绕组操作是任何逆变器应用中最困难和最复杂的。考虑中心缠绕应用程序，通常用于转换线。工业用卷筒纸直径可达180英寸，卷成直径6英寸的纸芯。典型的薯片袋或狗粮袋由多层塑料薄膜叠合而成。协调这些层的网张力，以产生光滑的产品是一个计算密集的任务。为了让我们了解计算密集型有多高，一个执行速度控制的逆变器为一个普通的制造操作将需要不到10个不同的参数。对于一个基本的绕线功能，速度控制可能涉及50多个参数。
卷筒纸需要在整个机器中保持适当的张力。大多数转换机有多个张力区，除了一个特定的所需张力在吸收辊。张力区可以通过位于腹板相对两侧的轧辊来建立。
卷筒纸还需要以所需的速度通过工艺步骤，这就要求辊速与线速度相关联。随着辊径的增加，吸收辊的角速度必须成比例地减慢。这就要求驱动和控制系统在整个过程中实时计算和修改角速度。
腹板张力可通过速度控制或转矩控制来控制。在速度控制中，吸盘处的张力是辊速和线速度的函数。吸收张力T2由
T2= T1(V2/ V1) + EA (V2- v1/ V1）[1]
在哪里T1线张力,V1是夹辊速度，V2为风卷速度，E是弹性模量，和一个是网的横截面积。
换句话说，吸收扭矩是由风辊速度与线速度之比给出的。速度控制是一种有用的方法，但如等式1所示，它的比例与网材料的弹性和面积有关。速度控制最适合低弹性模量(非常有弹性)的材料。的情况下，网页材料的值较高E，一个非常小的上料辊速度误差可以导致很大的张力误差。对于这些应用，转矩控制是一个更好的适合。
在转矩控制中，吸收辊处腹板的张力，Tu，为转矩与辊径的函数:
Tu＝τ/ R[2]
在哪里R等于半径,τ=扭矩。从计算上讲，转矩控制更简单。它也更准确。它不像材料特性那样缩放，所以扭矩的误差会导致张力的大致等效误差。
卷取作业的关键参数包括岩心直径(DC)，辊的直径(芯加上缠绕材料，DR)和堆积率Rb= DC/ DR．
四种绕线操作方式
收/放模块有四种不同的工作模式。按照复杂性的增加顺序，它们是:
- 和舞者一起控制速度
- 用测压元件控制速度
- 转矩控制策略
- 扭矩控制与负载传感器反馈
和舞者一起控制速度
速度控制与舞者反馈是基于关闭反馈回路。舞者被预先加载，以施加张力到网。舞者的位置由传感器监测，通常是一个电位器，这些数据被用来驱动驱动器来修改网张力。该系统还使用吸收辊速度、线速度和两者之间的齿轮传动比计算辊直径。
速度控制与舞者是最经济和用户友好的四种缠绕模式。由于速度控制只涉及线速度和横摇速度的协调，因此该模式具有很强的鲁棒性。因此，当堆积比高达20:1时，它的效果很好。缺点是，舞者是一个机械系统，很容易发生故障。此外，使用电位器作为舞者的反馈使其加速磨损。
这种方法最适用于在低张力下工作的脆弱或非常轻的材料。
用测压元件控制速度
该模式使用来自测压元件的直接张力反馈，应用张力PID回路来调整滚动速度，而不是合并舞者。因为这种模式涉及主动反馈，它比基于舞者的系统更精确。缺点是，测压元件价格昂贵。
测压元件的尺寸应尽可能接近腹板所需的张力。测力元件与腹板的差值越大，张力分辨率越低。一个试图为多个网络库存设计机器的OEM应该指定或限制将在机器上使用的产品。否则，机器将无法控制卷筒纸的张力。
一般来说，测压元件比舞者需要更大的张力。因此，用测压元件进行速度控制应应用于更坚固的材料。
转矩控制策略
速度控制有它的用途，但主要是有效的脆弱或弹性材料。对于更坚固的材料，转矩控制是一个更好的适合。无传感器转矩控制方式不涉及外部反馈。相反，它使用一个模型来计算辊径。这是成本最低的模式速度，因为它不涉及舞者或测压元件。同时，它是四种方法中最复杂和计算量最大的。除了应用轧辊和薄膜的机械参数外，驱动器还必须补偿机械损失，如摩擦、偏差和其他随轧辊的速度、直径和惯性动态变化的因素。
无传感器转矩控制最好用于需要中到大张力的材料，如钢，纸和硬纸板。非常非常轻的材料不适合这种模式。
扭矩控制与负载传感器反馈
最后一种模式是带负载传感器反馈的转矩控制，提供了最佳的性能。该系统有两个控制回路。在扭矩而不是速度上关闭循环意味着张力误差直接缩放为扭矩。同时，系统也在直接张力反馈下工作。这是执行与PID循环非常精确的修剪。缺点是，称重传感器的加入增加了成本和复杂性。
当性能非常重要时，例如在打印应用程序中，请使用此模式。
构建系统
这些模式可以使用PLC或智能逆变器实现。基于集中式架构的PLC方法可能具有挑战性。功能块可能存在于外部plc或运动控制器，但它们通常不专门用于绕线操作。因此，他们需要定制代码来处理应用程序。这对于那些缺乏深厚工程人才和开发人员的公司来说是很困难的。
在智能逆变器中执行算法是一种更简单的方法，特别是现在已经有了为绕组定制的逆变器(见侧栏)。通过现场总线(特别是工业以太网)连接，智能逆变器能够在主从模式下运行，其中一个驱动器作为系统的主控制器。这些类型的分布式架构对于协调多个主轴的速度特别有用，以便在整个机器中保持不同的张力区域。
要实现一个成功的绕线阶段，首先要为应用程序收集机械和材料数据。网络的属性是什么?它的性质是什么?不要忘记考虑会影响摩擦的机械部件，以及线路速度和占空比等要求。该信息应与驱动信息一起应用，以适当大小的电机。如果电机不够强大，无法控制辊的惯性，即使是最好的驱动器也无法保持张力。最后，回顾这四种操作模式，并与您的供应商一起选择最适合您的条件的一种。
今天的制造业关乎性能、生产力和盈利能力。虽然通过伺服电机的运动控制可用于卷绕应用，但它们并不总是必要的。一个适当大小的电机与一个智能逆变器在正确的模式下运行，可以提供坚实的性能和较低的总拥有成本。
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产品快照:
FR-A800 R2R简化了吹放设备的开发
FR-A800 R2R系列逆变器集成了多种功能，旨在降低将wind/unwind操作集成到设备中的复杂性。该逆变器包括嵌入式自动绕线直径计算，自动舞者速度控制和无传感器的扭矩控制，用于平滑运动和高分辨率张力控制。逆变器使原始设备制造商能够专注于他们的核心价值主张，而不是把工程时间花在基本的机器操作上。
主要特点包括:
- 舞曲控制功能采用PID控制
- 风速设定的卷径补偿功能
- 惯性补偿和机械损耗补偿，优化张力控制
- 舞者控制的自动pi调优功能，以最小化系统启动时间
- 速度控制的比例增益补偿功能
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