臥式鋁箔分卷機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計課件

1、臥式鋁箔分卷機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計主講人: 高瑞龍第一章緒論1.1鋁箔在生活中的應(yīng)用一種用金屬鋁直接壓延成薄片的燙印材料，其燙印效果與純銀箔燙印的效果相似，故又稱假銀箔。由于鋁的質(zhì)地柔軟、延展性好，具有銀白色的光澤，如果將壓延后的薄片，用硅酸鈉等物質(zhì)裱在膠版紙上制成鋁箔片，還可進(jìn)行印刷。但鋁箔本身易氧化而顏色變暗，摩擦、觸摸等都會掉色，因此不適用于長久保存的書刊封面等的燙印。 鋁箔因其優(yōu)良的特性，廣泛用于食品、飲料、香煙、藥品、照相底板、家庭日用品等的包裝材料；電解電容器材料；建筑、車輛、船舶、房屋等的絕熱材料；還可以作為裝飾的金銀線、壁紙以及各類文具印刷品和輕工產(chǎn)品的裝潢商標(biāo)等。在上述各種用途中，能

2、最有效地發(fā)揮鋁箔性能點(diǎn)的是作為包裝材料。鋁箔是柔軟的金屬薄膜，不僅具有防潮、氣密、遮光、耐磨蝕、保香、無毒無味等優(yōu)點(diǎn)，而且還因為其有優(yōu)雅的銀白色光澤，易于加工出各種色彩的美麗圖案和花紋，因而更容易受到人們的青睞。特別是鋁箔與塑料和紙復(fù)合之后，把鋁箔的屏蔽性與紙的強(qiáng)度、塑料的熱密封性融為一體，進(jìn)一步提高了作為包裝材料所必需的對水汽、空氣、紫外線和細(xì)菌等的屏蔽性能，大大拓寬了鋁箔的應(yīng)用市場。由于被包裝的物品與外界的光、濕、氣等充分隔絕，從而使包裝物受到了完好的保護(hù)。尤其是對蒸煮食品的包裝，使用這種復(fù)合名箔的材料，至少可以保證食物一年以上不變質(zhì)。而且，加熱和開包都很方便，深受消費(fèi)者的歡迎。 隨著人民

3、生活水平的提高和旅游事業(yè)的發(fā)展，啤灑、汽水等飲料和罐頭食品的需求量日益增多，這些都需要有現(xiàn)代化的包裝與裝潢，以利于國際市場上的競爭。近年來，為適應(yīng)市場要求，人們開發(fā)出了屏蔽性好的塑料薄膜和噴鍍箔等包裝材料，但它們的綜合性能都不如過涂層和層壓加工能得到彌補(bǔ)和改善。因此可以說，鋁箔是具有多種優(yōu)良性能，比較完美的包裝材料，在諸多領(lǐng)域中都充分顯示出它廣闊的應(yīng)用前景。 為了提高軋制效率和鋁箔產(chǎn)品的質(zhì)量，現(xiàn)代化鋁箔軋機(jī)向大卷、寬幅、高速、自動化四個方向發(fā)展。當(dāng)代鋁箔軋機(jī)的輥身寬度已達(dá)2200mm以上，軋制速度達(dá)到2000m/min以上，卷重達(dá)到20t以上。相應(yīng)的軋機(jī)自動化水平也大大提高，普遍安裝了厚度控制

4、系統(tǒng)(AGC)，大多數(shù)安裝了板形儀(AFC)。鋁箔工業(yè)正面臨一個高速發(fā)展的時期。 1.2鋁箔的分類 鋁箔的分類有多種方法，按鋁箔的厚度、形狀、狀態(tài)或材質(zhì)都可以進(jìn)行分類。 鋁箔按厚度差異可分為厚箔、單零箔和雙零箔。厚箔：厚度為0102mm的箔。單零箔：厚度為0Olmm和小于01mm的箔。雙零箔：所謂雙零箔就是在其厚度以mm為計量單位時小數(shù)點(diǎn)后有兩個零的箔，通常為厚度小于0.0075mm的鋁箔。用英文表達(dá)時，厚箔稱為“heavy gaugefoil，單零箔稱為“medium gaugefoil”，雙零箔稱“l(fā)ightgaugefoil。國外有時把厚度40ltm的鋁箔稱為light gauge fo

5、il，而把厚度40btm的鋁箔統(tǒng)稱為heavy gaugefoil。 鋁箔按形狀可分為卷狀鋁箔和片狀鋁箔。鋁箔深加工毛料大多數(shù)呈卷狀供應(yīng)，只有少數(shù)手工業(yè)包裝場合才用片狀鋁箔。 鋁箔按狀態(tài)可分為硬質(zhì)箔、半硬箔和軟質(zhì)箔。硬質(zhì)箔：軋制后未經(jīng)軟化處理(退火)的鋁箔，不經(jīng)脫脂處理時，表面卜有殘汕。因此硬質(zhì)箔在印刷、貼合、涂層之前必須進(jìn)行脫脂處理，如果用于成形加工則可直接使用。半硬箔：鋁箔硬度(或強(qiáng)度)在硬質(zhì)箔和軟質(zhì)箔之間的鋁箔，通常用于成形加工。軟質(zhì)箔：軋制后經(jīng)過充分退火而變軟的鋁箔，材質(zhì)柔軟，表面沒有殘油。目前大多數(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，如包裝、復(fù)合、電工材料等，都使用軟質(zhì)箔。 鋁箔按表面狀態(tài)可分為一面光鋁箔和兩

6、面光鋁箔。一面光鋁箔：雙合軋制的鋁箔，分卷后一面光亮， 面發(fā)烏，這樣的鋁箔稱為一面光鋁箔。一面光鋁箔的厚度通常不超過o025mm。兩面光鋁箔：單張軋制的鋁箔，兩畫和軋輥接觸，鋁箔的兩面因軋輥表面粗糙度不同又分為鏡面二面光鋁箔和普通二面光鋁箔。二面光鋁箔的厚度一般不小于001mm。 鋁箔按加上狀態(tài)可分為素箔、壓花箔、復(fù)合箔、涂層箔、上色鋁箔和印刷鋁箔。素箔：軋制后不經(jīng)仟何其他加工的鋁箔，也稱光箔。壓花箔：表面上壓有各種花紋的鋁箔。復(fù)合箔：把鋁箔和紙、塑料薄膜、紙板貼合在起形成的復(fù)合鋁箔。涂層箔：表面上涂有各類樹脂或漆的鋁箔。上色鋁箔：表面上涂有單一顏色的鋁箔。印刷鋁箔：通過印刷在表面上形成各種花

7、紋、圖案、文字或畫面的鋁箔，可以是一種顏色，最多的可達(dá)12種顏色。 第二章 分卷機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計方案2.1鋁箔分卷機(jī)綜述1綜述鋁箔分卷機(jī)是鋁箔加工中的精整設(shè)備，將鋁箔軋機(jī)進(jìn)行疊軋軋制(雙合軋制)后的一卷雙張鋁箔分為兩卷單張并剪切有一定寬度、卷徑長度的鋁箔成品。鋁箔分卷是鋁箔生產(chǎn)的重要工序，分卷機(jī)的剪切質(zhì)量對鋁箔的質(zhì)量和成品率有著重要影響。鋁箔生產(chǎn)要求分卷機(jī)機(jī)列速度穩(wěn)定、開卷及卷取張力恒定、張力梯度、控制精度高，同時必須要有高的生產(chǎn)效率來滿足鋁箔規(guī)模化生產(chǎn)的需要。由于進(jìn)口鋁箔分卷機(jī)引進(jìn)費(fèi)用相對高，部分鋁箔生產(chǎn)企業(yè)無能力購置進(jìn)口分卷機(jī)。這里結(jié)合鋁箔生產(chǎn)實(shí)際論述立式鋁箔分卷機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分卷機(jī)的設(shè)計要

8、點(diǎn)。2設(shè)備組成鋁箔分卷機(jī)由上料系統(tǒng)、分卷系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)及電控系統(tǒng)組成。分卷系統(tǒng)由開卷機(jī)、剪切刀軸、導(dǎo)輥及卷取機(jī)等設(shè)備組成是分卷機(jī)的核心部分。上料系統(tǒng)由上料小車，開卷機(jī)組成。卸料系統(tǒng)由卸料小車、卷取軸夾緊裝置和卷材小車組成。其中：開卷機(jī)、傳動導(dǎo)輥、剪切刀軸及卷取機(jī)由電機(jī)驅(qū)動。3工藝流程首先利用上料系統(tǒng)按照手動或自動方式將鋁箔軋機(jī)軋制的成品鋁箔送到開卷機(jī)上；然后根據(jù)產(chǎn)品需要設(shè)定剪切寬度，經(jīng)分切系統(tǒng)中的刀盤分切成不同寬度的成品箔，由上下卷取機(jī)分別卷取成卷，再由分切系統(tǒng)中的卸料桿將卷取機(jī)上的成品鋁箔卷送出分切系統(tǒng)；此后利用卸料系統(tǒng)按照手動或自動方式將成品鋁箔卷從分切系統(tǒng)中的卸料桿上取走，再將空卷軸送到

9、分切系統(tǒng)，然后將成品鋁箔送到存儲臺上；最后通過拔軸系統(tǒng)將卷軸從成品鋁箔卷中拔出，從而完成本工藝段操作。4主要技術(shù)參數(shù)鋁箔分卷機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下：a.來料寬度：1000mm1850mmb.來料厚度：2（0.006mm0.03mm）c.來料外徑：2200mm（Max）d.分切條數(shù)：Max.6條 h.張力控制精度：1f.機(jī)列速度：1000M/min（Max）g.速度控制精度：0.1e.成品外徑：800mm（Max）然而，對于較小直徑的深孔(如632mm)用上述高速鋼深孔鉆頭加工出現(xiàn)了不能斷屑，導(dǎo)致堵屑而無法使用的情況。為此，我們對于較小直徑深孔鉆頭進(jìn)行了進(jìn)一步研制，效果同樣很理想。5關(guān)鍵結(jié)構(gòu)1剪切

10、機(jī)構(gòu)根據(jù)分卷鋁箔厚度不同，鋁箔分卷機(jī)配有兩套剪切刀軸，分別使用蝶形刀片和剃須刀片，每套剪切刀軸由上刀軸、下刀軸組成，上刀軸根據(jù)剪切的需要可安裝蝶形刀片或剃須刀片，下刀軸通過更換下刀片適應(yīng)剪切刀片，滿足不同厚度鋁箔的剪切。剪切不同厚度的鋁箔時通過操作機(jī)構(gòu)可以快速更換剪切刀軸，剪切過程中刀片與刀槽的剪切位置極為關(guān)鍵，可通過刀軸擺動調(diào)節(jié)和刀架上的調(diào)整機(jī)構(gòu)來調(diào)整刀片與刀槽的深度和位置。剪切鋁箔厚度00060015mm時采用剃須刀片進(jìn)行剪切，鋁箔厚度大于0015mm或更厚的箔材，采用碟形刀片進(jìn)行剪切。2卷取機(jī)構(gòu)鋁箔分卷機(jī)布置有上、下兩套卷取機(jī)。兩套卷取機(jī)的結(jié)構(gòu)和控制方式相同，每臺卷取機(jī)與驅(qū)動電機(jī)聯(lián)接。根

11、據(jù)用戶對鋁箔成品卷的要求不同，卷取軸分為75mm和d150mm兩種。卷取機(jī)同時滿足兩種卷取軸的使用。卷取軸在生產(chǎn)中需要快速與卷取機(jī)相連，實(shí)現(xiàn)卷取、卸卷、上軸等步驟，卷取軸兩端與傳動連接部位為采用滾動軸承與弧齒連接的結(jié)構(gòu)，保證每一次上軸位置與分卷機(jī)內(nèi)的各導(dǎo)輥平行、傳動可靠。卷取機(jī)的驅(qū)動電機(jī)采用交流變頻控制技術(shù)，驅(qū)動電機(jī)要保證卷取張力梯度的穩(wěn)定。隨著卷取卷徑的增加，卷取張力是線性遞減的，稱為張力梯度。如在卷取過程中，張力恒定會使鋁箔料卷內(nèi)、外部軟硬不一，控制張力梯度的目的就是使鋁箔料卷的內(nèi)、外軟硬一樣。因此卷取機(jī)的張力控制精度是保證成品卷質(zhì)量的關(guān)鍵。卷取軸在工作時，鋁箔料卷垂直表面上有2個壓平輥緊

12、緊壓靠在鋁箔料卷上，為了保證成品鋁箔的產(chǎn)品質(zhì)量，卷取過程中要通過合理地調(diào)整壓平輥的面壓值和卷取張力來控制分卷的平整度和鋁箔卷取密度。3卸卷機(jī)構(gòu)完成鋁箔成品卷的卸卷、抽卷取軸等工作，提高鋁箔分卷機(jī)的工作效率。它由卸卷小車、卷取軸夾緊裝置和卷材小車組成。當(dāng)卷取的鋁箔成品卷達(dá)到工藝要求后，分卷機(jī)停止工作，卸卷小車駛向分卷機(jī)，把起上、下卷取軸及鋁箔成品卷，同時駛向卷軸夾緊裝置和卷材小車，將兩帶有卷取軸的鋁箔成品卷放在卷材小車上，通過夾緊裝置取軸，卸卷小車行走，完成抽取卷取軸等工作。2.2鋁箔生產(chǎn)工藝的特點(diǎn) 鋁箔分卷機(jī)首先是要穩(wěn)定、高速工作，工作時對通過的鋁箔不能出現(xiàn)影響鋁箔表面質(zhì)量的任何缺陷。由于分卷

13、鋁箔厚度在0006003mm，作用在分卷鋁箔上的拉力很小，最小張力值為t25N。加之鋁箔生產(chǎn)需要長期穩(wěn)定的工作，所以對鋁箔分卷機(jī)的設(shè)計和制作提出了很高的要求。國內(nèi)部分企業(yè)早在幾年前就開始研制鋁箔分卷機(jī)，但由于各種原因設(shè)計、制造的鋁箔分卷機(jī)還存在許多不如人意的方面，關(guān)鍵在于沒有深入了解鋁箔生產(chǎn)工藝對生產(chǎn)設(shè)備的特殊要求，分卷機(jī)的關(guān)鍵部件的設(shè)計、制作存在不足而造成。第三章 張力控制方案原理介紹對張力的控制有兩個途徑，一是可控制電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，二是控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，對這兩個途徑，md300設(shè)計了兩種張力控制模式。卷取機(jī)采用張力控制系統(tǒng)，開卷機(jī)、刀軸采用速度控制系統(tǒng)。由開卷機(jī)速度控制系統(tǒng)控制機(jī)列速度，因而速

14、度不會失控；力控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，開卷張力通過改變刀軸電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的大小和方向來調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)遁S電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩很小，僅用于維持刀輥群轉(zhuǎn)動時，開卷張力等于兩個卷取機(jī)張力之和；當(dāng)?shù)遁S電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)輥群轉(zhuǎn)動方向相同并增大時，開卷張力等于兩個卷取機(jī)張力與刀軸電機(jī)產(chǎn)生的拉力之和；當(dāng)?shù)遁S電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)輥群轉(zhuǎn)動方向相反并增大時，刀軸電機(jī)分擔(dān)了一部卷取機(jī)對開卷機(jī)的拉力，開卷張力隨之減少。3.1開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制模式開環(huán)是指沒有張力反饋信號，變頻器僅靠控制輸出頻率或轉(zhuǎn)矩即可達(dá)到控制目的，與開矢量或閉環(huán)矢量無關(guān)。轉(zhuǎn)矩控制模式是指變頻器控制的是電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，而不是頻率，輸出頻率是跟隨材料的速度自動變化。 根據(jù)公式F=T/R（其中

15、f為材料張力，t為收卷軸的扭矩，r為收卷的半徑）可看出，如果能根據(jù)卷徑的變化調(diào)整收卷軸的轉(zhuǎn)矩，就可以控制材料上的張力，只來源于收卷軸的轉(zhuǎn)矩，收卷軸的轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)矩主要作用于材料上。 Md系列變頻器在閉環(huán)矢量（有速度傳感器矢量控制）下可以準(zhǔn)確的控制點(diǎn)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，使用這種控制模式，必須加裝編碼器3.2與開環(huán)轉(zhuǎn)矩模式有關(guān)的功能模塊：1、 張力設(shè)定部分：用以設(shè)定張力，實(shí)際使用中張力的設(shè)定值應(yīng)與所用材料；卷曲成型的要求等實(shí)際情況相對而定，需由使用者設(shè)定。張力錐度可以錐度可以控制張力隨卷徑增加而遞減，用于改善收卷成型的效果。2、 卷徑計算部分：用于計算或獲得卷徑信息，如果用線速度計算卷徑需要用到線速度輸入部分

16、，如果用好厚度累計計算卷徑需要到厚度累計計算卷徑相關(guān)參數(shù)功能部分。3、 轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償部分：電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩在加減速時有一部分要用來克服收放卷輥的轉(zhuǎn)動慣量，變頻器中關(guān)于慣量補(bǔ)償部分可以通過適量的參數(shù)設(shè)置自動地根據(jù)加減速速率進(jìn)行轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，使系統(tǒng)在加減過程中仍獲得穩(wěn)定的張力。摩 擦補(bǔ)償可以克服系統(tǒng)阻力對張力產(chǎn)生的影響3.3閉環(huán)速度控制模式閉環(huán)是指需要張力的位置檢測反饋信號構(gòu)成閉環(huán)調(diào)節(jié)，速度控制模式是指變頻器根據(jù)反饋信號調(diào)節(jié)輸出變頻，而達(dá)到控制目的，速度模式變頻器可工作在無速度傳感器矢量控制;有速度傳感器矢量控制和v/f控制三種方式中的任何一種。該控制模式的原理是通過材料線速度于實(shí)際計算一個匹配頻率設(shè)定值f

17、1，在通過張力位置反饋信號進(jìn)行pid運(yùn)算產(chǎn)生一個頻率調(diào)整值f2，最終頻率輸出為f=f1+2。F1可以基本使收放卷棍的線速度于材料線速度基本匹配，然后f2部分只需稍微調(diào)整即可滿足控制需求，很好的解決了閉環(huán)控制中響應(yīng)快速性和控制穩(wěn)定性地矛盾。 這種模式下，張力設(shè)定部分無效，在fa-00pid給定源中設(shè)定系統(tǒng)控制的目標(biāo)值，控制的結(jié)果是使張力位置的反饋信號穩(wěn)定在pid的給定值上。特別注意，在用位置信號如張力擺桿；浮動輥?zhàn)龇答仌r，改變設(shè)定值pid給定不一定能夠改變實(shí)際張力的大小，改變張力的大小，改變張力的大小需要更改機(jī)械上的配置如張力擺桿或浮動輥的配重。3.4與閉環(huán)速度模式有關(guān)的功能模塊1、 pid部分

18、：主要在fa組設(shè)定，fh組中第二組pid參數(shù)可以起到輔助作用。在其他部分都設(shè)定無誤后，最終的控制效果需要調(diào)節(jié)pid參數(shù)。2、 線速度輸出部分：這部分比較重要，有兩個作用，一是通過線速度計算變頻器的匹配頻率，二是可通過線速度計算卷徑。3、 卷徑計算部分：計算實(shí)際卷徑，變頻器獲取線速度和實(shí)際卷徑后可以獲取變頻器的匹配頻率。當(dāng)用線速度計算卷徑時，若變頻器算得的卷徑于實(shí)際卷徑有偏差，說明線速度輸入有偏差，通過卷徑計算結(jié)果可以修正線速度輸入。注意一點(diǎn)的是用線速度和卷徑計算的匹配頻率值并非變頻器的實(shí)際輸出頻，用線速度和運(yùn)行頻率計算卷徑時用到的運(yùn)行頻率是變頻器的實(shí)際輸出頻率，所以邏輯上并不矛盾。4、 第二組

19、pid參數(shù)部分：當(dāng)只用第一組pid參數(shù)無法滿足全過程的控制時，可利用第二組pid參數(shù)，例如在小卷時調(diào)整第一組pid參數(shù)獲得較好效果，滿足時調(diào)整第二組pid參數(shù)獲得較好效果，這樣在全程就能都達(dá)到較好的效果。3.5控制方法如果我們在卷取機(jī)卷徑從小到大的變化中，先保持電動機(jī)磁通恒定為電動機(jī)最小磁場磁通，而電樞電流Ia隨卷徑D的增大成比例增大，使Ia/D保持恒定,即可保證張力T恒定；在卷徑D增大到一定程度后，保持電樞電流Ia恒定，而磁通隨卷徑D的增大成比例增大，使/D保持恒定，這樣也可以保證張力T恒定。因此在整個卷徑變化范圍內(nèi)均可保證張力T恒定。在此機(jī)列中，采用卷徑分段式張力控制法使程序簡單，控制精度

20、高，運(yùn)行更加可靠。第四章電氣控制原理。.第五章 分卷機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計書5.1機(jī)列概述（1）鋁箔分卷機(jī)由上料系統(tǒng)、分切系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)和拔軸系統(tǒng)組成。立式鋁箔分卷機(jī)中上料系統(tǒng)主要由上料小車及其軌道、檢測開關(guān)組成，其中上料小車分為提升部分和行走部分，提升部分由交流電動機(jī)驅(qū)動，行走部分由交流雙速電動機(jī)驅(qū)動。分切系統(tǒng)主要由開卷機(jī)、刀軸導(dǎo)輥群（以下簡稱刀軸）和1#、2#卷取機(jī)、卸料桿、開卷機(jī)液壓系統(tǒng)等設(shè)備組成，其中開卷機(jī)、刀軸和1#、2#卷取機(jī)由直流電動機(jī)驅(qū)動，卸料桿由交流雙速電動機(jī)驅(qū)動。卸料系統(tǒng)由門架和軌道組成，其中門架分為行走部分、提升部分和翻轉(zhuǎn)部分，它們均由交流雙速電動機(jī)驅(qū)動。拔軸系統(tǒng)主要由拔軸部分和

21、存儲臺部分組成，拔軸部分又分為行走部分和夾緊部分，拔軸的行走部分由交流電動機(jī)驅(qū)動，拔軸的夾緊部分由氣動系統(tǒng)控制；存儲臺部分由氣動系統(tǒng)控制。（2）工藝流程首先利用上料系統(tǒng)按照手動或自動方式將鋁箔軋機(jī)軋制的成品鋁箔送到開卷機(jī)上；然后根據(jù)產(chǎn)品需要設(shè)定剪切寬度，經(jīng)分切系統(tǒng)中的刀盤分切成不同寬度的成品箔，由上下卷取機(jī)分別卷取成卷，再由分切系統(tǒng)中的卸料桿將卷取機(jī)上的成品鋁箔卷送出分切系統(tǒng)；此后利用卸料系統(tǒng)按照手動或自動方式將成品鋁箔卷從分切系統(tǒng)中的卸料桿上取走，再將空卷軸送到分切系統(tǒng)，然后將成品鋁箔送到存儲臺上；最后通過拔軸系統(tǒng)將卷軸從成品鋁箔卷中拔出，從而完成本工藝段操作。5.2主要技術(shù)指標(biāo)a.來料寬度

22、：1000mm1850mmb.來料厚度：2（0.006mm0.03mm）c.來料外徑：2200mm（Max）d.分切條數(shù)：Max.6條e.成品外徑：800mm（Max）f.機(jī)列速度：1000M/min（Max）g.速度控制精度：0.1h.張力控制精度：15.3機(jī)列電氣控制系統(tǒng)本機(jī)列電氣控制系統(tǒng)主要由可編程控制器（PLC德國SIMENSE公司產(chǎn)品）、交流輔助電動機(jī)控制部分和全數(shù)字直流控制器(英國C.T公司的MENTOR-II系列產(chǎn)品)組成。1PLC系統(tǒng)介紹本機(jī)列的PLC系統(tǒng)采用PROFIBUS總線結(jié)構(gòu)的主從方式,這樣較大提高了系統(tǒng)的可靠性。本機(jī)列的PLC系統(tǒng)共設(shè)有五個站，其中以S7-3152DP

23、CPU作為主站；用兩個ET200M作為兩個分站，用于現(xiàn)場的檢測開關(guān)、操作臺上操作開關(guān)的檢測和液壓系統(tǒng)、氣動系統(tǒng)、交流輔助電動機(jī)的控制；本PLC系統(tǒng)另外兩個分站分別為S7-224分站和操作屏OP27分站，其中操作屏OP27分站設(shè)在主操作臺上，主要用于來料直徑、來料寬度、來料厚度、卷軸初始直徑、停車直徑和停車長度等參數(shù)的設(shè)定，顯示開卷機(jī)、卷取機(jī)、刀軸的狀態(tài)和其它重要開關(guān)的狀態(tài)，從而使操作手操作更方便、直觀。主CPU采用S7-3152DPCPU，其主要完成本機(jī)列中上料系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)和拔軸系統(tǒng)的自動方式下的控制和手動方式下的控制以及開卷系統(tǒng)、分切系統(tǒng)的邏輯控制（包括直流驅(qū)動部分的邏輯控制），還管理各從

24、站之間的通訊；S7-224分站專門用于分卷機(jī)的卷徑計算、張力控制和機(jī)列速度的控制。2直流驅(qū)動系統(tǒng)MENTOR-II系列全數(shù)字的直流電機(jī)驅(qū)動器具有典型的雙閉環(huán)控制特性，全數(shù)字菜單式參數(shù)設(shè)定，并可再線調(diào)整，可編程的模擬量和數(shù)字量輸入輸出，速度反饋可選擇電樞電壓、測速發(fā)電機(jī)和光電編碼器，電流環(huán)參數(shù)自整定功能，裝置自檢功能，可以實(shí)現(xiàn)缺相、過流、過載、過壓、超速、失磁等故障檢測和報警。一旦發(fā)生故障，立即封鎖脫扣，同時記憶故障時刻控制器內(nèi)的所有動態(tài)數(shù)據(jù)并顯示故障信息，為查找故障原因提供最大的幫助。為保證系統(tǒng)工作的快速性，所有直流驅(qū)動器均采用四象限裝置。5.4分切系統(tǒng)的控制分切系統(tǒng)主要由開卷機(jī)、刀軸和1#、

25、2#卷取機(jī)組成（如圖1）。其機(jī)列張力在刀軸夾輥被分為兩段：卷取機(jī)和刀軸之間形成卷取張力，開卷機(jī)和刀軸之間形成開卷張力。1張力形成的方式 在本機(jī)列系統(tǒng)中，卷取機(jī)采用張力控制系統(tǒng)，開卷機(jī)、刀軸采用速度控制系統(tǒng)。在本方式中，由開卷機(jī)速度控制系統(tǒng)控制機(jī)列速度，因而速度不會失控；力控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)，開卷張力通過改變刀軸電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的大小和方向來調(diào)節(jié)。當(dāng)?shù)遁S電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩很小，僅用于維持刀輥群轉(zhuǎn)動時，開卷張力等于兩個卷取機(jī)張力之和；當(dāng)?shù)遁S電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)輥群轉(zhuǎn)動方向相同并增大時，開卷張力等于兩個卷取機(jī)張力與刀軸電機(jī)產(chǎn)生的拉力之和；當(dāng)?shù)遁S電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與導(dǎo)輥群轉(zhuǎn)動方向相反并增大時，刀軸電機(jī)分擔(dān)了一部卷取機(jī)對開卷機(jī)

26、的拉力，開卷張力隨之減少。2卷取機(jī)張力控制的方法在機(jī)列運(yùn)行中卷取機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩MD為：MD=TD/(2i)+MD+MO(1)式中: T-卷取張力,單位為ND-卷取鋁箔卷直徑,單位為mMD-電動機(jī)動態(tài)轉(zhuǎn)矩,單位NmM0-電動機(jī)空載轉(zhuǎn)矩,單位Nmi-機(jī)械傳動比在機(jī)列恒速運(yùn)行中,MD=0。忽略M0（在程序中補(bǔ)償），而得出：MD=TD/(2i) (2) 卷取機(jī)卷取張力：T=2iMD/D (3) 卷取機(jī)線速度為：V=DnD/(60i)單位為m/s (4) 卷取機(jī)電動機(jī)功率：P=MDnD/975單位為KW (5)將(4)、(5)式代入(3)式得到：T=MDnD/(30V) =102P/V =0.102Ce

27、nDIa/(DnD/(60i) =1.95Cei(/D)Ia(6)因1.95Cei為常數(shù),故令K=1.95Cei則T=K(/D)Ia (7)從(7)式中可以看出,如果我們在卷取機(jī)卷徑從小到大的變化中，先保持電動機(jī)磁通恒定為電動機(jī)最小磁場磁通，而電樞電流Ia隨卷徑D的增大成比例增大，使Ia/D保持恒定,即可保證張力T恒定；在卷徑D增大到一定程度后，保持電樞電流Ia恒定，而磁通隨卷徑D的增大成比例增大，使/D保持恒定，這樣也可以保證張力T恒定。因此在整個卷徑變化范圍內(nèi)均可保證張力T恒定。在此機(jī)列中，采用卷徑分段式張力控制法使程序簡單，控制精度高，運(yùn)行更加可靠。3卷徑測量的方法在本機(jī)列中的刀軸導(dǎo)輥群的一個導(dǎo)輥（導(dǎo)輥直徑為D2）上裝一光電編碼器，每旋轉(zhuǎn)一圈發(fā)出的脈沖數(shù)為m2，卷徑為D的開卷機(jī)或者卷取機(jī)轉(zhuǎn)過一圈所通過的鋁材長度與裝光電編碼器的導(dǎo)輥轉(zhuǎn)過D/