臺(tái)達(dá)機(jī)電產(chǎn)品在瓦楞紙板橫切控制系統(tǒng)中的應(yīng)用
時(shí)間:2006-08-10 16:30:00來源:lvjing
導(dǎo)語:?了瓦楞紙橫切機(jī)的工藝,并依據(jù)橫切機(jī)系統(tǒng)的要求結(jié)合臺(tái)達(dá)PLC、 臺(tái)達(dá)V系列變頻器臺(tái)達(dá)人機(jī)產(chǎn)品的特色
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)的要求結(jié)合臺(tái)達(dá)PLC、 臺(tái)達(dá)V系列變頻器臺(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。
1. 引言
近年來我國(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。瓦楞紙板箱在包裝領(lǐng)域里占相當(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)主要效能包括:
?。?)生產(chǎn)效能及良率的提高
?。?)橫切精度提高
(3)方便調(diào)適
?。?)運(yùn)行平穩(wěn)
?。?)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)和電腦橫切機(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。所謂電腦橫切機(jī)就是用單片機(jī)、PLC、電腦以算法來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)效能及良率高、橫切精度高、方便調(diào)適、操作簡(jiǎn)便、切紙范圍寬、機(jī)械結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單,因而廣泛被普遍采用。
近年來歐美和臺(tái)灣一些廠家先后推出專門應(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)的四到五倍,因此伺服電腦橫切機(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)自行開發(fā)算法來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)線的速度都在每分鐘100米左右,急需性能界于此二者之間的電腦橫切機(jī)控制系統(tǒng),今年中達(dá)電通推出了臺(tái)達(dá)EH型PLC使這種想法可以實(shí)現(xiàn)。臺(tái)達(dá)EH型PLC基本指令運(yùn)算處理的最短時(shí)間為0.24μs,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;因此我們采用臺(tái)達(dá)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)用于速度每分鐘100米的生產(chǎn)線,并且精度可達(dá)到±1.5mm。
3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及簡(jiǎn)介
上圖為由臺(tái)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:
·觸摸屏:用于參數(shù)輸入和控制命令的發(fā)出
·DVP-20EH:是整個(gè)系統(tǒng)的核心,它進(jìn)行信號(hào)和資料處理,并利用高速脈沖控制變頻器完成橫切動(dòng)作。
·切點(diǎn)接近開關(guān):提供切刀切斷紙板時(shí)的反饋信號(hào)
·輪刀軸心上的編碼器: 提供輪刀位置的反饋信號(hào)。
·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)。
·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)直接控制刀輥。
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。
·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。
·出紙輥:做為輸送、切斷紙板作用。
·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
首先讓我們先談?wù)勥\(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)位浮點(diǎn)數(shù),然后再把十進(jìn)位浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)化為二進(jìn)位浮點(diǎn)數(shù),如此即可完成二進(jìn)位浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算的功能。程序中還需應(yīng)用了PLC許多功能如 : 高速計(jì)數(shù)中斷、外部中斷、計(jì)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。
接著我們就拿輪刀的上刀為例,與各位分享案例的精髓:
切刀的動(dòng)作如上圖所示分為三個(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)論
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。