放線(xiàn)架設備主要應用于線(xiàn)纜行業(yè)，線(xiàn)纜要從放卷盤(pán)穩定高效的牽引至其他設備，對放線(xiàn)架的控制有較高的要求。放線(xiàn)架一般采用電位器位置反饋和具有雙向PID調節功能的變頻器，實(shí)現對放卷盤(pán)的雙向運轉控制。丹佛斯FC360具有雙向PID調節功能，在放卷方面有著(zhù)很好的應用，在線(xiàn)纜行業(yè)有著(zhù)優(yōu)越的表現。
本文介紹了丹佛斯FC360變頻器，在放線(xiàn)架控制上的三種應用，并簡(jiǎn)述了開(kāi)發(fā)過(guò)程。
一、 工藝介紹：
放線(xiàn)架的主要機械結構如下圖所示：
如圖中所示；設備主要包含導輪支架，0-10V電位器，收卷電機，丹佛斯FC360變頻器。FC360根據擺桿位置反饋控制放卷電機的轉速快慢和方向正反，使得放線(xiàn)速度和牽引速度保持同步，并使得擺桿在某個(gè)位置穩定，放線(xiàn)速度穩定恒速。
二、 應用案例
1、 應用一
1）、工藝要求
a、啟動(dòng)時(shí)，放卷電機能反轉，線(xiàn)纜進(jìn)行預緊，保持擺桿在50%位置穩定；
b、穩定、快速的PID調節性能，迅速響應主機速度變化
c、斷線(xiàn)停機機制
d、停機時(shí)進(jìn)行電流夾持，位置穩定
此要求適用于小型放線(xiàn)架。
2）、FC360變頻器接線(xiàn)圖
3）、控制方案
FC360控制模式（P1-00）采用閉環(huán)過(guò)程控制方式，主給定來(lái)自變頻器本身多段速度當前預置值，反饋信號來(lái)自擺桿所連接的電位器信號0-10VDC（端子50、53、55接的電位器），過(guò)程控制反饋源（P7-20參數）選擇53號端子，這樣可以實(shí)現PID的雙向作用。PID的作用方向選擇反作用，因為這是一個(gè)正反饋系統。
丹佛斯FC360變頻器在過(guò)程控制時(shí)給定是以工程量為單位的，本事例是以%為單位的，這樣就很方便的將擺桿最大位置設定為100%（對應于擺桿電位計10VDC）。擺桿50%位置為PID的給定，因此在變頻器參數P3-10.0中設置50%為預置位置，并將P1-62參數設為0，在運行過(guò)程中，擺桿位置將會(huì )穩定在50%位置。
放線(xiàn)過(guò)程中，FC360根據反饋位置與預置位置進(jìn)行PID調節運算，確定電機的轉速與轉向。當出現斷線(xiàn)情況，擺桿由于重力作用將下落，位置反饋值會(huì )超出設定的允許范圍。如果將變頻器的繼電器1的輸出功能設為“反饋值超出范圍”，這時(shí)繼電器1就會(huì )動(dòng)作。根據接線(xiàn)圖1，繼電器1動(dòng)作時(shí)，端子01/03將斷開(kāi)，斷開(kāi)自動(dòng)運行控制回路，變頻器將會(huì )立即停止輸出，同時(shí)端子01/02將閉合，將報警信號送給上位機。
放線(xiàn)架開(kāi)機時(shí)，操作人員先將運行開(kāi)關(guān)打到“ON”的位置，然后一邊穿線(xiàn)一邊手動(dòng)將擺桿位置移動(dòng)到正常運行位置范圍內，解除繼電器1的警告輸出，變頻器就能啟動(dòng)運行了。
應客戶(hù)需求，需要在正常停機時(shí)，線(xiàn)纜依然保持靜止狀態(tài)，放卷盤(pán)不會(huì )被線(xiàn)纜或者其他機構拖著(zhù)轉動(dòng)，因此停機時(shí)變頻器要對電機輸出直流電。FC360實(shí)現此功能，要在參數P1-80（停機功能）中選擇“直流夾持”，并在參數P2-00（直流夾持電流）中設置恰當的直流夾持電流值。
FC360通過(guò)設置相關(guān)參數，不需要太多額外設備，即可滿(mǎn)足客戶(hù)的需求。
2、應用二
1）、工藝要求
a、啟動(dòng)時(shí)，放卷電機能低速反轉，線(xiàn)纜進(jìn)行預緊，保持擺桿在50%位置穩定；
b、擴展PID，雙向，反轉限速40%；
c、放線(xiàn)運行時(shí)禁止升降動(dòng)作；
d、運行以后，延時(shí)5秒，起動(dòng)斷線(xiàn)檢測功能，斷線(xiàn)自動(dòng)停機。
2）、FC360變頻器接線(xiàn)圖
3）、控制方案
FC360控制模式（P1-00參數）采用擴展PID控制方式，主給定來(lái)自變頻器本身多段速度當前預置值，反饋信號來(lái)自擺桿所連接的電位器信號0-10VDC（端子50、53、55接的電位器），控制反饋源（P7-20參數）選擇53號端子，這樣可以實(shí)現PID的雙向作用。根據客戶(hù)要求，電機反轉時(shí)收線(xiàn)速度不可過(guò)快，將反轉速度限制在40%，設置P7-41參數為-40%。
擺桿50%位置為PID的給定，因此在變頻器參數P3-10.0中設置50%，并將變頻器的轉差補償（參數P1-62）設為0，在運行過(guò)程中，擺桿位置將會(huì )穩定在50%位置。
此應用事例中，放線(xiàn)架配置了升降臺，用于裝載和卸下放卷盤(pán)，升降臺只允許在放卷停機時(shí)進(jìn)行操作。為避免在運行過(guò)程中誤操作升降臺，使用FC360的繼電器2在運行時(shí)輸出一個(gè)信號給控制升降臺回路中的繼電器，放卷運行時(shí)斷開(kāi)升降控制回路，從而保證升降機不被啟動(dòng)。
斷線(xiàn)停機功能要靠變頻器的采用SLC邏輯輔助完成。SLC邏輯流程如下，18號端子閉合后，變頻器運行，并開(kāi)啟時(shí)間繼電器0時(shí)間，時(shí)間繼電器0延時(shí)時(shí)間到并檢測到反饋值超出范圍，則停機。運行過(guò)程中端子27斷開(kāi)，也停機。
SLC邏輯框圖如下圖：
在Logic Rule 1中，首先根據位置反饋信號，判斷當前位置是否在正常運行位置范圍內（整個(gè)機械行程80%位置內）。
在判斷超出設定位置時(shí)，輸出信號和設定的延時(shí)進(jìn)行&邏輯判斷，再結合當前啟動(dòng)運行狀態(tài)進(jìn)行&邏輯判斷，然后輸出1給下一個(gè)流程。
與此同時(shí)，Logic Rule 1判斷27號端子的狀態(tài)，27號端子閉合時(shí)，輸出0，相反27號端子斷開(kāi)時(shí)輸出1。
在Logic Rule 2中根據Logic Rule 0和Logic Rule 1輸出的信號判斷是否停機，斷線(xiàn)時(shí)，擺桿當前位置超出設定的運行位置， FC360變頻器會(huì )停止輸出，放卷電機減速停機。正常停機時(shí)斷開(kāi)27號端子，FC360也會(huì )停止輸出，放卷電機減速停機。重新起動(dòng)時(shí)，只有再按一下啟動(dòng)按鈕即可。
實(shí)際運行中，發(fā)現在放線(xiàn)架已起動(dòng)而主機未起動(dòng)時(shí)，為將擺桿控制在50%位置，電機可能會(huì )出現輕微的正反轉振蕩現象，說(shuō)明高速時(shí)的PID參數不適用于低速或零速時(shí)的PID調解。根據理論低速時(shí)應適當降低PID調解的增益系數，因此將相關(guān)的參數P7-43（最小速度時(shí)的增益調整）設為40%，問(wèn)題即解決問(wèn)題。
3、應用三
1）、工藝要求
a、啟動(dòng)時(shí)，放卷電機能反轉，線(xiàn)纜進(jìn)行預緊，保持擺桿在50%位置穩定
b、穩定的雙向PID
c、手動(dòng)正、反轉點(diǎn)動(dòng)功能
d、升降臺未到下限位禁止運行
e、斷線(xiàn)停機機制
此要求適用于較大型的放線(xiàn)架。
2）、FC360變頻器接線(xiàn)圖
FC360控制模式（P1-00）采用閉環(huán)過(guò)程控制方式，主給定來(lái)自變頻器本身多段速度當前預置值，反饋信號來(lái)自擺桿所連接的電位器信號0-10VDC（端子50、53、55接的電位器），過(guò)程控制反饋源（P7-20參數）選擇53號端子，這樣可以實(shí)現PID的雙向作用。
丹佛斯FC360變頻器在過(guò)程控制時(shí)給定是以工程量為單位的，本事例是以%為單位的，這樣就很方便的將擺桿最大位置設定為100%（對應于擺桿電位計10VDC）。擺桿50%位置為PID的給定，因此在變頻器參數P3-10.0中設置50%，并將P1-62參數設為0，在放線(xiàn)運行過(guò)程中，擺桿位置將會(huì )穩定在50%位置。
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，客戶(hù)需要帶有手動(dòng)正反點(diǎn)功能，FC360變頻器具有端子功能可自由定義，定義19號端子為反轉，32號端子為點(diǎn)動(dòng)。設置好點(diǎn)動(dòng)速度后，32端子閉合時(shí)，電機按照設定的點(diǎn)動(dòng)速度進(jìn)行正向點(diǎn)動(dòng)，19和32號端子同時(shí)閉合時(shí)，電機反向點(diǎn)動(dòng)。
并且該放線(xiàn)架帶有升降臺，為避免在升降臺未下降到最低端時(shí)啟動(dòng)放卷電機而損壞機械結構。在升降臺沒(méi)有下降到最低位置時(shí)，KA2不閉合，控制回路斷開(kāi)，啟動(dòng)按鈕按下，變頻器不會(huì )接收到啟動(dòng)信號，不會(huì )產(chǎn)生相應的動(dòng)作。從而保證升降臺未下至最低端收卷電機無(wú)法啟動(dòng)。
斷線(xiàn)停機功能通過(guò)SLC邏輯輔助完成。SLC邏輯流程圖如下，Logic Rule 0判斷是否符合啟動(dòng)條件，Logic Rule 1判斷是否符合停止條件。
Logic Rule 0判斷是否符合啟動(dòng)條件。在18號端子和27號端子同時(shí)閉合時(shí)，經(jīng)過(guò)&邏輯，輸出1給下一流程，在經(jīng)過(guò)OR邏輯判斷輸出1。滿(mǎn)足啟動(dòng)條件，變頻器開(kāi)始運行。
Logic Rule 1判斷是否符合停止條件。在運行過(guò)程中，如果按下停止按鈕，27號端子斷開(kāi)，經(jīng)過(guò)邏輯判斷，滿(mǎn)足停機要求，變頻器將停止輸出。
起動(dòng)時(shí)，由于擺桿處于報警位置，操作人員需通過(guò)正、反轉點(diǎn)動(dòng)，將擺桿調整到中間位置，然后才能正常起動(dòng)。
三、 結束語(yǔ)：
文章中介紹了三種FC360應用的實(shí)例，適用于各種規格的放線(xiàn)架，斷線(xiàn)停機采用了不同的機制，操作方式也各不相同。但最后都能完美地控制放卷盤(pán)穩定運行。
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