在运动控制器MCO305内完成。运动控制器MCO305的详细资料请参见参考文献[2]。

卷径计算：
根据线速度相同原理：D1*N1=D2*N2=D3*N3

可以推算收卷卷径和放卷卷径。

收卷张力锥度控制：
有了当前卷径值，和张力锥度设定值，就能计算当前张力。张力与卷径的关系如图3所示，当张力锥度为0时，张力保持恒定不变，相当于恒张力控制；当张力锥度为100%时，卷径每增大1倍，张力就下降一半，相当于恒转矩控制。

三、结束语：
现场实际运行证明丹佛斯FC302驱动器+MCO305运动控制器的解决方案完全能够满足真空镀膜机的卷绕控制要求。整机加减速速度超过原来的控制方式，大大减少了原材料的浪费。控制系统调试和参数设置都比较方便。最令客户满意的是电机可以采用比较经济的交流异步电机，在张力控制精度要求更高的场合才需要升级使用交流永磁同步电机。由于FC302既能驱动异步电机，又能驱动同步电机，系统升级时只需简单地更换电机即可。

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