VFD-VTYPE变频器在印刷张力控制上的应用

　　一、 简介:

　　凹版印刷机由于传动和对版等的需要，对张力的控制具有很高的要求，尤其是高速机种，张力控制精度要求在几(牛.米)之内(印刷机的张力在几十牛到几百牛之间)。以往国产多套色凹板印刷机的张力控制多采用磁粉离合器进行控制，这种控制方式具有运行可靠，控制简单的优点;同时有运行发热量大、磨损严重、控制精度差等缺点，尤其是在印刷机速度上200米以上时，就无法采用这种控制方式。纵观国外进口的先进印刷机，几乎无一例外的采用了变频器张力控制系统，这种控制方式的特点是：运行可靠、机械磨损小、控制精度高，适用于高速多套色凹版印刷机上，下面详细介绍一种采用台达VFD-V系列纯矢量型变频器实现凹版印刷机4段张力控制的案例。

　　二、 控制原理：

　　印刷机要求的张力控制，主要是指对放卷到前牵引辊、前牵引辊到第一套色、最后套色到后牵引辊、后牵引辊到收卷四段张力的控制。具体的结构框图请参见下图所示：

　　速度内环：除上所说四段张力外，印刷机还存在各印刷辊之间的张力，但各印刷辊之间是由一个主电机牵引长轴驱动(伺服无轴驱动印刷辊的除外)，各辊之间的张力由机械保证。在印刷机中，张力的形成是由于各传动辊之间的速度差造成的，因此，控制张力首先要控制速度。本系统以主电机驱动的印刷辊为主速度，其它各传动辊为随动。具体说，就是在一印辊前的前牵引、放卷的线速度依次比一印辊的线速度稍慢;在最后套色辊后的后牵引和收卷的线速度依次比最后套色辊慢(.5%-1%左右)。为达到以上目的，在一印辊上安装编码器，由PLC计算出线速度后按速差经D/A给定前牵引变频器，同样，PLC采样前牵引辊上的编码器计算后给定放卷变频器。从最后套色辊到收卷的速度给定方式相同。之所以用前级辊上的编码器采样后作为后级传动变频器的给定依据，是因为虽然前后级之间的线速度相差不大，但电机转速确相差很大，尤其在加速时，各电机的加速时间不等，如直接给定各电机速度容易造成瞬间大的速差。同样，为提高各电机的速度随动性和速度精度，变频器选用台达V系列矢量型变频器，在各传动辊上安装编码器，将编码器信号反馈到变频器的PG卡上，形成速度闭环控制。

　　线速度算法：对于印刷辊和牵引辊的线速度可采样计算出转速n,线速度L=2nxлxr

　　r为棍子半径。

　　对于放卷线速度计算，首先要算出放卷辊的半径;采用测量放卷辊每放一圈时前牵引编码器走的脉冲增量M,则放卷半径

　　r=MxK/2л, K为每米/脉冲，