油毛氈切割包裝機用來完成油毛氈的切割和簡單包裝，是一種控制較為復雜的機械，涉及定位和張力控制。臺達C2000系列變頻器“融控制、驅動與通訊三大核心為一體”、“集主站、控制、總線、飛剪、防護等功能于一身”，可以很好地完成這一控制要求。C2000變頻器的基本特點包括：

1）通訊速度快:內置CANopen現場總線及MODBUS，并可選購多種通訊模塊，適應大型工程項目。

2）控制多樣化:速度/轉矩/位置三種控制模式，標配LCD，選配LED。穿墻式安裝，系統防護等級增強。

3）節約成本與空間:內置10K容量的PLC，可做CANopen主站，感應電機與同步電機控制一體化，效率更高更節能。

4）過負載能力超強:一般負載的額定輸出電流：120%，1分鐘；重載額定輸出電流150%，1分鐘。

5）運行穩定節能：內置直流電抗器(≥37kW)與剎車制動單元（≤30kW），DC-BUS直流母線可并聯共享。

圖1 油毛氈切割包裝機

1  油毛氈切割包裝機的工作流程

首先，收料輥完成原點定位，準備收卷油毛氈（定位的目的是將豁口對準送來的油毛氈以便其進入后固定）；

其次，收料輥在張力控制下收卷油毛氈。這一過程中，送料輥上的編碼器反饋位置信號給PLC以便確定已送油毛氈的長度，到達指定長度后，PLC發出停止指令，收料輥停止；

最后，切刀對油毛氈進行切割，然后收料輥再次啟動，繼續完成剩余油毛氈的收卷，這一過程使用脈沖跟隨控制，然后完成油毛氈打包。

2  變頻器控制模式

2.1單點定位

在FOCPG模式下，預先設置一個位置（參數10-19），定義一個MI點為單點定位功能（d35），并且定義一個MO點為位置到達（d39），在變頻器運行過程中觸發這一MI點，變頻器便開始執行單點定位，最終在指定點停下來，同時觸發MO點為ON。

圖2 單點定位控制圖

2.2 脈沖跟隨控制

FOCPG模式下，定義一個MI點為脈沖跟隨功能（d37）并定義一個MO點為位置到達（d39），從接收到脈沖指令后，變頻器開始加速至脈沖頻率，脈沖發完后，變頻器開始減速，并繼續走完未走完的脈沖數直到停止下來，然后觸動MO點為ON。

圖3　脈波命令全程位置控制圖

3  轉矩控制

定義控制模式為轉矩控制。

如果要從速度模式切換至轉矩模式，可以通過通訊方式修改00-10＝2或者定義一個MI點為TQC/FOC切換功能（d26，另需設置11-42＝1）。

轉矩模式下啟動時，變頻器依轉矩命令（11-34）跑到目標扭力或速度限制。 

4  主要參數

在完成自學習和慣量測試后，主要設置參數如表1。

表1　變頻器主要參數

5  調試步驟

調試過程主要分以下幾步：首先是電機自學習：設置電機參數，進行動態或靜態自學習；其次進行慣量測試，包括：設置編碼器參數；設置00-11=3；設置加減速時間01-12、01-13（盡可能短）；設置11-00=2，F=33；通過正反轉運行，直至11-01變化不大為止，設置11-00=1。

第三，設置單點定位功能的相關參數：02-05=35、10-19＝0及其它參數，測試單點定位功能是否正常；

第四，設置脈沖跟隨功能的相關參數：02-06=37、10-16＝3及其它參數，測試脈沖跟隨功能是否正常；

第五，設置轉矩控制功能的相關參數：02-04=26、11-33=2、11-36=1、03-01＝2、11-42＝1及其它參數，測試轉矩控制是否正常。

需要特別注意的是：調試的基礎是FOCPG模式，因此，務必保證FOCPG模式運行正常；同時注意預防干擾問題。

6  結束語

臺達C2000是一款通用型的變頻器，功能全面，不僅能做速度控制，也能做轉矩控制；不僅能做定位控制，也能做位置控制。這極大的促進了C2000變頻器在切割包裝行業的應用。

通過測試，臺達C2000很好地完成了對收料輥的控制，滿足了客戶的需求。C2000控制性能良好，相對于伺服控制成本降低；變頻器功率范圍比伺服大，可以用在較大功率負載上；此應用方案有一定的推廣價值，可推廣到其它類似產品的切割和包裝。

作者簡介：

毛明川，男，生于1986年，畢業于南京航空航天大學，電子信息科學與技術專業。現任臺達集團--中達電通股份有限公司變頻器產品處應用工程師，從事變頻器產品在SI行業的應用和推廣，擁有多年行業經驗。