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吹膜機生產的膜適用於各種薄膜包裝。這種膜由於其阻隔性好，保鮮，防濕，防霜凍，隔氧，耐油，可廣泛用於輕重包裝。如各種鮮果、肉食品、醬菜、鮮牛奶、液體飲料、醫藥用品，甚至農用薄膜等。這次主要是在變頻器力矩控製方式替換某日係品牌變頻器的成功案例，並已取得批量出貨。
1 吹膜機原理
吹chui膜mo機ji是shi將jiang塑su膠jiao粒li子zi加jia熱re融rong化hua再zai吹chui成cheng薄bo膜mo，將jiang幹gan燥zao的de聚ju乙yi烯xi粒li子zi通tong過guo下xia料liao鬥dou進jin入ru螺luo杆gan，然ran後hou通tong過guo螺luo杆gan將jiang塑su膠jiao粒li子zi向xiang前qian推tui移yi，推tui移yi過guo程cheng中zhong，由you於yu塑su膠jiao與yu螺luo杆gan、sujiaoyujitongzhijiandemocayijilizijiandepengzhuangmoca，heliaotongwaibujiarezhuburonghua。rongrongdesujiaojitoumokouchulai，jingfenghuanlengque，chuizhanghoujingguorenzidangban，heqianyinguntongyachengbomoshoujuanchengtong。吹膜機的出料速度可達20～100m/min，甚至最高達200m/min以上。多層共擠吹薄膜機生產出的薄膜具有高透明、耐穿刺、高韌性、低溫熱切性佳、複合牢度佳、防卷曲性等特點。
圖1 吹膜機
2 吹膜機的機械結構
吹膜機的機械結構主要由三部分組成：擠出機、吹膜定形機構和收卷機構，其結構示意圖如圖2。
圖2 吹膜機結構示意圖
2.1 擠出機
主要由螺杆、加熱筒、料鬥、減速機及驅動電機組成，驅動電機采用變頻調速，通過帶動減速器使螺杆在加熱筒中作旋轉運動；塑膠顆粒從料鬥進入螺杆加熱筒，並且在被外部加熱的情況下熔化，熔融的塑膠經三通過濾從模頭模口擠來。
2.2 吹膜定形機構
由模頭、冷卻風環裝置、風管、鼓風機、牽引架、人字板、牽引輥等組成，牽引輥主要是為了保證恒定的吹膜成形的拉伸速度。為了滿足生產過程中對塑膠薄膜包裝材料一些特殊功能的需要，將多種特性材料，如透氣、防水、保溫、韌性等，吹膜並共擠在一起，形成多功能的塑膠薄膜。
2.3 收卷機構
由輔助牽引輥、收料架、分切刀、收卷棍A、收卷棍B、一台輔助牽引電機和兩台收卷電機等組成。輔助牽引輥的作用是對生産材料產生一個向前的拉力，以保證薄膜恒定的線速度送出；收卷棍A和B是卷取薄膜的主要機構，負責把分切好的兩層薄膜分別收卷成型；而恒定的收卷力是整個收卷機構的關鍵，最終會影響薄膜收卷的質量。
圖3 收卷機構
圖4 收卷機構示意圖
3 TQC Sensorless控製原理圖
TQC Sensorless控製原理圖圖圖5所示。
圖5 TQC Sensorless控製原理
4 方案選型
表1為收卷機構選型型號。
表1 收卷機構選型型號
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序號
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機構
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型號
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1
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擠出電機A
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VFD185B43A
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2
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擠出電機B
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VFD185B43A
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3
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主牽引輥
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VFD037C43A
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4
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輔助牽引輥
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VFD022C43A
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5
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收卷機構A
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VFD015C43A
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6
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收卷機構B
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VFD015C43A
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5 C2000變頻器參數調整
5.1 主牽引輥變頻器VFD037C43A
相關參數如表2所示。
表2 主牽引輥變頻器VFD037C43A相關參數
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Pr. No
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Description
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Data
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Note
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|
00-10
|
控製模式
|
0
|
速度模式
|
|
00-11
|
速度模式控製選擇
|
0
|
V/F（感應電機 V/F 控製）
|
|
00-20
|
頻率指令來源設定（AUTO）
|
2
|
由外部模擬輸入（參數03-00）
|
|
00-21
|
運轉指令來源設定（AUTO）
|
1
|
外部端子操作
|
|
01-12
|
第一加速時間設定
|
5.0
|
sec （具體值視實際情況調整）
|
|
01-13
|
第一減速時間設定
|
2.00
|
sec （具體值視實際情況調整）
|
|
03-00
|
AVI 模擬輸入功能選擇
|
1
|
頻率命令
|
|
03-20
|
多功能輸出1 (AFM1)
|
0
|
輸出頻率 (Hz)
|
5.2 輔助牽引輥（與主牽引輥傳動比一樣）變頻器VFD022C43A
（1）脫開負載，在V/F速度模式下動態偵測電機特性：05-00=1，運行變頻器，進入動態偵測。
（2）設定00-13=2，再進行“感應電機”磁通曲線動態量測05-00=6，再次運行變頻器，進入磁通曲線動態量測。
（3）隨後設定05-00=12，運行變頻器，做電機的慣量估測，完畢後設定和確認參數，具體如表3所示。
表3 輔助牽引輥參數設置
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Pr. No
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Description
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Data
|
Note
|
|
00-10
|
控製模式
|
2
|
轉矩模式
|
|
00-13
|
轉矩模式控製選擇
|
2
|
TQC Sensorless
(感應電機無感測轉矩控製)
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|
00-20
|
頻率指令來源設定（AUTO）
|
2
|
由外部模擬輸入（參數03-00）
|
|
00-21
|
運轉指令來源設定（AUTO）
|
1
|
外部端子操作
|
|
01-12
|
第一加速時間設定
|
3.0
|
sec （具體值視實際情況調整）
|
|
01-13
|
第一減速時間設定
|
2.00
|
sec （具體值視實際情況調整）
|
|
03-00
|
AVI 模擬輸入功能選擇
|
1
|
頻率命令
(轉矩控製模式下的轉速限製)
|
|
03-02
|
AUI 模擬輸入功能選擇
|
2
|
轉矩命令
|
|
03-20
|
多功能輸出1 (AFM1)
|
0
|
輸出頻率 (Hz)
|
|
11-33
|
轉矩命令來源
|
2
|
模擬量信號（參考03-00）
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|
11-36
|
速度限製選擇
|
0
|
參考參數11-37/11-38
|
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11-37
|
轉矩控製正向速度限製
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60
|
%
|
|
11-38
|
轉矩控製反向速度限製
|
30
|
%
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5.3 收卷機構變頻器VFD015C43A
2台收卷機構變頻器VFD015C43A，設定參數與輔助牽引輥相似：
（1）脫開負載，在V/F速度模式下動態偵測電機特性：05-00=1，運行變頻器，進入動態偵測。
（2）設定00-13=2，再進行“感應電機”磁通曲線動態量測05-00=6，再次運行變頻器，進入磁通曲線動態量測。
（3）再把05-00=12，運行一下變頻器，做電機的慣量估測，完畢後設定和確認以下參數。
表4 收卷機構變頻器VFD015C43A
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Pr. No
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Description
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Data
|
Note
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|
00-10
|
控製模式
|
2
|
轉矩模式
|
|
00-13
|
轉矩模式控製選擇
|
2
|
TQC Sensorless
(感應電機無感測轉矩控製)
|
|
00-20
|
頻率指令來源設定（AUTO）
|
2
|
由外部模擬輸入（參數03-00）
|
|
00-21
|
運轉指令來源設定（AUTO）
|
1
|
外部端子操作
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|
01-12
|
第一加速時間設定
|
3.0
|
sec （具體值視實際情況調整）
|
|
01-13
|
第一減速時間設定
|
2.00
|
sec （具體值視實際情況調整）
|
|
03-00
|
AVI 模擬輸入功能選擇
|
1
|
頻率命令
(轉矩控製模式下的轉速限製)
|
|
03-02
|
AUI 模擬輸入功能選擇
|
2
|
轉矩命令
|
|
03-11
|
AVI 模擬輸入增益
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83
|
%（具體值視實際傳動比調整）
|
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11-33
|
轉矩命令來源
|
2
|
模擬量信號（參考03-00）
|
|
11-36
|
速度限製選擇
|
0
|
參考參數11-37/11-38
|
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11-37
|
轉矩控製正向速度限製
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80
|
%
|
|
11-38
|
轉矩控製反向速度限製
|
30
|
%
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圖6 收卷機各功能示意圖
6 應用效果
在現場經過測試和參數調整後，基本滿足要求。C2000變頻器在客戶要求的輸出力矩範圍內，測試靜態張緊薄膜、動態全速50Hz輸出、收卷薄膜材料等均能保證穩定收卷張力，沒有抖動現象，因而客戶對其控製效果表示滿意。
7 結束語
之前我們曾經使用過VE係列變頻器，加PG卡以及編碼器反饋電機轉速，做FOC+PG的張力控製。對此，客戶反映在電機上安裝編碼器不方便，若購買加編碼器的電機成本又相對高，而且後期的編碼器若損壞維護不方便。此外，調試工作量大，難度大，對調試人員的技術要求比較高，推廣困難。現測試C2000係列變頻器的TQC Sensorless控製方式無需PG卡和電機編碼器反饋，以及張力傳感器反饋，即可實現無傳感器轉矩控製，參數調整少，簡單易用，方便推廣。既省下了張力傳感器、編碼器和PG卡ka的de成cheng本ben，又you減jian少shao了le維wei護hu成cheng本ben和he故gu障zhang發fa生sheng點dian，因yin此ci客ke戶hu對dui此ci比bi較jiao滿man意yi和he認ren同tong。但dan這zhe種zhong屬shu於yu開kai環huan轉zhuan矩ju控kong製zhi，用yong在zai收shou放fang卷juan張zhang力li控kong製zhi時shi用yong戶hu需xu要yao根gen據ju卷juan徑jing和he本ben身shen收shou放fang卷juan過guo程cheng中zhong質zhi量liang變bian化hua，自zi行xing調tiao整zheng所suo需xu的de轉zhuan矩ju命ming令ling。C2000的TQC_Sensorless在收放卷的力矩控製功能已初步試用完成，並在當地客戶小批量出貨，到目前為止客戶都反映效果很好。
作者簡介：
林星華，出生於1974年2月，畢業於廣東工業大學機電一體化專業，具有十多年的自動化領域技術和服務經驗，目前就職於中達電通華南大區，負責台達PLC、HMI、AMD、AIC、ASD等機電產品的技術支持。
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