施耐德電氣ATV71變頻器在分切機控制中的應用

發表時間:2017-03-27 文章出處:北成新控人氣:-

機器簡述

   分切機是一種將寬幅紙張或薄膜分切成多條窄幅材料的機械設備,常用于造紙機械和印刷包裝機械。分切機的簡單示意圖如圖所示。

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圖 1 分切機示意圖

工藝描述

  其工藝過程:首先將母卷置于分切機構上;薄膜或紙卷穿過分切機的放卷輥、導向輥、展平輥及相關過渡輥;由驅動輥拖拉;切刀分切;最后通過跟蹤輥(分配輥)、壓緊輥,進行主動收卷。薄膜或紙卷在張力控制、壓力控制、母卷擺動糾偏等綜合系統的作用下,自動完成分切全過程。


控制實現

  使用四臺施耐德電氣高性能的 ATV71 變頻器分別控制分切機的放卷輥、驅動輥和上下收卷輥。Control inside 卡安裝在驅動輥變頻器上作為主控制器,通過 CANopen 總線控制收放輥變頻器,實現收放卷的恒張力調節。驅動變頻器控制分切機的運行速度,它工作在速度控制方式下,同時它采用 Modbus 總線和 XBTGT 觸摸屏連接,實現工藝參數的設置、保存以及過程監控。放卷變頻器和上、下收卷變頻器采用直接轉矩控制方式,工作在張力開環模式。整個控制方案示意圖如圖2 所示。

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圖2 控制方案示意圖

      Control inside 卡是施耐德電氣公司變頻器專用內置可編程卡,通過 Codesys編程軟件,可以實現變頻器的特殊自編程應用,該軟件可以用 6 種不同的語言編程,使用十分方便 。通過 Codesys 編程軟件,施耐德電氣公司開發有Control inside 卡專用的收放卷控制宏 ( 其功能如表 1 所示 ),能實現自動計算材料的卷徑,通過控制變頻器的輸出轉矩來獲得恒張力控制,同時還可以通過設置系統慣量補償、摩擦補償及材料慣量補償,以此補償由于系統慣量、摩擦阻力及材料慣量引起的起動或加速過程中張力不均勻的情況,獲得非常平穩的張力控制效果。用戶只需要編制自己的控制邏輯便能方便快速地完成整個系統的實現。

  表 1 Control inside 卡收放卷控制宏功能表

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結束語

  分切機的傳統控制方案是利用一臺大電機來驅動收放卷的軸 , 在收放卷軸上加有磁粉離合器 , 通過調節磁粉離合器的電流來控制其所產生的阻力 , 以控制材料表面的張力。但是近幾年隨著我國的造紙業及印刷包裝行業的飛速發展,客戶對機器的性能要求越來越高。原有的磁粉離合器方案不僅大大限制了設備的運行速度,而且由于磁粉本身使用壽命的原因,造成了較高的故障率。 目前國際上的先進機型均采用變頻器帶張力調節的收放卷方式,車速從原來的 200m/min 提高到 500m/min,極大地提高了效率。國內機器制造廠商都已經意識到了這項新技術所帶來的優勢,都有意利用這種方案來提高機器的性能。為此施耐德電氣公司開發了分切機的收放卷控制方案,車速可達到 350m/min

 


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