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解決方案

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寶米勒變頻器在涂布機上的應用

bmller 2021-04-02

一、前言

     涂布機需要將膠或者油墨類(lèi)物質(zhì)均勻粘連在鋁箔、塑料薄膜或者布料紡織品表面,對涂布工藝要求比較高,不僅要求涂布高度均勻而且要能夠實(shí)現高速不停機換卷以提高生產(chǎn)效率。

 

 二、涂布機控制要求簡(jiǎn)介

    涂布機步驟一般分為:恒張力放卷、涂布過(guò)程多級同步控制、恒張力收卷幾個(gè)環(huán)節。要求正常生產(chǎn)過(guò)程中基材張力恒定,線(xiàn)速度恒定,啟動(dòng)、停車(chē)過(guò)程平滑。所以在涂布機的機電性能的控制中,關(guān)鍵是對涂布機系統的張力進(jìn)行控制。因為張力的大小,直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和數量,張力太大,會(huì )破壞涂布紙張的物理特性,影響紙張的使用壽命和質(zhì)量;張力太小,收卷過(guò)松,走紙不平穩,又會(huì )影響后續工序的產(chǎn)品質(zhì)量。在整個(gè)工藝過(guò)程中,無(wú)論啟動(dòng)加速、停機減速,任何線(xiàn)速度下的恒速運行均要求涂布輥、復合輥和牽引輥保持運行線(xiàn)速度同步,否則就會(huì )出現紙張拉斷、收卷移位、鋁箔褶皺或者印刷斷紋等異常。在這個(gè)工藝環(huán)節里,要求復合涂布電機調速響應快,速度控制精確,張力波動(dòng)小。


1、傳統方案

    系統的張力控制是通過(guò)控制系統線(xiàn)速度恒定來(lái)控制張力穩定。目前行業(yè)多是利用高檔PLC來(lái)進(jìn)行恒線(xiàn)速度控制,將收放卷牽引及收放卷裝置的擺輥電位器的反饋信號送到PLC,通過(guò)PLC進(jìn)行PID控制及卷徑計算,將結果通過(guò)模擬量的方式傳給矢量變頻器。變頻器在整個(gè)控制系統中只是一個(gè)執行機構。這就需要PLC運算速度快并且需要擴展較多的A/DD/A模塊,而且因為PLC運算速度及信號傳遞的影響,使得系統動(dòng)態(tài)響應變慢,所以只能用矢量變頻器中最高端的品牌,要求變頻器模擬量輸入口有較高的分辨率,變頻器動(dòng)態(tài)響應快而且穩速精度高,來(lái)彌補因方案不足而造成的延遲。

2、寶米勒頻器方案:

1)寶米勒矢量變頻器簡(jiǎn)介

    寶米勒矢量控制變頻器是近年來(lái)新推出的國產(chǎn)高檔變頻器。主要有MC200T通用型矢量變頻器及MC200G張力控制專(zhuān)用矢量型變頻器。MC200功能強大,并可實(shí)現閉環(huán)矢量控制,能滿(mǎn)足目前大多數行業(yè)對變頻器功能及性能的要求。MC200是張力專(zhuān)用變頻器控制器,主要將卷徑計算、張力錐度等張力控制的專(zhuān)用功能集于一身,實(shí)現了張力控制的簡(jiǎn)易化。MC200的張力控制有轉矩模式及速度模式。對張力控制精度要求高的場(chǎng)合一般有速度模式,對張力控制精度要求不高的場(chǎng)合,可以用轉矩模式,系統結構簡(jiǎn)單而且調試方便。

2)控制要點(diǎn)

    要求每段線(xiàn)速度恒定,但由于收、放卷過(guò)程中卷徑在不斷地變化,PID的調節必須考慮因卷徑的變化而帶來(lái)的速度變化,否則會(huì )破壞涂布紙張的物理特性,影響紙張的使用壽命和質(zhì)量,這樣要求穩速精度高,而且系統在動(dòng)態(tài)時(shí)響應速度快。

 三、方案優(yōu)勢

1、恒張力控制、同步控制都由變頻器完成,不需要外加控制器,電控系統采用PLC控制,結構簡(jiǎn)單。 
2、恒張力控制,生產(chǎn)過(guò)程張力非常恒定,控制精度高,基材不會(huì )受到損壞,涂布效果均勻,產(chǎn)品質(zhì)量好。

3、通過(guò)收卷錐度補償調整,成品收卷張力恒定,完全避免內緊外松的狀況。

4、技術(shù)成熟,調試、操作、維護非常方便。 

 四、結構簡(jiǎn)述

1、基材放卷階段需要一臺MC200T系列動(dòng)力收放線(xiàn)變頻器,主要以基材張力恒定為目標,采用自動(dòng)PID閉環(huán)控制,放線(xiàn)速度緊跟著(zhù)引取速度變化而變化;當出現松線(xiàn)時(shí),收線(xiàn)速度跟著(zhù)松線(xiàn)速度變化而變化;當出現斷線(xiàn)時(shí),要求放線(xiàn)盤(pán)立即停止運轉,由于放線(xiàn)盤(pán)有剎車(chē)裝置,變頻器停車(chē)時(shí)要設置為自由停車(chē),整個(gè)放卷過(guò)程獨立運行。

2、涂布及烘干階段需要多臺開(kāi)環(huán)矢量控制變頻器,采用比例聯(lián)動(dòng)控制,在涂布機生產(chǎn)過(guò)程中主信號和微調信號按疊加運行。線(xiàn)速度同步的實(shí)現方法:以多臺涂布過(guò)程多級同步控制為例,為了實(shí)現線(xiàn)速度保持同步,采用主頻率+輔助頻率相疊加的方法。同步控制中第一臺變頻器的主頻率通過(guò)RS485通訊傳輸到第二臺,以此類(lèi)推,直到最后一臺,通過(guò)通訊方式進(jìn)行運行頻率傳輸,可以避免模擬信號在傳輸過(guò)程中的衰減,每一臺變頻器的輔助頻率為各自變頻器的微調頻率,通過(guò)變頻器的上升/下降運行頻率來(lái)實(shí)現。微調頻率精度高達0.01Hz。

3、成品收卷階段需要一臺MC200T張力控制專(zhuān)用變頻器,主要以成品張力恒定為目標,采用開(kāi)環(huán)控制,自動(dòng)進(jìn)行錐度計算,卷徑計算,無(wú)需外加張力器件,對涂布機生產(chǎn)的成品收卷階段進(jìn)行跟蹤運行。




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