一、前言

　　涂布機(jī)需要將膠或者油墨類(lèi)物質(zhì)均勻粘連在鋁箔、塑料薄膜或者布料紡織品表面，對(duì)涂布工藝要求比較高，不僅要求涂布高度均勻而且要能夠?qū)崿F(xiàn)高速不停機(jī)換卷以提高生產(chǎn)效率。

　　二、涂布機(jī)控制要求簡(jiǎn)介

　　涂布機(jī)步驟一般分為：恒張力放卷、涂布過(guò)程多級(jí)同步控制、恒張力收卷幾個(gè)環(huán)節(jié)。要求正常生產(chǎn)過(guò)程中基材張力恒定，線速度恒定，啟動(dòng)、停車(chē)過(guò)程平滑。所以在涂布機(jī)的機(jī)電性能的控制中，關(guān)鍵是對(duì)涂布機(jī)系統(tǒng)的張力進(jìn)行控制。因?yàn)閺埩Φ拇笮?，直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，張力太大，會(huì)破壞涂布紙張的物理特性，影響紙張的使用壽命和質(zhì)量；張力太小，收卷過(guò)松，走紙不平穩(wěn)，又會(huì)影響后續(xù)工序的產(chǎn)品質(zhì)量。在整個(gè)工藝過(guò)程中，無(wú)論啟動(dòng)加速、停機(jī)減速，任何線速度下的恒速運(yùn)行均要求涂布輥、復(fù)合輥和牽引輥保持運(yùn)行線速度同步，否則就會(huì)出現(xiàn)紙張拉斷、收卷移位、鋁箔褶皺或者印刷斷紋等異常。在這個(gè)工藝環(huán)節(jié)里，要求復(fù)合涂布電機(jī)調(diào)速響應(yīng)快，速度控制精確，張力波動(dòng)小。

　　1、傳統(tǒng)方案

　　系統(tǒng)的張力控制是通過(guò)控制系統(tǒng)線速度恒定來(lái)控制張力穩(wěn)定。目前行業(yè)多是利用高檔PLC來(lái)進(jìn)行恒線速度控制，將收放卷牽引及收放卷裝置的擺輥電位器的反饋信號(hào)送到PLC，通過(guò)PLC進(jìn)行PID控制及卷徑計(jì)算，將結(jié)果通過(guò)模擬量的方式傳給矢量變頻器。變頻器在整個(gè)控制系統(tǒng)中只是一個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。這就需要PLC運(yùn)算速度快并且需要擴(kuò)展較多的A/D和D/A模塊，而且因?yàn)镻LC運(yùn)算速度及信號(hào)傳遞的影響，使得系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，所以只能用矢量變頻器中最高端的品牌，要求變頻器模擬量輸入口有較高的分辨率，變頻器動(dòng)態(tài)響應(yīng)快而且穩(wěn)速精度高，來(lái)彌補(bǔ)因方案不足而造成的延遲。

　　2、偉創(chuàng)變頻器方案：

　?。?）偉創(chuàng)矢量變頻器簡(jiǎn)介

　　偉創(chuàng)矢量控制變頻器是近年來(lái)新推出的國(guó)產(chǎn)高檔變頻器。主要有AC80通用型矢量變頻器及AC90張力控制專用矢量型變頻器。AC80功能強(qiáng)大，并可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)矢量控制，能滿足目前大多數(shù)行業(yè)對(duì)變頻器功能及性能的要求。AC90是張力專用變頻器控制器，主要將卷徑計(jì)算、張力錐度等張力控制的專用功能集于一身，實(shí)現(xiàn)了張力控制的簡(jiǎn)易化。AC90的張力控制有轉(zhuǎn)矩模式及速度模式。對(duì)張力控制精度要求高的場(chǎng)合一般有速度模式，對(duì)張力控制精度要求不高的場(chǎng)合，可以用轉(zhuǎn)矩模式，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且調(diào)試方便。

　?。?）控制要點(diǎn)

　　要求每段線速度恒定，但由于收、放卷過(guò)程中卷徑在不斷地變化，PID的調(diào)節(jié)必須考慮因卷徑的變化而帶來(lái)的速度變化，否則會(huì)破壞涂布紙張的物理特性，影響紙張的使用壽命和質(zhì)量，這樣要求穩(wěn)速精度高，而且系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)時(shí)響應(yīng)速度快。

　　三、方案優(yōu)勢(shì)

　　1、恒張力控制、同步控制都由變頻器完成，不需要外加控制器，電控系統(tǒng)采用PLC控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。

　　2、恒張力控制，生產(chǎn)過(guò)程張力非常恒定，控制精度高，基材不會(huì)受到損壞，涂布效果均勻，產(chǎn)品質(zhì)量好。

　　3、通過(guò)收卷錐度補(bǔ)償調(diào)整，成品收卷張力恒定，完全避免內(nèi)緊外松的狀況。

　　4、技術(shù)成熟，調(diào)試、操作、維護(hù)非常方便。

　　四、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)述

　　1、基材放卷階段需要一臺(tái)AC80系列動(dòng)力收放線變頻器，主要以基材張力恒定為目標(biāo)，采用自動(dòng)PID閉環(huán)控制，放線速度緊跟著引取速度變化而變化；當(dāng)出現(xiàn)松線時(shí)，收線速度跟著松線速度變化而變化；當(dāng)出現(xiàn)斷線時(shí)，要求放線盤(pán)立即停止運(yùn)轉(zhuǎn)，由于放線盤(pán)有剎車(chē)裝置，變頻器停車(chē)時(shí)要設(shè)置為自由停車(chē)，整個(gè)放卷過(guò)程獨(dú)立運(yùn)行。

　　2、涂布及烘干階段需要多臺(tái)開(kāi)環(huán)矢量控制變頻器，采用比例聯(lián)動(dòng)控制，在涂布機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中主信號(hào)和微調(diào)信號(hào)按疊加運(yùn)行。線速度同步的實(shí)現(xiàn)方法：以多臺(tái)涂布過(guò)程多級(jí)同步控制為例，為了實(shí)現(xiàn)線速度保持同步，采用主頻率+輔助頻率相疊加的方法。同步控制中第一臺(tái)變頻器的主頻率通過(guò)RS485通訊傳輸?shù)降诙_(tái)，以此類(lèi)推，直到最后一臺(tái)，通過(guò)通訊方式進(jìn)行運(yùn)行頻率傳輸，可以避免模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中的衰減，每一臺(tái)變頻器的輔助頻率為各自變頻器的微調(diào)頻率，通過(guò)變頻器的上升/下降運(yùn)行頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)。微調(diào)頻率精度高達(dá)0.01Hz。

　　3、成品收卷階段需要一臺(tái)AC90張力控制專用變頻器，主要以成品張力恒定為目標(biāo)，采用開(kāi)環(huán)控制，自動(dòng)進(jìn)行錐度計(jì)算，卷徑計(jì)算，無(wú)需外加張力器件，對(duì)涂布機(jī)生產(chǎn)的成品收卷階段進(jìn)行跟蹤運(yùn)行。