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  • 臺達機電產(chǎn)品在玻璃纖維后處理工藝中的應(yīng)用
    DELTA—中達電通股份有限公司

    摘要:文章敘述臺達的EH高功能可編程控制器、變頻器、文本顯示器、中慣量伺服在玻璃纖維后處理生產(chǎn)線上的成功應(yīng)用。提高了中國纖維布處理能力和中國電子印刷板設(shè)備水平的發(fā)展。
    關(guān)鍵詞:玻璃纖維 處理生產(chǎn)線 工序制造
    1、引言
    每年世界玻璃纖維250萬噸總產(chǎn)量中,電子材料玻璃纖維年產(chǎn)量已突破30萬噸,該電子材料玻璃纖維布代表了當(dāng)今玻璃纖維精密織造的最高水平,電子級玻璃纖維中國俗稱”E布”,一般經(jīng)織造成、脫蠟、表面涂偶聯(lián)劑等工序制造。
    2、玻璃纖維后處理設(shè)備構(gòu)成
    玻璃纖維后處理設(shè)備分開卷機構(gòu),浸涂機構(gòu)(浸涂表面涂偶聯(lián)劑),烘烤機構(gòu),前牽引,后牽引,收卷部份。
    1.1 玻璃纖維后處理系統(tǒng)要求
    開卷部分恒張力控制,速度可以調(diào)節(jié)
    收卷部分變張力控制,張力變化,達到收緊纖維,收卷整齊,間隙均勻。
    后牽引部分,要求收緊后和前牽引同步,
    可以測定纖維長度誤差+-1MM,糾偏要求誤差+-1MM.
    1.2.玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝
    玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝過程參見示意圖,如圖1所示。



    2電氣系統(tǒng)配置設(shè)計
    2.1人機選用臺達的文本顯示器臺達TP04
    •STN LCD 128*64
    •256K內(nèi)存
    •2個通訊口COM1(RS232) COM2(RS485)
    •薄膜式按鍵
    •DC24V(-10%-20%)
    •內(nèi)建萬年歷功能
    •三種語言切換
    •多種圖形,按鈕,組件功能.
    2.2控制器PLC DVP32EH00R2
    該機種為臺達高功能主機,16入/16出. 具有以下特點
    •2個通訊口,可以擴充到3個
    •內(nèi)建高速輸入/輸出
    •200KHz高速計數(shù)器、200KHz脈波輸出
    •豐富的指令,功能強大,超穩(wěn)定的電氣特性。
    2.3變頻器
    VFD022M43A--前牽引控制.
    VFD022M43A---后牽引控制.
    •迷你型微型化結(jié)構(gòu)設(shè)計、體積小,易操作
    •高度運行穩(wěn)定性,性能完善,功能齊全
    •載波頻率高達18KHz,實現(xiàn)靜音運轉(zhuǎn); 0.1-400Hz
    •7段速控制及簡易PLC自動程序運轉(zhuǎn)
    •高速通訊接口,達率高達38400bps
    •自動加減速最佳化控制功能
    •智能化風(fēng)冷技術(shù)應(yīng)用

    2.4烘箱部分
    VFD055M43A*4循環(huán)風(fēng)機,VFD055M43A排氣電機將浸涂后的纖維布進入4個烘烤箱中烘烤,4個烘箱的溫度由溫控器控制,溫控器選用臺達的DTA4896,總共4個單獨控制溫度;總共4臺VDF055M43A變頻器拖動循環(huán)風(fēng)機,1臺3.7KW排廢風(fēng)機,選用VFD037M43A.

    2.5收卷控制
    收卷伺服控制:伺服電機ASMT30M250AK
    伺服驅(qū)動器ASDA-A3021MA.
    •五機一體
    •內(nèi)涵運動控制器
    •性能優(yōu)異
    •指令平滑功能
    •軟件功能
    •通訊功能通訊接口 RS232/RS485
    •3種工作模式
    •10種控制模式自由切換
    •自動增益調(diào)整
    •高響應(yīng),高均一性適應(yīng)應(yīng).
    2.6糾偏控制器+.同步電機 控制糾偏,跟隨2個位移傳感器做位置跟隨,防治跑偏。
    2.7編碼器 測定纖維長度,1PLUSE/1MM
    2.8電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖(圖2)


    3、文本畫面規(guī)劃










    4、工藝系統(tǒng)自動化原理設(shè)計
    4.1對于錐度的一些計算(參見圖9錐度控制原理圖)
    錐度用于在張力補償,當(dāng)收卷直徑加大到一定時候,每增加100米張力增加1%,滿足張力控制,輥徑一直在增加,其數(shù)學(xué)模型可以根據(jù)原始輥徑與纖維厚度計算,根據(jù)公式輥徑=D0+增加輥徑
    增加輥徑=(收卷長度/PI)層數(shù)
    其中:D0---原始輥徑
    PI=3.14
    收卷長度=編碼器反饋值
    張力=扭矩/輥子半徑
    舉例說明:
    如收卷長度2400米,錐度起始長度1000米,錐度設(shè)定50,額定扭矩=14.2N.M 扭矩設(shè)定值=50%
    則:錐度控制長度 2400-1000=1400米
    增加扭矩 1400/50=28
    28*1%=28%
    實際扭矩=14.2*78%=11.076
    實際張力需要乘以減速比13 則實際為(11.076/0.38)*13=37.8KG


    4.2后牽引系統(tǒng)控制原理(參見圖10控制原理圖)
    后牽引在浮動輥未動作,定速運轉(zhuǎn)
    若浮動輥啟動,變速運行,速度利用PID調(diào)節(jié),達到速度控制。


    4.3電子糾偏裝置原理設(shè)計(參見圖11控制原理)
    根據(jù)兩邊位置控制同步電機做位置跟隨,保證收卷位置。


    4.4 纖維長度測量
    編碼器輸出A/B相信號,利用PLC的C251硬件高速脈沖輸入測定步長,占用HHSCO,1PULSE對應(yīng)1MM,硬件高速口的RESET和START用內(nèi)部M1264,M1264 ,M1273/M1274控制.
    D1225=1 為1倍頻模式
    4.5 班產(chǎn)計算
    根據(jù)設(shè)定的當(dāng)前班次,計算班產(chǎn),如更換卷則需要重新計算班產(chǎn),同時記錄時間和日期.
    甲乙丙班產(chǎn)合計為總產(chǎn).
    根據(jù)時間,日期和年月可以查詢產(chǎn)量,需要占用5個文件寄存器,可以讀出和寫入.
    此時候,程序采用變址寄存器E/F來尋址.非常便捷.
    EH PLC文件寄存器共10000個.
    4.6 其它設(shè)計
    扭矩:用通訊方式寫入地址010CH,伺服扭矩參數(shù)1.讀取伺服的輸出狀態(tài)0409H,利用臺達PLC 的SON指令判斷ON 位,確定輸出狀態(tài).
    張力計算前面已經(jīng)介紹,主要是增加的卷徑計算,最終資料為一離散數(shù)列.
    扭矩需要做一定的補償,引入錐度算法,可以逼近實際扭矩.
    該數(shù)學(xué)公式中輥徑,扭矩,張力均為變量.
    張力=扭矩/輥徑
    讀伺服輸出P4-07,監(jiān)控伺服輸出狀態(tài).
    文本的畫面更換用PLC內(nèi)部的寄存器控制.
    5、程序設(shè)計
    5.1流程圖
    見圖12所示:


    5.2 PLC輸入輸出點規(guī)劃:


    5.3 伺服參數(shù)設(shè)置:
    P1-00----000
    P1-01----03
    P1-07----2
    P1-12---010CH給定
    P1-36---
    P1-44---1
    P1-45---1
    P2-00----30
    P3-00----04
    P3-01---1
    P3-02---1
    P3-05---2
    6、結(jié)束語
    該系統(tǒng)上臺達的EH高功能可編程控制器,變頻器,文本顯示器,中慣量伺服在玻璃纖維后處理生產(chǎn)線成功應(yīng)用,控制大卷徑放料和收料,全套的機電產(chǎn)品高性能的表現(xiàn),方便用戶的維護和使用,系統(tǒng)穩(wěn)定得到用戶的好評,這是其它產(chǎn)品所無法比擬的. 提高了中國纖維布處理能力和中國電子印刷板設(shè)備水平的發(fā)展。

     
     
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