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    日期: 2018-01-15
    作者:

    引言

    涂布设备生产线主要是用于塑料薄膜、纸类、电化铝、布料及皮革等的上胶涂布与复合加工,将成卷的基材涂上一层特定功能的胶、涂料或油墨等,并烘干后收卷。它广泛地应用于各类包装领域,主要的技术指标:

    (1) 高可靠性,高控制精度,确保涂布效果高度均匀;

    (2) 整机同步性能要求高;

    (3) 高速不?;远痪?,提高生产效率;

    (4) 收放卷的张力控制要求稳定可靠,确保卷曲效果良好,无废料;

    (5) 安全高效。

    该涂布机生产线为江苏某机械有限公司设计制造,主要用于生产OPP 和PET 薄膜。根据设计要求,整机共采用了24 台蓝?;诒淦灯?,功率范围为0.75kw到30kw,两台收卷张力控制变频器功率为7.5kw,两台放卷张力控制变频器功率为11kw。蓝?;谡帕刂票淦灯饔乓斓男阅苋繁A苏奈榷ㄔ诵?,得到了客户的认可。

    涂布机工艺

    涂布机生产线电气系统主要是双工位放卷、放卷牵引辊、涂胶辊、拉布辊、稳速辊、收卷牵引辊、双工位收卷、风机等工艺环节组成。该涂布机的整机最大速度为300m/min,并且收放卷自动换卷的线速度不低于250m/min。

    涂布机生产线图

    影响到涂布机生产产品效果的主要环节:

    (1) 整机同步:PLC 控制速度同步,从放卷经过各传动点,最后到收卷,从最低速到最高速,确保各传动点的速度经过微调后达到一致;

    (2) 牵引张力控制:拉布辊和稳速辊都配有张力反馈装置,采用变频器内部的PID 功能进行张力闭环控制,调整PID 参数,确保张力的稳定性和快速响应;

    (3) 收放卷张力控制:采用变频器内置张力控制功能,自动进行卷径计算和张力锥度控制,同时观察张力显示仪的张力值,调整到适合生产材料的张力曲线;

    (4) 自动换卷:在放卷将放完或收卷将收满的时候,待换卷变频器进入预驱动状态,PLC 控制自动接膜机构进行翻转、接膜等操作。

    自动接膜机械结构图

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    系统由9台电机进行传动控制,其中,分别为放卷(V6-T-T8)2台、放卷牵引(V5-H)1台、涂胶辊(V5-H)1台、拉布辊(V6-H)1台、稳速辊(V5-H)1台、收卷牵引(V5-H)1台、收卷(V6-T-T8)2台构成,其中放卷、拉布辊和稳速辊都是带张力反馈的闭环张力控制,收卷为张力开环控制。

    方案说明:

    1) PLC 给定主速度,通过D/A ???span style="font-family: 微软雅黑, 'Microsoft YaHei'; font-size: 14px; color: rgb(62, 62, 62); max-width: 100%; box-sizing: border-box; word-wrap: break-word !important;">将主速度信号同时给到放卷牵引辊、涂胶辊、拉布辊、稳速辊、收卷牵引辊,放卷速度由放卷牵引变频器的运行频率通过AO给定,收卷速度由收卷牵引变频器的运行频率通过AO给定;

    2) 张力闭环控制环节如放卷、拉布辊、稳速辊的张力控制由变频器内部完成,通过目标张力值和反馈张力值进行比较,经PID 计算得到微调频率,叠加主速度作为输出频率,快速响应张力变化;

    3) 收卷采用无需张力反馈的恒张力控制模式,内置了卷径计算、系统惯量补偿、材料惯量补偿、动态补偿等功能,使张力在整机加速、减速、恒速都能保证张力恒定;

    4) 收放卷的张力控制变频器内置了自动换卷功能,通过预驱动功能,可在高速实现不?;痪?;

    5) 触摸屏人机界面交互控制,通过触摸屏可实时设定当前整机线速度、收放卷张力等,同时可实时监控当前整机的状态参数,如卷径值、实际张力、实际速度、接膜的翻转角度、摆杆位置等。

    现场电气柜如图及变频器控制系统方案如下:

    电气柜图

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    方案优势

    早期的涂布机控制采用磁粉制动器、力矩电机、PLC和通用变频器等方式,但存在控制效果不佳、张力控制器和PLC成本较高等问题。随着交流调速技术的发展,蓝?;谡帕刂票淦灯鹘岷狭说缁噶孔?/span>控制性能和张力行业专用特点,在涂布机上应用体现出如下的优势:

    (1)?系统稳定可靠、成本低:节约PLC的硬件成本和软件开发成本,同时省去了张力控制器;

    (2)?整机响应速度提高:以前变频器的速度和转矩指令都是通过PLC和张力控制器转换后,给到变频器执行,存在响应的滞后,新的系统变频器内部采用高速32位DSP处理器,响应速度大大提高;

    (3)?收卷效果良好:内置的张力动态补偿和张力锥度功能,避免菜心式不良收卷;

    收卷现场图

    (4)?内置自动换卷:实现高速不?;远?span style="color: rgb(0, 0, 0); font-family: 微软雅黑, 'Microsoft YaHei'; font-size: 14px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; word-wrap: break-word !important;">卷,节省人工,提高效率;

    (5)?安全性高:生产中出现断线时,卷曲轴会出现“飞车”,无需外加检测装置,变频器能自动检测并紧急?;?;

    (6)?卷径计算精度高:内置的卷径精度达到0.1mm,误差在5mm以内,现场状态监控见下图;

    上位机监控界面图

    (7)?PID自适应功能:成熟高效的PID控制算法,适应能力强,换卷时摆杆能迅速回到平衡位置。


    蓝?;诒淦灯骰谑噶考际跗教?,性能优异,并结合中国的张力控制行业的特点,开发的张力控制变频器更加贴近用户需求。现场实践证明,蓝?;谡帕刂票淦灯魍耆阃坎蓟叩目刂埔?

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