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丹佛斯FC302係列驅動器在真空鍍膜機上的應用
The Application of Danfoss FC302 Series Driver in Vacuum Coating Machine
摘要：懸浮式高真空卷繞式鍍膜機是包裝工業的關鍵設備之一，其卷繞控製對張力精度、加減速時間要求都很高。丹佛斯FC302係列伺服性能驅動器加上新一代MCO305gaosuyundongkongzhiqi，nengyifenbushidefangshishixiankuaisuzhuansujiancehejuanjingjisuan，bingtigonggaojingdudezhuanjukongzhi，henhaodimanzulezhenkongdumojidejuanraokongzhiyaoqiu。benwenjiudanfosiFC302係列驅動器在真空鍍膜機上的應用加以詳細論述。
關鍵詞：中心卷繞 張力控製
Abstract: Suspending high vacuum rolling filming machine is one of the key equipment in package industry. It request high tension precision and fast acceleration. FC302 series high performance driver add MCO305 motion control card can fast calculate the speed and the roll diameter by distributed mode, provide high precision torque control performance. It can satisfy the request of winding control. The thesis describing the application of Danfoss FC302 series driver used in high vacuum rolling filming machine in details.
Keywords: E-CAM Mark Fixed Length Cut
引言：懸(xuan)浮(fu)式(shi)高(gao)真(zhen)空(kong)卷(juan)繞(rao)式(shi)鍍(du)膜(mo)機(ji)的(de)卷(juan)繞(rao)控(kong)製(zhi)要(yao)求(qiu)高(gao)精(jing)度(du)的(de)轉(zhuan)矩(ju)控(kong)製(zhi)，以(yi)前(qian)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)直(zhi)流(liu)驅(qu)動(dong)，但(dan)是(shi)隨(sui)著(zhe)交(jiao)流(liu)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)的(de)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan)，現(xian)在(zai)逐(zhu)步(bu)采(cai)用(yong)交(jiao)流(liu)永(yong)磁(ci)同(tong)步(bu)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)或(huo)交(jiao)流(liu)異(yi)步(bu)電(dian)機(ji)驅(qu)動(dong)。丹(dan)佛(fo)斯(si)FC302xiliequdongqijuyousifujidequdongxingneng，qudongjiaoliuyibudianjiyeyoushixianpingwendezhuanjukongzhi，weizhegexingyetigongleyizhongyiyongdejiejuefangan，yonghuzhixuyaoshezhijigejiandandecanshu，jiunengmanzushijishengchanxuqiu，caozuohetiaoshiyefeichangjianbian。
一、懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的傳動結構：
圖1為3驅動懸浮式高真空卷繞式鍍膜機的典型傳動結構，其中：
M1為冷卻輥，直徑恒定，由一台FC302驅動，冷輥的速度即為鍍膜的線速度。
M2為收卷輥，中心卷繞，直徑逐步變大，由一台FC302驅動，提供收卷張力。
M3為放卷輥，中心卷繞，直徑逐步變小，由一台FC302驅動，提供放卷張力。
冷卻輥和收卷輥的轉向是固定的，但是放卷輥由於卷筒卷繞方向不同，工作時有正、反兩種轉向，對應反、正兩種轉矩。
真空鍍膜機傳動係統的特點：
1. 由於真空室狹小，無法安裝張力檢測裝置，所以收、放卷張力完全要靠收、放卷驅動的電機直接控製。因此收、放卷驅動器都工作於轉矩工作模式。對於較輕較薄的材料，收卷還必須有張力錐度功能。
2. 由於工藝方麵的原因，起主傳動作用的冷卻輥上沒有壓輥，因此冷卻輥隻能靠摩擦力帶動薄膜；收、放卷張力相差較大時，薄膜很容易在冷卻輥上打滑。如何防止打滑是驅動控製方麵的難題。
二、控製係統結構：
收卷用丹佛斯FC302+MCO305，MCO305上有主、從兩個編碼器接口，主編碼器接口信號來自冷卻輥電機編碼器，負責采集線速度信號；從編碼器信號來自本機電機編碼器，采集本機轉速，並作磁通矢量控製的反饋源。
放卷的配置與控製方法與收卷的基本相同。
冷卻輥控製相對比較簡單，主要負責恒線速度控製與計米。
PLC負責一般的數字邏輯控製，所有計算全部在運動控製器MCO305內完成。運動控製器MCO305的詳細資料請參見參考文獻[2]。
卷徑計算：
根據線速度相同原理：  可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。
收卷張力錐度控製：
有了當前卷徑值，和張力錐度設定值，就能計算當前張力。張力與卷徑的關係如圖3所示，當張力錐度為0時，張力保持恒定不變，相當於恒張力控製；當張力錐度為100%時，卷徑每增大1倍，張力就下降一半，相當於恒轉矩控製。
計算公式如下：  
其中：D為當前卷徑
Dmin為最小卷徑
Tap為張力錐度
Tref為追小卷徑時的張力錐度參考值
當Tap=0時，Ttap = Tref
當Tap=1時，Ttap =  加減速轉矩和摩擦轉矩：
為了實現高精度的張力控製，程序中還必須加入摩擦轉矩和加減速轉矩補償。
加速轉矩Tβ = β×J
其中,β為角加速度；
轉動慣量J = 
三、結束語：
現場實際運行證明丹佛斯FC302驅動器+MCO305yundongkongzhiqidejiejuefanganwanquannenggoumanzuzhenkongdumojidejuanraokongzhiyaoqiu。zhengjijiajiansusuduchaoguoyuanlaidekongzhifangshi，dadajianshaoleyuancailiaodelangfei。kongzhixitongtiaoshihecanshushezhidoubijiaofangbian。zuilingkehumanyideshidianjikeyicaiyongbijiaojingjidejiaoliuyibudianji，zaizhanglikongzhijingduyaoqiugenggaodechanghecaixuyaoshengjishiyongjiaoliuyongcitongbudianji。youyuFC302既能驅動異步電機，又能驅動同步電機，係統升級時隻需簡單地更換電機即可。
參考文獻
[1] FC300 Design Guide. MG33BC02. Danfoss
[2] MCO305 Design Guide. MG33L502. Danfoss
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