6GK7243-1EX01-0XE0质量保障
我国是制造业大国,而包装工业也随着工业品的制造而迅猛发展。目前中国生产的瓦楞纸包装制品、复合软包装、金属桶、集装箱、塑料编织袋等主要产量已居列。中国包装工业已经基本形成了一个以纸、塑料、金属、玻璃、印刷、机械为主要构成,拥有一定现代化技术装备、门类比较齐全的工业体系。
在包装工业中,瓦楞纸的应用非常广泛,几乎所有的轻工业产品都会用到瓦楞纸板箱进行包装,比如食品、饮料、烟草、电子产品及电器等。而横切机是瓦楞纸板生产线末端的一个非常重要的环节,也是制造包装盒之前的后一个环节。横切机的性能是影响产品质量和产量的一个重要因素。横切机也是瓦楞纸板生产线中自动化程度较高的环节之一。
【行业背景】
出于对车速、废品率和换单灵活性的要求,目前电脑横切机得到了越来越广泛的推广。根据控制系统的不同,电脑横切机有两大类:
• 类是采用单片机和普通变频器进行控制。在单片机中进行位置闭环,将速度指令发送给变频器,从而驱动马达与纸板的进给进行跟随。其优点是成本低,但由于单片机对位置闭环控制的扫描周期较长,导致高速下的速度给定精度较低;普通变频器的跟随特性较差,无法完全跟随给定,从而带来误差。
• 第二类是采用运动控制系统和伺服驱动器进行控制。位置闭环直接由运动控制系统来控制。毫秒甚至是微秒级的运算周期可以保证高精度的位置给定;伺服系统出色的跟随特性也能够保证更高的精度。
将在本文中介绍的横切方案,即是采用西门子运动控制系统及伺服驱动器的第二类方案。
【机械结构】
目前的瓦楞纸生产线中,横切部分一般称为横切机台。通常,横切机台只有一个刀辊马达,而没有主动进给部分。有进给马达,也不会采用伺服驱动,而是采用普通变频器来驱动。瓦楞纸板的进给量需要由测量辊检测后传送给运动控制系统,通过同步或电子凸轮功能控制刀辊驱动器。
【系统配置】
下图为采用西门子运动控制系统Simotion D410 及伺服驱动器SinamicsS120的系统配置图。
配置图中共包含以下组件:
• 上位控制工控机作为人机界面,接收用户的给定与设置,管理订单,并与整线控制系统进行通讯;
• Simotion D410是西门子公司新的单轴运动控制系统,与上位工控机之间通过标准工业以太网(D410PN型)进行通讯:接收设置与订单,并且实时将机器的状态,如车速、电机电流、电机温度等信息传送给工控机进行处理或显示;
• 伺服驱动器Sinamics S120接收SimotionD410发出的位置指令,并且以125微秒为周期进行刀辊位置采样,并进行位置闭环控制(当激活了动态伺服控制功能DSC时),驱动刀辊马达运转;
• 外部编码器安装在测量辊上,用于检测瓦楞纸板的进给量,作为电子凸轮的主轴位置值;
• 当需要对瓦楞纸进行色标跟随横切时,可以将色标传感器连接到Simotion D上的快速输入点上。而SimotionD可以通过编程实现色标补偿功能。
【性能指标及亮点】
根据机械部分及电机功率的不同,目前配备该方案的横切机可以达到下面的性能指标:
• 幅宽:1400 mm ~ 3300 mm
• 车速:120 m/min ~ 350 m/min
• 裁切长度:300 mm ~ ∞
• 裁切精度:±1 mm
而该解决方案具有的性能亮点包括:
• 电子凸轮裁切;
• 五次多项式凸轮曲线,降低对机械系统的冲击;
• 裁切时刀辊与材料同步,同步超速可调;
• 切长不停机更改,并且立即生效;
• 根据需要可以进行色标跟踪裁切。
1 引言
数字化、智能化印刷机械关键技术与装备项目是围绕书刊、报业、包装装潢、商业印刷的重大装备急需。双面印刷是出版物印刷、说明书印刷以及笔记本印刷的印刷工艺。双面印刷可以保证印品一次印刷完成,效率成倍增长。对开双面平版印刷机是一种新型高速双面印刷机,适用于书刊杂志等印品的印刷。项目选用了毅天国产PLC自动化系列产品对电气进行了改进设计。
2 工艺自动化分析
高速双面印刷机整机动作控制整机由输纸机、收纸机和主机三部分组成。主机除主电机,上、下水辊电机,制动辊电机分别由四个变频器控制外,其余主要动作由七个气缸分别来控制上水辊、下水辊、上墨辊、下墨辊、递纸、上滚筒、下滚筒等的离合动作。气路的控制分为手动和自动两种模式。整机的核心调试工作就是电气、气动与机械动作相匹配,避免印刷中纸张的浪费。
由于自动工作模式下各动作要以一定的顺序工作,机械采用凸轮来控制各动作离合时的角度,电气选用二相增量型旋转编码器来实时测量凸轮的旋转角度,编码器每旋转一周,产生360个脉冲,PLC高速计数器计数720,到零位后复位重新计数。我们可以随时更改编码器的角度值,来配合机械的改动或因速度不同,惯性不同,所需动作的角度值不同,省却了烦琐的机械控制。
3 毅天PLC机电技术的自动化应用
系统原理设计
机床的控制以毅天PLC的ETMX-MSDH40AC-R型PLC为技术平台,触摸屏为操作界面,变频器作为执行构件。触摸屏通过COM2口与毅天PLC的COM口相连,采用MODBUS协议。PLC通过485口控制四台变频器,支持MODBUS协议。
系统配置设计
毅天PLC:ETMX-MSDH40AC-R+扩展ETEM-DH16。触摸屏:DOP-A57CSTD。变频器:VFD110B43A 框架如图1所示。
图1印刷机系统配置设计
编程案例
高速计数。
毅天PLC提供了方便的高速计数功能,使程序编写简单,调试快速。
通讯调试。在小型电气控制系统中,设备间的通讯调试是一个难题,但毅天PLC与变频器有简洁的通讯指令,写,读各一条指令即可解决问题。
两者的通讯省却了中间继电器的控制,减少了故障隐患,再利用触摸屏将PLC中的数据读出,可以方便地监视运转中出现的问题。
画面设计
触摸屏的应用省略了原有的一些按钮、指示灯、计数器、转速表、时间继电器及润滑程控控制器等元器件,降低了故障率,也减少了接线的工作量。使整机的电气系统操作、使用、维修简单方便
一、引言
排水箱是电厂中供水循环使用的设备,其作用是电厂冷却水存储,冷却,循环利用,并在北方天气寒冷时,可作为供暖设备的一部分。
设备工艺流程为:水箱蓄水---上限位到水泵1抽水----下限位到水泵1停止---继续蓄水----上限位到水泵2抽水----下限位到水泵2停止
二、系统构成
排水箱电气控制系统采用集中控制方式,采用毅天可编程控制器,系统运行稳定可靠。电控系统分为主电控制柜操作、操作按钮、线槽及电线电缆等。设备的操作在操作面板上的按钮进行,手动自动旋钮,起动运行、参数的设定、当前运行状态、故障报警等信息。
可编程控制器使用为毅天系类PLC, (ETMX-MSDH32DC-T)
人机界面操作台上安装有三色指示灯,当指示灯亮起时含义分别为:
红色-----------设备有故障
黄色-----------设备处于原点位置
绿色-----------设备处于运行状态
当有故障时,操作台上的蜂鸣器会出现间断报警。
当出现紧急事故时,可以按操作手柄上的“系统紧急停止”按钮。
三、程序控制部分
手动部分
手动启动水泵排水
自动运行
水泵在到达上限后开始运行,下限停止
通过计数命令使2太水泵交替使用
当水位超过设定值时,蜂鸣器开始报警
四、
水循环工作的实现方法不仅局限于供水排水行业,在其他行业的控制领域中,在多台设备的循环控制中也是可以借鉴的,以循环工作原理编制的控制软件,即可以单独应用构成多台设备运行的调度控制系统,又可以作一子程序参与系统联动控制
毅天PLC,其PLC的优异性能和稳定性,在频繁运动控制中良好的性能,提供了更好的性价比,为用户大大地节约了成本。并为超小型自动控制设备,提高了很好的范例。