发布日期:2022-04-18 点击率:60 品牌:台达_Delta
荣获“2006年度工控及自动化领域优秀案例”有奖评选 三等奖 | |
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专家点评: | |
这是一篇采用台达公司的电气控制系统在电子玻璃布(E布)后处理生产过程中取得成功应用的实例。全套控制系统由TP04液晶广西显示器、高性能可编程PLC控制器、控制前后牵引装置的变频器和控制收卷部分的伺服电机组成。系统投运后操作稳定,纸护方便,对提高产量的质量起了重要作用。点评人:陆德民 |
前言
目前全世界玻璃纤维年总产量已达到250万吨,其中电子级玻璃纤维年产量已突破30万吨,该电子级玻璃纤维布代表了当今玻璃纤维精密织造的最高水平,电子级玻璃纤维中国俗称”E布”,一般经织造成、脱蜡、表面涂偶联剂等工序制造。
电子布有26个规格,目前我国生产的电子布主要有EWPC173(7628)、EWPC180(7629)、EWPC94(2116)、EWPC53(1080)四种。其中,EWPC173(7628)常用于制作量大面广的单面和双面覆铜板,EWPC53(1080)和EWPC94(2116)主要用于制作薄型覆铜板。
电子布的中国国家标准为:GBT18373-2001,美国国家标准为:ANSIIPC-EC-140。 目前国际上印制板的需求量每年以20%以上的速度增长。
一、玻璃纤维后处理设备构成
玻璃纤维后处理设备分开卷机构,浸涂机构(浸涂表面涂偶联剂),烘烤机构,前牵引,后牵引,收卷部份。
二、玻璃纤维后处理系统要求:
开卷部分恒张力控制,速度可以调节。
收卷部分变张力控制,张力变化,达到收紧纤维,收卷整齐,间隙均匀。
后牵引部分,要求收紧后和前牵引同步,可以测定纤维长度误差±1mm,纠偏要求误差±1mm。
系统结构(如下图):
三、电气系统:
1、人机选用台达的文本显示器台达TP04
·STN LCD 128*64
·256K内存
·2个通讯口COM1(RS232) COM2(RS485)
·薄膜式按键
·DC24V(-10%-20%)
·内建万年历功能
·三种语言切换
·多种图形,按钮,组件功能.
2、 控制器PLC DVP32EH00R2
该机种为台达高功能主机,16入16出,具有以下特点
·2个通讯口,可以扩充到3个
·内建高速输入输出
·200kHz高速计数器、200kHz脉波输出
·丰富的指令,功能强大,超稳定的电气特性。
3、变频器
VFD022M43A--前牵引控制.
VFD022M43A---后牵引控制.
烘箱部分:VFD055M43A*4循环风机,VFD055M43A排气电机
·迷你型微型化结构设计、体积小,易操作
·高度运行稳定性,性能完善,功能齐全
·载波频率高达16KHz,实现静音运转; 0.1-400Hz
·7段速控制及简易PLC自动程序运转
·高速通讯接口,波特率高达38400bps
·自动加减速最佳化控制功能
·智能化风冷技术应用
4、收卷控制
伺服控制:伺服电机ASMT30M250AK,控制收卷部分.
伺服驱动器ASDA-A3021MA.
·五机一体
·内涵运动控制器
·性能优异
·指令平滑功能
·软件功能
·通讯功能通讯接口 RS232RS485
·3种工作模式
·10种控制模式自由切换
·自动增益调整
·高响应
5、同步电机,纠偏控制器,控制纠偏,跟随2个位移传感器做位置跟随,防治跑偏 。
6、编码器。测定纤维长度,1PLUSE1mm
7、烘烤箱
将浸涂后的纤维布进入4个烘烤箱中烘烤,4个烘箱的温度由温控器控制,温控器选用台达的DTA4896,总共4个单独控制温度;总共4台VFD055M43A变频器拖动循环风机,1台3.7KW排废风机,选用VFD037M43A。
8、电气系统构成:
四、文本画面规划:
参数设定:
参数显示:
警报显示:
班产统计:
班产查询:
五、数学计算:
1、对于锥度的一些计算:
锥度用于在张力补偿,当收卷直径加大到一定时候,每增加100米张力增加1%,满足张力控制,辊径一直在增加,其数学模型可以根据原始辊径与纤维厚度计算,根据公式:
辊径=D0+增加辊径
增加辊径=(收卷长度PI)层数
其中:D0---原始辊径
PI=3.14
收卷长度=编码器反馈值
张力=扭矩辊子半径
举例说明:
如收卷长度2400米,锥度起始长度1000米,锥度设定50,额定扭矩=14.2N.M 扭矩设定值=50%
则:锥度控制长度 2400-1000=1400米
增加扭矩 140050=28
28*1%=28%
实际扭矩=14.2*78%=11.076
实际张力需要乘以减速比13
则实际为(11.076�.38)*13=37.8KG
2、后牵引系统控制原理:
后牵引在浮动辊未动作,定速运转
若浮动辊启动,变速运行,速度利用PID调节,达到速度控制,
3、电子纠偏装置:
根据两边位置控制同步电机做位置跟随,保证收卷位置。
4、PLC: DVP-32EH00R2
纤维长度测量:
编码器输出AB相信号,利用PLC的C251硬件高速脉冲输入测定步长,占用HHSCO,1PULSE对应1MM,硬件高速口的RESET和START用内部M1264,M1264 ,M1273M1274控制,D1225=1为1倍频模式
5、班产计算:
根据设定的当前班次,计算班产,如更换卷则需要重新计算班产,同时记录时间和日期。
甲乙丙班产合计为总产。
根据时间,日期和年月可以查询产量,需要占用5个文件寄存器,可以读出和写入。
此时候,程序采用变址寄存器EF来寻址,非常便捷。
EH PLC文件寄存器共10000个。
6、其它
扭矩:用通讯方式写入地址010CH,伺服扭矩参数1.读取伺服的输出状态0409H,利用台达PLC 的SON指令判断ON 位,确定输出状态。
张力计算前面已经介绍,主要是增加的卷径计算,最终资料为一离散数列。
扭矩需要做一定的补偿,引入锥度算法,可以逼近实际扭矩。
该数学公式中辊径,扭矩,张力均为变量。
张力=扭矩辊径。
读伺服输出P4-07,监控伺服输出状态.
7、文本的画面更换用PLC内部的寄存器控制.
六、程序设计:
1、程序流程:
2、PLC输入输出点规划:
3、伺服参数设置:
结束语:
该系统上台达的EH高功能可编程控制器,变频器,文本显示器,中惯量伺服在玻璃纤维后处理生产线成功应用,控制大卷径放料和收料,全套的机电产品高性能的表现,方便用户的维护和使用,系统稳定得到用户的好评,这是其它产品所无法比拟的,提高了中国纤维布处理能力和中国电子印刷板设备水平的发展。
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