引言

隨著變頻技術(shù)的發(fā)展，張力變頻器在膠印機(jī)上得到越來越廣泛的應(yīng)用，并且在單一的驅(qū)動功能的基礎(chǔ)上導(dǎo)入了智能控制技術(shù)，從而引領(lǐng)了張力控制的新方向。

1 膠印機(jī)簡介

膠版印刷機(jī)，簡稱膠印機(jī)，也叫柔版印刷機(jī)。

是將制作好的圖文印版(一般為膠質(zhì)材料)貼在滾筒上，通過網(wǎng)紋輥(也叫網(wǎng)轆)傳遞油墨的印刷方式，將凸出的圖文轉(zhuǎn)印在承印物上的印刷設(shè)備。通常主要應(yīng)用在紙張、薄膜、無紡布材料的包裝印刷上。其按機(jī)械結(jié)構(gòu)分類，主要有平座膠印機(jī)和天橋膠印機(jī);按印刷顏色種類，分為單色機(jī)、二色機(jī)、六色機(jī)等。一般是所印顏色越多，對套色的位置精度相對越高，因此對恒定的張力控制要求也會較高。

2 傳統(tǒng)的張力控制

2.1 控制系統(tǒng)的構(gòu)成

傳統(tǒng)的放卷張力控制是采用張力控制器與磁粉制動器工作的;其收卷張力是采用力矩控制器與力矩電機(jī)來完成控制的。主機(jī)的傳動控制使用普通變頻器和異步電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

2.2 傳統(tǒng)方案的缺點(diǎn)

傳統(tǒng)的張力控制方式，雖然在某種程度上滿足了張力控制的要求，但在實(shí)際應(yīng)用過程中存在以下缺陷。

1)磁粉制動器是根據(jù)電磁原理，利用磁粉傳遞轉(zhuǎn)矩的，制動是依靠磁粉所產(chǎn)生的摩擦力來實(shí)現(xiàn)的，高速運(yùn)行時(shí)，磁粉所產(chǎn)生的摩擦力較大，產(chǎn)生的高溫使離合器發(fā)熱而影響其使用壽命。這樣容易導(dǎo)致磁粉老化、退磁，使原控制張力變小，給設(shè)備維護(hù)帶來不便。

2)力矩電機(jī)常需要手動調(diào)速，操作不方便，長時(shí)間運(yùn)行時(shí)力矩電機(jī)發(fā)熱也較高，其控制器也較易損壞，可靠性不高。

3 張力變頻控制方案

英威騰CHV170 張力變頻器不僅具備傳統(tǒng)變頻器的驅(qū)動功能，還具有張力控制與運(yùn)算的功能，可克服以上傳統(tǒng)張力控制的劣勢。結(jié)合已在東莞某印刷機(jī)械公司的成功推廣經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)了CHV170張力型變頻器在膠印機(jī)應(yīng)用的解決方案。

3.1 膠印機(jī)傳動流程圖

膠印機(jī)傳動主要由主機(jī)傳動、放卷部分與收卷部分組成。收卷一般采用中心軸或表面收卷，放卷通常采用中心軸放卷。傳動輥是輔助傳動機(jī)構(gòu)，圖文印刷由主機(jī)傳動部分來完成。膠印機(jī)傳動流程圖如圖1 所示。

3.2 變頻控制系統(tǒng)說明

膠印機(jī)變頻控制接線圖如圖2所示。

張力變頻系統(tǒng)原理框圖如圖3 所示。

膠印機(jī)的傳動系統(tǒng)采用無張力反饋的轉(zhuǎn)矩控制來完成，屬張力開環(huán)控制，其張力的控制功能由變頻器內(nèi)部自身來完成。主機(jī)變頻器的速度由電位器通過AI1 通道進(jìn)行調(diào)節(jié)，系統(tǒng)運(yùn)行后，主機(jī)將主速度脈沖信號通過高速脈沖輸出口HDO輸出，傳送到放卷變頻器與收卷變頻器的脈沖輸入口HDI1 作為其同步速度的給定。采用脈沖傳送的優(yōu)點(diǎn)是能避免在傳輸過程中其他信號對速度信號的干擾。

放卷與收卷張力的大小分別由各自的AI2 通道的電位器進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過變頻器輸出口AO 連接到數(shù)顯儀表上，直觀顯示其設(shè)定的張力的大小。

3 臺變頻的繼電器常開點(diǎn)輸出變頻器的故障信號。系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，放卷與收卷電機(jī)速度不但與主機(jī)速度同步，還與當(dāng)前卷徑大小有關(guān)。

系統(tǒng)工作時(shí)，收卷處于電動狀態(tài)，放卷處于發(fā)電狀態(tài)。通過共接直流母線的方法，使系統(tǒng)在停止時(shí)，變頻器不會出現(xiàn)跳過壓的故障。正常運(yùn)行時(shí)，再生能源傳給處于電動狀態(tài)的電機(jī)，達(dá)到節(jié)能的效果。收放卷變頻器均配置PG卡和編碼器，能使電機(jī)在低頻旋轉(zhuǎn)時(shí)速度均勻，提高轉(zhuǎn)矩控制的精度。收放卷變頻器的反轉(zhuǎn)開關(guān)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，靈活方便。

3.3 張力變頻控制方案的優(yōu)點(diǎn)

1)收放卷張力調(diào)整簡便，張力與同步控制均在變頻器中完成，可靠性與穩(wěn)定性大大提高;

2)采用矢量控制，動態(tài)響應(yīng)快、控制精度高，加減速時(shí)張力恒定，避免出現(xiàn)套色錯(cuò)位;

3)張力變頻器的使用壽命長，系統(tǒng)使用與維護(hù)十分簡便;

4)通過變頻器的脈沖傳送數(shù)據(jù)，可省掉在PLC控制場合所需的模擬量模塊，節(jié)省成本。

3.4 調(diào)試過程及參數(shù)設(shè)置

1)斷開負(fù)載，輸入電機(jī)銘牌參數(shù)(電機(jī)額定功率、額定轉(zhuǎn)速、額定電壓、額定電流)，裝好編碼器，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)參數(shù)自學(xué)習(xí);

2)對有PG矢量控制的運(yùn)行，包括零速(0.00 Hz)、低速(0.5 Hz)、中速(20 Hz)、高速(50 Hz)均能保持運(yùn)行穩(wěn)定，不出現(xiàn)抖動現(xiàn)象;

3)將收放卷變頻器的P0.17 設(shè)為3，按“RUN”鍵進(jìn)行轉(zhuǎn)矩自學(xué)習(xí);

4)變頻器參數(shù)設(shè)置如表1、表2、表3 所列。

3.5 常遇問題與處理方法

1)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不均勻?？蓹z查編碼器的接地是否接到PG 卡的COM 端，編碼器是否工作正常(可用萬用表量測編碼器的A 相與B 相電壓是否均達(dá)到DC 5 V以上)。尤其是在低速運(yùn)行時(shí)若有抖動，可減小P3.00 的值，觀察工作電流是否平

穩(wěn)。另外還須檢查機(jī)械傳動自身的問題，如鏈輪是否有偏離，鏈條是否過松等。

2)變頻運(yùn)行時(shí)電機(jī)抖動很大。檢查編碼器是否反相(調(diào)整P3.11 的值)，編碼器線數(shù)設(shè)置是否正確。

3)不同速度運(yùn)行時(shí)，收卷或放卷的張力大小不相同?？蓹z查是否已進(jìn)行轉(zhuǎn)矩自學(xué)習(xí)，以消除慣量補(bǔ)償?shù)挠绊憽?/p>

4)收卷或放卷跟不上主機(jī)的速度?？稍谥鳈C(jī)低速運(yùn)行時(shí)，適當(dāng)調(diào)高相應(yīng)的收卷或放卷的張力，達(dá)到張力的恒定。

4 結(jié)語

膠印機(jī)采用英威騰CHV170 進(jìn)行技術(shù)改造后，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)可靠，印刷質(zhì)量大幅提高。又因采用張力開環(huán)控制，張力控制與同步控制均在變頻器中完成，使收放卷調(diào)速簡便，便于系統(tǒng)維護(hù)。

所有這些都滿足了用戶的要求，也給英威騰變頻器的推廣應(yīng)用帶來更大的市場空間。