一、引 言
浸漬機主要用于傢俱板三聚氰胺貼面紙、防火板牛皮紙、面紙、覆銅板絕緣紙、強化木地板耐磨紙以及平衡紙等的生產(chǎn)與加工,根據(jù)生產(chǎn)工藝分為一次浸漬機與二次浸漬機兩種。本文以某公司生產(chǎn)的ST-B型臥式二次浸漬機生產(chǎn)線為例,說明其主要工作原理及萬盛達變頻器在浸漬機生產(chǎn)線中的應(yīng)用。
二、浸漬機工作原理
浸漬機主要由開卷機、浸漬上膠、干燥、牽引、切紙、堆紙升降臺等部分構(gòu)成,其結(jié)構(gòu)示意如圖1所示。
[align=center][img=619,154]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image001.jpg[/img]
1.開卷機 2.一次浸漬擠膠 3.一次干燥段 4.一次排濕 5. 二次覆涂 6. 二次干燥段 7.二次排濕 8.調(diào)偏機 9.牽引機 10.切紙機 11.堆紙升降臺[/align]
2.1主要工藝流程
原筒紙從開卷機經(jīng)進紙輥傳入背涂輥進行背涂,通過一次浸膠、擠膠、抹平后進入一次烘箱段干燥、冷卻,經(jīng)一次糾編后由二次覆涂機進行正反兩面覆涂及二次抹平,接著進入二次烘箱段進行干燥,經(jīng)冷卻后紙張經(jīng)調(diào)偏機的檢測機構(gòu),對紙張的偏移進行自動糾偏,在牽引輥筒的牽引、冷卻作用下進入切紙機進行高精度切紙,最后由升降臺進行堆垛。
2.2主要技術(shù)參數(shù):
以某公司生產(chǎn)的ST2700B臥式二次浸漬機為例,主要工藝參數(shù)如下:
工作幅寬: 2440mm
機械速度: 0-60m/min
上 膠 量: 60-270%
揮發(fā)含量: 6-7.5%
熱 源: 飽和蒸汽/導熱油
導熱油入口溫度: 大于200℃
裝機容量: 82Kw(ST1500B四呎)
浸漬材料:: 高、低壓三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、酚醛樹脂
加工產(chǎn)品: 耐磨紙、裝飾紙、水泥模板紙、絕緣紙
2.3浸漬機的電氣控制
該浸漬機生產(chǎn)線采用人機界面+PLC+變頻器方式,實現(xiàn)單動與聯(lián)動控制(見圖2)。
[align=center][img=454,239]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image002.jpg[/img]
圖2 浸漬機生產(chǎn)線電氣示意圖[/align]
浸漬機生產(chǎn)線中,各單元的運行速度可通過觸摸屏直接設(shè)定,根據(jù)浸漬紙張力不同可調(diào)整相關(guān)單元的速度。其主要電氣傳動部分有:開卷電機、進紙輥電機、上膠輥電機、抹平輥電機、牽引鏈電機和切刀電機,以上電機由均適宜采用變頻控制。
本條生產(chǎn)線變頻控制部分,采用萬盛達科技股份有限公司專業(yè)生產(chǎn)的第二代WISKOM-E70系列變頻器進行控制;上位機采用日本三菱FX2N-128MT可編程控制器;人機界面選用HITECH的PWS1711-STN,各單元控制功能,如運行速度、加減速時間等,均可在觸摸屏上直接設(shè)定。
3.1進紙輥、上膠輥、抹平輥、牽引鏈變頻控制
為保持原料紙在加工過程中不被拉斷或產(chǎn)生皺折,浸漬機的進紙輥、上膠輥、抹平輥、牽引鏈等單元需要保持同步運行。萬盛達變頻器配備有標準的RS-485通訊接口,采用PLC與變頻器的通訊功能可實現(xiàn)多臺變頻器的同步啟動、停止及調(diào)速,其示意如圖2所示。
[align=center][img=460,241]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image004.jpg[/img]
圖2浸漬機同步控制單元[/align]
1、 變頻器主要參數(shù)設(shè)定
以上各單元變頻器主要參數(shù)設(shè)定一致,以牽引鏈電機WISKOM-E70為例,參數(shù)設(shè)定如表2所示。
[align=center]表2 牽引鏈電機變頻器的參數(shù)設(shè)定列表
[img=421,121]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image005.jpg[/img] [/align]3.1 萬盛達變頻器的RS-485通訊協(xié)議
萬盛WISKOM-E70達系列變頻器中提供了RS485通訊接口,用戶可通過PC/PLC實現(xiàn)集中監(jiān)控,以適應(yīng)特定的使用要求。其中,RS-485協(xié)議主要包含以下內(nèi)容:
(1) 數(shù)據(jù)格式及波特率
(2) 萬盛達RS-485協(xié)議具有3種數(shù)據(jù)傳輸格式可選:
1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無校驗;
1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、奇校驗;
1位起始位、8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、偶校驗。
波特率有5種設(shè)置可選:1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps,從機變頻器選用默認值。
(2) 報文結(jié)構(gòu)
萬盛達變頻器RS-485通訊協(xié)議中每個報文由11個字節(jié)組成,如表3所示。
[img=497,88]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image006.jpg[/img]
報文分為主機發(fā)送的數(shù)據(jù)報文(即主機命令幀)和從機變頻器發(fā)送的數(shù)據(jù)報文(即從機響應(yīng)幀),分別如表4和表5所示。
[align=center]表4 主機命令幀
[img=499,281]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image007.jpg[/img] [/align]
用戶數(shù)據(jù)包括參數(shù)數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù),其中,參數(shù)數(shù)據(jù)指主機發(fā)送的命令碼或從機對命令的響應(yīng)碼,過程數(shù)據(jù)指主機控制從機運行或從機返回當前運行狀態(tài)。詳細參數(shù)表可參照萬盛達變頻器的操作說明書。
(3)編程思路
該生產(chǎn)線主機(上位機)為PLC,各單元變頻器為從機,通訊程序采用主機輪詢方式,將從機地址建立在一張輪詢表內(nèi),主機定期輪詢從機單元。表6給出了各從機的通訊地址設(shè)置。在萬盛達變頻器的RS-485通訊協(xié)議中,當從機在一定時間間隔內(nèi)(1000ms)內(nèi)未收到任何報文時,認為發(fā)生通訊故障,因而采用主機輪詢方式時,主機需定期輪詢從機,并且輪詢周期小于1000ms,否則會報告通訊故障。
[align=center]表6 從機通訊地址設(shè)置
[img=498,42]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image008.jpg[/img] [/align]
3.2 剪切機的變頻控制
根據(jù)客戶要求需要將加工紙剪切成不同長度規(guī)格,其主要通過剪切裝置實現(xiàn)。切紙單元的變頻控制示意圖如圖4所示。
[align=center][img=475,293]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image010.jpg[/img]
圖4:切紙單元變頻控制[/align]
該系統(tǒng)中,剪刀電機由一臺5.5KW變頻器控制。光電編碼器將檢測信號送給PLC,當加工紙達到設(shè)定長度時,由PLC發(fā)出剪切變頻器動作信號,帶動切刀完成剪切,根據(jù)不同要求可在觸摸屏上直接設(shè)定加工紙長度。由于加工紙厚度較薄,在剪切時要求剪刀能快速動作。該浸漬紙機剪切裝置采用旋轉(zhuǎn)式雙面切刀,為保持剪切紙長度一致(精度在+2mm內(nèi)),切刀前后半周要求停止在同一位置,因而切刀變頻器必須快速起動與停止。為實現(xiàn)準確停車,采用萬盛達變頻器的直流制動功能。表7給出了切刀變頻器的主要參數(shù)設(shè)定。
[align=center]表7 切刀變頻器主要參數(shù)設(shè)定
[img=460,89]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image011.jpg[/img][/align]
切刀變頻器的起動與停止信號由PLC直接給出,通過外部信號起動,其中切刀變頻器加減時間和直流制動有關(guān)參數(shù)可根據(jù)切刀實際位置進行調(diào)整。
3.3烘箱溫度控制
原料紙上膠后進入烘箱干燥,烘箱采用熱煤油加熱,由風機進行冷卻。每個烘箱分成5段,風機變頻器控制部份(兩個烘箱控制相同)如圖5所示。
烘箱內(nèi)每段安裝有溫度傳感器(熱電偶),將檢測信號送給PLC。當溫度超過設(shè)定值時,由PLC輸出模擬信號系統(tǒng)加快該段風機速度;相反,當溫度低于設(shè)定值時,則減小該段風機速度。風機變頻器起動信號由外部端子給定,調(diào)速信號由PLC模擬信號模塊輸出0~10V信號調(diào)節(jié)。采用變頻器控制,一方面可節(jié)約能量,同時可根據(jù)工藝要求隨時自動調(diào)節(jié)烘箱溫度,提高了設(shè)備的自動化控制程度。
風機變頻器采用萬盛達風機水泵專用型第二代WISKOM-E70系列,主要參數(shù)設(shè)定如表8所示。
[align=center]表8 風機變頻器主要參數(shù)設(shè)定列表
[img=458,73]http://www.wanshengda.com/images/product/jnyy/image014.jpg[/img] [/align]
四、結(jié) 論
該生產(chǎn)線采用RS485通訊技術(shù),實現(xiàn)了人機界面(液晶顯示觸摸屏)、PLC與變頻器的通訊控制,取代傳統(tǒng)的面板控制,提高了整機的自動化程度,從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。簡捷的人機界面具有系統(tǒng)參數(shù)調(diào)節(jié)、在線故障監(jiān)測和報警功能。整條生產(chǎn)線采用變頻器控制,其調(diào)節(jié)范圍寬、精度高、動態(tài)響應(yīng)快,使得電機實現(xiàn)高效、低耗運行,并確保了整個系統(tǒng)的同步控制。