中達(dá)電通—機(jī)電產(chǎn)品在瓦楞紙板橫切控制系..

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1、中達(dá)電通—機(jī)電產(chǎn)品在瓦楞紙板橫切控制系.. 【關(guān)鍵詞】可編程過(guò)程控制器,變頻器,人機(jī)接口,橫切機(jī) 【論文摘要】本文詳盡介紹了瓦楞紙橫切機(jī)的工藝，并依據(jù)橫切機(jī)系統(tǒng)

2、的要求結(jié)合臺(tái)達(dá)PLC/臺(tái)達(dá)Vtype變頻器/臺(tái)達(dá)人機(jī)、產(chǎn)品的特色，提供客戶高附加值的解決方案。 Abstract:ThearticlewillintroducetheprocessofcorrugatedpaperflycuttingsystemanddescribetheapplicationofPLC(DeltaEHPLC)tocontroltheACmotor,HMIbynetworking.Deltagroupprovidesthehighproductivityandhighreliabilitysystemtoourcustomer.Keywords:PLCInverterHM

3、IFlycutting 1引言 近年來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)一直保持高速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，特別是在食品、飲料、電器和玩具等輕工業(yè)市場(chǎng)的內(nèi)需和出口的迅猛發(fā)展，促使與其相關(guān)的包裝行業(yè)也有很快的發(fā)展。瓦楞紙紙箱在包裝領(lǐng)域里占了相當(dāng)大的比重，橫切機(jī)是瓦楞紙板生產(chǎn)線末端的一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，橫切機(jī)的性能是影響產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要因素之一，也是整個(gè)生產(chǎn)線電氣控制最復(fù)雜的一個(gè)環(huán)節(jié)。隨著中達(dá)電通機(jī)電產(chǎn)品品種的增多和性能的提高，現(xiàn)在已經(jīng)用中達(dá)電通的觸摸屏、PLC、變頻器組成一個(gè)完整的橫切控制系統(tǒng)應(yīng)用于中、低速的瓦楞紙板生產(chǎn)線上，而且效果非常理想。本系統(tǒng)主要特點(diǎn):(1) 生產(chǎn)效能及優(yōu)良品率的提高(2) 橫切精度提高(3) 方便調(diào)

4、適(4) 運(yùn)行平穩(wěn)(5) 操作簡(jiǎn)便。 2行業(yè)背景 目前市場(chǎng)存在兩種形式的瓦楞紙橫切機(jī)，行業(yè)中稱為機(jī)械橫切機(jī)和計(jì)算機(jī)橫切機(jī)。所謂機(jī)械橫切機(jī)就是采用機(jī)械連桿帶動(dòng)不同的凸輪來(lái)完成橫切的動(dòng)作機(jī)械橫切機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，缺點(diǎn)在于橫切不同長(zhǎng)度的紙板時(shí)，每次都必須重新調(diào)整連桿的長(zhǎng)度，此調(diào)整動(dòng)作不易而且會(huì)影響橫切的精度另外由于連桿長(zhǎng)度的限制，所以切紙可調(diào)的范圍很小。所謂計(jì)算機(jī)橫切機(jī)就是用單片機(jī)、PLC、計(jì)算機(jī)以算法來(lái)控制變頻器或伺服控制器驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，帶動(dòng)機(jī)械完成切紙的功能，這種橫切機(jī)的生產(chǎn)效能及優(yōu)良品率高、橫切精度高、方便調(diào)試、操作簡(jiǎn)便、切紙范圍寬、機(jī)械結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單，因而廣被普遍采用。近年來(lái)歐美和臺(tái)灣一些廠

5、家先后推出專門應(yīng)用于瓦楞紙橫切的伺服控制器，例如:德國(guó)的倫茨、科比臺(tái)灣的正頻、等，這些系統(tǒng)切紙精度可達(dá)到1mm，但價(jià)格很高，一般是變頻器系統(tǒng)的4～5倍，因此伺服計(jì)算機(jī)橫切機(jī)控制器一般用于高速橫切機(jī)上。國(guó)內(nèi)也有一些廠家利用工控機(jī)、PLC、單片機(jī)自行開(kāi)發(fā)算法來(lái)控制變頻器完成橫切動(dòng)作，但這些系統(tǒng)一般用于速度60m/min以下的生產(chǎn)線，橫切精度誤差較大(約為3mm左右)，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格比較低。而目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)大多數(shù)生產(chǎn)線的速度都在100m/min左右，急需性能界于此二者之間的計(jì)算機(jī)橫切機(jī)控制系統(tǒng)，今年中達(dá)電通推出了EH型PLC使這種想法可以實(shí)現(xiàn)。中達(dá)電通EH型PLC基本指令運(yùn)算處理的最短時(shí)間為0.24μs

6、，高速計(jì)數(shù)輸入和輸出都可達(dá)到200kHz，大大提升了控制器的運(yùn)行速度而VFD-V型變頻器加上PG卡使性能接近伺服因此本人采用中達(dá)電通的觸摸屏(DOP-A57GSTD)、PLC(DVP-20EH)、變頻器(VFD075V43A)、編碼器(ES3-11CG6941)組成的橫切控制系統(tǒng)，再配有完美的算法，可應(yīng)用于速度為100m/min的生產(chǎn)線，并且精度可達(dá)到1.5mm。 3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)介 圖1為由中達(dá)機(jī)電產(chǎn)品組成的瓦楞紙板橫切機(jī)的整體控制原理圖，其中: 圖1 瓦楞紙板橫切機(jī)控制原理圖 l觸摸屏:用于參數(shù)輸入和控制命令的發(fā)出lDVP-20EH:是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它進(jìn)行信號(hào)和數(shù)據(jù)處理，并

7、利用高速脈沖控制變頻器完成橫切動(dòng)作l切點(diǎn)接近開(kāi)關(guān):提供切刀切斷紙板時(shí)的反饋信號(hào)l輪刀軸心上的編碼器:提供輪刀位置的反饋信號(hào)l測(cè)紙輪上編碼器:提供進(jìn)料速度和長(zhǎng)度的反饋信號(hào)l中達(dá)V系列變頻器驅(qū)動(dòng):控制變頻電機(jī)，經(jīng)由減速機(jī)直接控制刀輪l托紙輥:托起紙板和測(cè)紙輪，有些廠家為節(jié)省成本采用托紙板，但效果相對(duì)差些l進(jìn)紙輥:有電機(jī)帶動(dòng)，一是給紙板前進(jìn)提供動(dòng)力，二是保持紙板具有一定張力l出紙輥:做為輸送、切斷紙板作用l進(jìn)料方向從左向右，輪切刀上刀為逆時(shí)針、下刀順時(shí)針為正轉(zhuǎn)方向。 4橫切控制的實(shí)現(xiàn)方法 首先運(yùn)用了PLC那些特殊功能, 要實(shí)現(xiàn)橫切功能，PLC【浮點(diǎn)運(yùn)算】的算法是必不可少的關(guān)鍵，中達(dá)電通V5.8版

8、的PLC軟件具備了強(qiáng)有力的浮點(diǎn)運(yùn)算的功能，在進(jìn)行浮點(diǎn)運(yùn)算，只要先把資料變成十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)，然后再把十進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)，如此即可完成二進(jìn)制浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的功能。程序中還應(yīng)用了PLC許多功能如:高速計(jì)數(shù)中斷、外部中斷、定時(shí)器中斷、指針寄存器、高速脈沖輸出等，都是此控制理論必不可少的功能。以輪刀的上刀為例，圖2為切刀動(dòng)作示意圖。 圖2 切刀動(dòng)作示意圖 切刀的動(dòng)作如圖2所示分為三個(gè)區(qū)域，同步區(qū)是切刀切斷紙板的區(qū)域，必須保證與紙板同速，這樣才能保證切刀既不會(huì)撕紙也不會(huì)堵紙，切口才會(huì)齊整，才會(huì)切出合格的產(chǎn)品高速返回區(qū)的速度由紙板速度和切紙長(zhǎng)度以及輪刀周長(zhǎng)計(jì)算得到減速區(qū)的速度要固定，以確保停

9、刀位置的一致性。三個(gè)區(qū)域的大小要依據(jù)機(jī)械的具體情況確定，在程序設(shè)計(jì)中還要考慮速度波動(dòng)時(shí)帶來(lái)的影響，精確控制刀的位置，這樣才能減小誤差，達(dá)到最佳的效果。 5結(jié)束語(yǔ) 本系統(tǒng)以中、低速瓦楞紙生產(chǎn)線為主要的銷售市場(chǎng)，不論是舊設(shè)備改造還是新設(shè)備配套，對(duì)橫切機(jī)的需求量都很大，再加上中達(dá)電通產(chǎn)品在系統(tǒng)整合方面的特點(diǎn)(采用了臺(tái)達(dá)DVP-EH PLC、臺(tái)達(dá)VFD-V變頻器、編碼器及臺(tái)達(dá)DOP-A人機(jī)界面)，使該系統(tǒng)又具備了很好的性價(jià)比，因此具有廣闊的市場(chǎng)前景。 參考文獻(xiàn) [1] 中達(dá)電通.臺(tái)達(dá)PLC手冊(cè)[Z].[2] 中達(dá)電通.臺(tái)達(dá)PLC手冊(cè)[Z].[3] 中達(dá)電通.臺(tái)達(dá)變頻器手冊(cè)[Z]. 作者簡(jiǎn)介 朱茂健男1993年畢業(yè)于青島科技大學(xué)，現(xiàn)為青島盛達(dá)威自動(dòng)化有限公司負(fù)責(zé)人，在行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域有豐富的經(jīng)驗(yàn)。