施耐德塑料机械行业-分切机控制方案

发布于:2021-11-29 22:00:46

分切机控制方案
机器简述
分切机是一种将宽幅纸张或薄膜分切成多条窄幅材料的机械设备,常用于造纸机械和印刷包装机械。 分切机的简单示意图如图所示。

牵引辊

牵引辊

收卷

放卷 驱动辊 收卷 牵引辊

图 1 分切机示意图

工艺描述
其工艺过程:首先将母卷置于分切机构上;薄膜或纸卷穿过分切机的放卷辊、导向辊、展*辊及相关过 渡辊;由驱动辊拖拉;切刀分切;最后通过跟踪辊(分配辊)、压紧辊,进行主动收卷。 薄膜或纸卷在张力控制、压力控制、母卷摆动纠偏等综合系统的作用下,自动完成分切全过程。

控制实现
使用四台施耐德电气高性能的 ATV71 变频器分 别控制分切机的放卷辊、驱动辊和上下收卷辊。 Control inside 卡安装在驱动辊变频器上作为主控 制器,通过 CANopen 总线控制收放辊变频器, 实现收放卷的恒张力调节。驱动变频器控制分切 机的运行速度,它工作在速度控制方式下,同时 它采用 Modbus 总线和 XBTGT 触摸屏连接,实现 工艺参数的设置、保存以及过程监控。放卷变频 器和上、下收卷变频器采用直接转矩控制方式, 工作在张力开环模式。整个控制方案示意图如图 2 所示。

Modbus CANopen
Coder

ATV71

ATV71

ATV71

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Control inside 卡是施耐德电气公司变频器专用内置可编程卡,通过 Codesys 编程软件,可以实现变频器的特殊自编程应用,该软件可以用 6 种不同的语 言编程,使用十分方便 。通过 Codesys 编程软件,施耐德电气公司开发有 Control inside 卡专用的收放卷控制宏 ( 其功能如表 1 所示 ),能实现自动计 算材料的卷径,通过控制变频器的输出转矩来获得恒张力控制,同时还可以 通过设置系统惯量补偿、摩擦补偿及材料惯量补偿,以此补偿由于系统惯量、 摩擦阻力及材料惯量引起的起动或加速过程中张力不均匀的情况,获得非常 *稳的张力控制效果。用户只需要编制自己的控制逻辑便能方便快速地完成 整个系统的实现。

软件功能模块 卷径计算 力矩给定模块 惯量补偿 摩擦补偿 速度给定模块

描述 计算当前的卷径 根据设定的张力、锥度、卷径等计算出当前的扭矩 补偿加减速所需的额外扭矩 补偿克服机械摩擦需要的扭矩 在过渡过程阶段(上料、断料等),通常需要转到速 度控制,所以仍需要给出速度给定信号。

表 1 Control inside 卡收放卷控制宏功能表

结束语
分切机的传统控制方案是利用一台大电机来驱动收放卷的轴 , 在收放卷轴上 加有磁粉离合器 , 通过调节磁粉离合器的电流来控制其所产生的阻力 , 以控 制材料表面的张力。但是*几年随着我国的造纸业及印刷包装行业的飞速发 展,客户对机器的性能要求越来越高。原有的磁粉离合器方案不仅大大限制 了设备的运行速度,而且由于磁粉本身使用寿命的原因,造成了较高的故障 率。 目前国际上的先进机型均采用变频器带张力调节的收放卷方式,车速从 原来的 200m/min 提高到 500m/min,极大地提高了效率。国内机器制造厂 商都已经意识到了这项新技术所带来的优势,都有意利用这种方案来提高机 器的性能。为此施耐德电气公司开发了分切机的收放卷控制方案,车速可达 到 350m/min。
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