一， 前言

            颗粒包装机械在制药、食品等领域应用广泛，自动化的程度越来越高，PLC、HMI、变频器等产品的使用已经很普及。颗粒包装机械中塑膜成型是包装的前段工序，将塑膜通过加热冲压成型后传送到下一个工序，变频器在这个工序中主要是实现调速的功能，节能的目的还在其次。

            以下主要介绍塑膜成型部分设备的控制。

二， 系统构成

1， 原先系统设计

        包装机械设备厂家的设计工程师最开始的设计思路是这样，塑膜通过主电机送入加热区域，然后经模具冲压成型送到下一个工序。主电机和模具冲压部分通过齿轮和皮带连接，固定的速度变比，PLC根据工艺计算出速度通过变频器开环控制主电机的速度，主电机速度越快，冲压的速度也随之越快，根据编码器的反馈脉冲PLC计算塑膜的长度，以确定模具的冲压动作的频率，系统示意图如下图一：

图一

2， 系统问题所在

        因冲压模具的速度是根据主电机的速度变化而变化的，主电机和他之间通过机械速度变比，因机械速比精度、机械间隙、皮带伸缩、主电机本身速度波动等原因的存在，导致塑膜拉断或累计的情况，控制效果不理想，速度不稳定，达不到设计要求。

3， 解决方案

        通过现场观察系统运行状态，了解工艺要求，与设计工程师多次交流探讨后决定将主电机和模具冲压单独控制，增加模具冲压电机，使用日立SJ300变频器主从控制功能，上位PLC与变频器通过RS485通讯修改电子齿轮比，使模具冲压的速度跟随主电机的速度变化而变化，修改后的方案系统示意图如下图二：

图二

4， 修改方案后的系统配置

        增加一台电机和一台SJ300变频器，两台电机均使用闭环控制，增加PB反馈卡，同时电机增加编码器，电气成本上升比较大。

三， 系统调试

1， 日立SJ300变频器使用主从控制功能需要用到矢量闭环控制，故电机参数与控制精度有很大的关联，首先需要确认以下硬件的参数。

1.1电机的型号、功率、电流等。

1.2编码器的型号、供电电压、驱动模式等是否与变频器SJ-PB卡匹配，编码器的分辨率是多少，变频器反馈卡需要线驱动型的编码器。

1.3变频器的型号是否与电机功率匹配，如果功率等级相差太大可能导致控制不稳定的情况，一般不超过2个功率等级，如1.5Kw的电机最大配4KW的变频器。

    2，确认上述硬件没有问题，可以进行以下调试操作了。

        2.1 分别将两台电机做电机参数自整定，参数设定如下。

           具体操作参考日立SJ300/SJ700说明书

    2.2完成变频器电机参数自整定后，分别做变频器的无速度矢量开环控制，确认开环控制是否正常，D002的电流是否有异常的情况，参数设定如下：

       如果矢量开环运行时D002电流大，或者有过流过载的报警，确认负载是否有异常的情况，电机的刹车是否完全打开。

2.3 矢量开环控制完成后，分别做矢量控制闭环运行，参数设定如下：

       闭环控制需要注意：

       2.3.1 P011务必要与编码器的脉冲数一致，如不一致的话会出现速度波动的情况，PG卡的接线务必按照说明书及PG卡的标实接线。

       2.3.2根据编码器反馈的实际速度调整H034的转动惯量，这个值很重要，此值如果不当的话，会导致转速波动大，主从控制时效果不理想。    

       2.3.3 如果调试完H034后，电机在启动时有异常震动响声，减小H005的值，直至响声不明显。

3．  完成上述步骤之后，分别将主从变频器参数设定如下

            根据上表参数设定，主从电机参数以3/4的速比运行，P020和P021设定一个对应比值即可，即：P020=3，P021=4也可以。

      4， 至此，通过上述步骤调试，系统整体运行正常，PLC 与变频器的通讯部分在此不做描叙。与厂家工程师一起测试系统的性能，误差在设计允许范围内，解决了主电机和冲压模具速度不匹配，频繁出现塑膜拉断和累计的现象。虽然新的系统在成本上上升比较大，但控制效果理想。

四， 系统调试总结

1,  主从控制运行时，从机速度波动较大，达到正负2HZ以上时，此时请参考主机的本身的反馈速度是否稳定，调整H034的转动惯量。

2， 电机启动时有明显的震动声响，适当减小H005电机响应值，抱闸是否完全打开。

3， 从机的速度加速过程缓慢，确认是否分配了48LAC功能，端子状态是否为ON，此功能为ON时取消了从机的加减速时间，从机的加减速根据主机的输出脉冲的速度变化而变化，适当加大P023的值。

4，如果D001的运行频率与C072监视的实际速度相差较大，可以参考D003变频器的运行方向，如果此时变频器的给定的是正转，而D003为反转，确认PG卡的接线是否有接反的情况。

5， 因SJ300变频器已经停产，升级机型SJ700变频器具备SJ300的功能，参数和FB反馈卡都通用。

五， 附录

现场调试的参数和接线照片。

主回路接线

PG卡接线方式

主变频器设定参数表：

从变频器设定参数表：