時間:2019-08-08 16:46:53來源:藍海華騰
引言
涂布設(shè)備生產(chǎn)線主要是用于塑料薄膜、紙類、電化鋁、布料及皮革等的上膠涂布與復(fù)合加工,將成卷的基材涂上一層特定功能的膠、涂料或油墨等,并烘干后收卷。它廣泛地應(yīng)用于各類包裝領(lǐng)域,主要的技術(shù)指標(biāo):
(1)高可靠性,高控制精度,確保涂布效果高度均勻;
(2)整機同步性能要求高;
(3)高速不停機自動換卷,提高生產(chǎn)效率;
(4)收放卷的張力控制要求穩(wěn)定可靠,確保卷曲效果良好,無廢料;
(5)安全高效。
該涂布機生產(chǎn)線為江蘇某機械有限公司設(shè)計制造,主要用于生產(chǎn)OPP和PET薄膜。根據(jù)設(shè)計要求,整機共采用了24臺藍海華騰變頻器,功率范圍為0.75kw到30kw,兩臺收卷張力控制變頻器功率為7.5kw,兩臺放卷張力控制變頻器功率為11kw。藍海華騰張力控制變頻器優(yōu)異的性能確保了整機的穩(wěn)定運行,得到了客戶的認可。
涂布機工藝
涂布機生產(chǎn)線電氣系統(tǒng)主要是雙工位放卷、放卷牽引輥、涂膠輥、拉布輥、穩(wěn)速輥、收卷牽引輥、雙工位收卷、風(fēng)機等工藝環(huán)節(jié)組成。該涂布機的整機最大速度為300m/min,并且收放卷自動換卷的線速度不低于250m/min。
涂布機生產(chǎn)線圖
影響到涂布機生產(chǎn)產(chǎn)品效果的主要環(huán)節(jié):
(1)整機同步:PLC控制速度同步,從放卷經(jīng)過各傳動點,最后到收卷,從最低速到最高速,確保各傳動點的速度經(jīng)過微調(diào)后達到一致;
(2)牽引張力控制:拉布輥和穩(wěn)速輥都配有張力反饋裝置,采用變頻器內(nèi)部的PID功能進行張力閉環(huán)控制,調(diào)整PID參數(shù),確保張力的穩(wěn)定性和快速響應(yīng);
(3)收放卷張力控制:采用變頻器內(nèi)置張力控制功能,自動進行卷徑計算和張力錐度控制,同時觀察張力顯示儀的張力值,調(diào)整到適合生產(chǎn)材料的張力曲線;
(4)自動換卷:在放卷將放完或收卷將收滿的時候,待換卷變頻器進入預(yù)驅(qū)動狀態(tài),PLC控制自動接膜機構(gòu)進行翻轉(zhuǎn)、接膜等操作。
自動接膜機械結(jié)構(gòu)圖
藍海華騰涂布機方案
系統(tǒng)由9臺電機進行傳動控制,其中,分別為放卷(V6-T-T8)2臺、放卷牽引(V5-H)1臺、涂膠輥(V5-H)1臺、拉布輥(V6-H)1臺、穩(wěn)速輥(V5-H)1臺、收卷牽引(V5-H)1臺、收卷(V6-T-T8)2臺構(gòu)成,其中放卷、拉布輥和穩(wěn)速輥都是帶張力反饋的閉環(huán)張力控制,收卷為張力開環(huán)控制。
方案說明:
1)PLC給定主速度,通過D/A模塊將主速度信號同時給到放卷牽引輥、涂膠輥、拉布輥、穩(wěn)速輥、收卷牽引輥,放卷速度由放卷牽引變頻器的運行頻率通過AO給定,收卷速度由收卷牽引變頻器的運行頻率通過AO給定;
2)張力閉環(huán)控制環(huán)節(jié)如放卷、拉布輥、穩(wěn)速輥的張力控制由變頻器內(nèi)部完成,通過目標(biāo)張力值和反饋張力值進行比較,經(jīng)PID計算得到微調(diào)頻率,疊加主速度作為輸出頻率,快速響應(yīng)張力變化;
3)收卷采用無需張力反饋的恒張力控制模式,內(nèi)置了卷徑計算、系統(tǒng)慣量補償、材料慣量補償、動態(tài)補償?shù)裙δ?,使張力在整機加速、減速、恒速都能保證張力恒定;
4)收放卷的張力控制變頻器內(nèi)置了自動換卷功能,通過預(yù)驅(qū)動功能,可在高速實現(xiàn)不停機換卷;
5)觸摸屏人機界面交互控制,通過觸摸屏可實時設(shè)定當(dāng)前整機線速度、收放卷張力等,同時可實時監(jiān)控當(dāng)前整機的狀態(tài)參數(shù),如卷徑值、實際張力、實際速度、接膜的翻轉(zhuǎn)角度、擺桿位置等。
現(xiàn)場電氣柜如圖及變頻器控制系統(tǒng)方案如下:
電氣柜圖
藍海華騰變頻器控制系統(tǒng)方案圖
方案優(yōu)勢
早期的涂布機控制采用磁粉制動器、力矩電機、PLC和通用變頻器等方式,但存在控制效果不佳、張力控制器和PLC成本較高等問題。隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展,藍海華騰張力控制變頻器結(jié)合了電機矢量轉(zhuǎn)矩控制性能和張力行業(yè)專用特點,在涂布機上應(yīng)用體現(xiàn)出如下的優(yōu)勢:
(1)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、成本低:節(jié)約PLC的硬件成本和軟件開發(fā)成本,同時省去了張力控制器;
(2)整機響應(yīng)速度提高:以前變頻器的速度和轉(zhuǎn)矩指令都是通過PLC和張力控制器轉(zhuǎn)換后,給到變頻器執(zhí)行,存在響應(yīng)的滯后,新的系統(tǒng)變頻器內(nèi)部采用高速32位DSP處理器,響應(yīng)速度大大提高;
(3)收卷效果良好:內(nèi)置的張力動態(tài)補償和張力錐度功能,避免菜心式不良收卷;
收卷現(xiàn)場圖
(4)內(nèi)置自動換卷:實現(xiàn)高速不停機自動換卷,節(jié)省人工,提高效率;
(5)安全性高:生產(chǎn)中出現(xiàn)斷線時,卷曲軸會出現(xiàn)“飛車”,無需外加檢測裝置,變頻器能自動檢測并緊急停機;
(6)卷徑計算精度高:內(nèi)置的卷徑精度達到0.1mm,誤差在5mm以內(nèi),現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)控見下圖;
上位機監(jiān)控界面圖
(7)PID自適應(yīng)功能:成熟高效的PID控制算法,適應(yīng)能力強,換卷時擺桿能迅速回到平衡位置。
藍海華騰變頻器基于矢量技術(shù)平臺,性能優(yōu)異,并結(jié)合中國的張力控制行業(yè)的特點,開發(fā)的張力控制變頻器更加貼近用戶需求。現(xiàn)場實踐證明,藍海華騰張力控制變頻器完全滿足涂布機生產(chǎn)線的控制要求.
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