全閉環脈沖同步高速總線片材機控制方案
一:工藝要求
片材機用于將塑膠原料如PE、PET、PVC或淀粉基可降解料進行加熱、擠壓、塑化成型的一種工藝。成型后的片材用于正壓,負壓吸塑成型為制品。
對于片材壓延而言,由于后續制品的需求,片材成型后要求厚薄均勻一致,表面光潔度好,無條紋。因此,該機械有以下技術要求:
  • 螺桿模頭的壓力在一種工藝條件下,必須保持一致;要求螺桿擠出馬達必須具有良好的速度精度和恒轉矩特性(低頻大扭矩);
  • 塑化后的材料進入處理過程中,要求壓延、定輥、定型,三輥具有良好的同步特性和高精度的速度響應特性;
  • 對于高速機型(40m/min線速度)而言,由于系統收卷采用人工方式而不得不采用儲料架;系統在正常生產時,儲料架上下組輥處于同一水平位置,換卷時,儲料架自動上升,換卷成功后,再啟動換卷而使上組輥快速拉到水平位置,使得夾送和三輥保持同步速度;
  • 收卷工序需要自動將成型后的材料收成一定直徑的料卷,供下道工序使用;


二:基于匯川矢量變頻器和PROFIBUS-DP高速總線和的方案;
A:基于交流全閉環矢量脈沖同步的傳動系統
  • 螺桿閉環矢量控制技術:
????? 閉環矢量保證螺桿的低頻大扭矩,高精度速度穩定性,保證模頭壓力一致,厚度均勻;
  • 脈沖同步技術(三輥同步):
????? 閉環矢量的脈沖同步技術,克服模擬信號的線性誤差,溫度漂移誤差,電壓波動誤差,保證片材的成型質量;
  • 脈沖同步的PID補償同步(夾送):
????? 儲料裝置的自動控制由夾送馬達的PID參與調整,這樣,在換卷時由外力撐開儲料架儲料,換卷完成后自動跟蹤前級速度,很快達到平衡位置,保證材料張力的一致性;
  • 由MD330張力專用變頻器控制的收卷:
????? 采用普通電機加裝編碼器的方式,通過調整參數就可以輕松完成張力的自動控制,完全省去PLC控制,既克服了力矩電機容易發熱的缺點(大卷徑尤其明顯),又可以降低控制系統的成本和復雜的PLC運算;

B:PROFIBUS-DP總線的網絡結構示意
系統采用了高速PROFIBUS-DP國際標準總線。
  • PLC控制系統完成三輥的速度比例系數、收卷張力設置、顯示等;并負責將數據通過PROFIBUS-DP總線輸入到變頻器;
  • PLC完成整機的邏輯控制故障處理、數據記錄等;
  • 變頻器完成所有的張力閉環控制、自動平衡浮動輥的位置、三輥同步線速度的嚴格控制;
  • PLC通過PROFIBUS-DP總線和變頻器可以交換所有的數據,即使變頻器參數被調亂,仍然可以通過一鍵修復的方法來完成所有用戶參數設置,將維修成本降到最低;
  • 所有PLC到變頻器的連線,已經不再需要復雜的I/O配線,只需要一段適當長度的網絡電纜即可完成所有的工作;
  • 由于采用了通用的PROFIBUS-DP總線技術,使分布在車間的所有機器互聯組成控制中心成為可能,為管理自動化創造了條件。
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