紙芯連續全自動蜂窩紙板生產線的電氣控制系統設計
2007-04-02 00:00 來源:安陽工學院電氣工程系 責編:中華印刷包裝網
2 控制系統方案及硬件配置
為了滿足工藝要求,本著操作簡單、設計合理、運行可靠和維修方便的原則,依照上述生產工序對控制系統的要求,系統選用了以松下電工生產的中規模FP10s型可編程控制器作為主控單元的電氣控制系統,如圖1所示。圖1中,控制系統硬件從功能上可分為以下5部分。
2.1 自動控制及手動控制
控制系統分為集中控制和手動控制2部分。自動控制時由總控臺實現全線控制,總控臺由觸摸屏和總啟動、總停止、運行等按鈕開關構成。1 ~9 分控制屏為1 ~9 工藝段設備的操作盤,分別安裝在相應工藝段的設備上,用于手動控制和調節本段設備的運行以及顯示本段設備的狀態,如速度調節、自動手動轉換、啟動、停止、急停、速度顯示、故障報警等。
2.2 變頻調速系統
全線共有9臺設備構成。設備1~8為變頻電機驅動,設備9為裁板設備。由于生產工藝的要求,1 ~5紙芯生產設備為一速度同步段,6 ~9 紙板生產設備為另一速度同步段,并且要求分段設備分別具有同步升速和同步降速的功能,因此采用了具有PID調節功能的閉環控制變頻調速方案[1-3 ]。
按照PID閉環控制的特點要求,每段設備的變頻調速系統硬件配置均由旋轉編碼器、高速計數模塊、數模轉換模塊和公用的FPIOs CPU 所組成。
速度同步的控制原理為:第一道工序控制是由觸摸屏上或1 分控制屏上手動速度調節得到的速度設定值與電機的實際轉速相比較進行控制;在其后的工序中,監測前一道工序與當前工序的電機轉速之間的速度差,利用PID控制進行修正,使2者速度差變小。通過這種控制方式可實現各工序之間的平滑聯動,滿足了工藝需要速度同步的要求,達到了提高產品質量的目的。
2.3 張力調節在送紙機構中,為了實現在6層紙上涂的膠條均勻到位,要求6層紙的饋入張力必須一致,這樣才能保證蜂窩紙芯的形成質量。系統中張力調節系統由張力傳感器、張力變送器、ADC模塊、DAC模塊、功率放大器、磁粉離合器等構成[4 ,5],如圖3所示。
磁粉離合器作阻尼器用,安裝在紙卷托架軸上。工作時,張力傳感器測得的張力信號,經張力變送器送往PLC的A/D模塊,CPU 將測量得到的張力數據與設定值進行比較,經PID計算后完成張力反饋的PID調節(見圖4),再經PI C的D/A模塊輸出4~20mA電流信號,又經功率放大器放大后,控制磁粉離合器進行調節,從而控制轉軸的轉矩,達到控制饋入紙的張力的目的。
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