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在印刷機的印刷終端，產(chǎn)品的收卷要求恒張力控制。現(xiàn)有印刷機上大量使用磁粉恒張力控制器，較直接使用變頻器驅(qū)動電機實現(xiàn)恒張力控制多出了一個機械環(huán)節(jié)，并且磁粉控制器存在轉(zhuǎn)差，容易發(fā)熱和損耗，需要定期更換。而使用Danfoss變頻器和MCO305運動控制卡實現(xiàn)恒張力控制，減少了機械環(huán)節(jié)且維護工作量大大減少。

一、概述
目前，印刷設(shè)備的印刷末端對產(chǎn)品的收卷控制大量使用磁粉恒張力控制器，雖然其恒張力控制精度和穩(wěn)定性都很出色，但是因為磁粉控制器存在轉(zhuǎn)差，容易發(fā)熱和損耗，需要定期更換；并且如果現(xiàn)場環(huán)境較臟，也會對磁粉控制器的正常工作造成影響。使用變頻器直接驅(qū)動同步電動機實現(xiàn)恒張力收卷控制，可以減少機械環(huán)節(jié)和維護工作量。

二、變頻器驅(qū)動同步電動機恒張力控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

原系統(tǒng)采用磁粉離合器恒張力控制系統(tǒng)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
丹佛斯收卷張力控制系統(tǒng)由Danfoss驅(qū)動器（內(nèi)置MCO305運動控制卡）、永磁同步電機和張力檢測控制器構(gòu)成，如上圖2所示。張力檢測控制器根據(jù)卷徑信號和張力傳感器的反饋信號，輸出一個模擬量作為丹佛斯驅(qū)動器的張力參考值，丹佛斯驅(qū)動器負(fù)責(zé)驅(qū)動永磁同步電機，工作在閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式下。永磁同步電機轉(zhuǎn)子軸上安裝旋轉(zhuǎn)變壓器作轉(zhuǎn)子角度位置反饋。

三、卷徑計算
根據(jù)線速度相同原理：

可以推算收卷卷徑和放卷卷徑。

收卷張力錐度控制：有了當(dāng)前卷徑值，和張力錐度設(shè)定值，就能計算當(dāng)前張力。張力與卷徑的關(guān)系如圖3所示，當(dāng)張力錐度為0時，張力保持恒定不變，相當(dāng)于恒張力控制；當(dāng)張力錐度為100%時，卷徑每增大1倍，張力就下降一半，相當(dāng)于恒轉(zhuǎn)矩控制。計算公式如下：

加減速轉(zhuǎn)矩和摩擦轉(zhuǎn)矩：為了實現(xiàn)高精度的張力控制，程序中還必須加入摩擦轉(zhuǎn)矩和加減速轉(zhuǎn)矩補償。

四、Danfoss MCO305運動控制卡
丹佛斯運動控制器是與丹佛斯的FC300系列驅(qū)動器緊密結(jié)合的，其接口如圖3所示：

X55為編碼器2輸入接口，缺省用于連接從電機編碼器；
X56為編碼器1輸入接口，缺省用于連接主電機編碼器；
X57為10數(shù)字量輸入接口；
X58為24VDC電源；
X59為8數(shù)字量輸出接口。
丹佛斯運動控制器的編程方式：
丹佛斯運動控制器使用丹佛斯公司開發(fā)的Aposs運動控制語言，其編程風(fēng)格模仿C語言，并提供多種便利的宏指令，其界面如下圖5所示：

丹佛斯運動控制器能提供如下基本功能：
1、輸入輸出邏輯控制功能；
2、同步控制功能，電子凸輪；
3、定位控制功能；
4、中斷功能，如時間中斷，I/O中斷等；
5、基本數(shù)學(xué)、邏輯運算功能；

丹佛斯運動控制器支持的高速通訊協(xié)議：
Profibus、CANopen、DeviceNet、Interbus、LonWorks、工業(yè)以太網(wǎng)

五、結(jié)論
經(jīng)實際使用發(fā)現(xiàn)使用Danfoss FC302變頻器+MCO305運動控制卡控制Danfoss永磁同步電動機,可以穩(wěn)定實現(xiàn)印刷機末端產(chǎn)品的恒張力收卷功能,相較于磁粉張力控制器降低維護工作量的同時實現(xiàn)了出色的恒張力收卷功能,且在一次性成本投入上沒有增加很多,對于整個使用周期來說,具有價格優(yōu)勢。總體上，性價比具有優(yōu)勢。

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丹佛斯變頻器在票據(jù)印刷機收卷張力控制上MCO305同步運動控制卡的應(yīng)用