薄膜傳動(dòng)同步和卷繞控制方案 對(duì)于本控制系統(tǒng),由于傳動(dòng)的變頻器采用了與S7-300的PLC的PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線通信方式,因此變頻器的各種運(yùn)行的參數(shù)以及變頻器的參數(shù)很方便的讀出和設(shè)定。 同步控制方案 1． 對(duì)于目前后面一臺(tái)2.2KW電機(jī)的牽引輥與前面進(jìn)行高精度的同步,其方案就是采用丹佛斯變頻器加同步卡,從而實(shí)現(xiàn)主從控制。其控制的示意圖如下： 2 傳動(dòng)系統(tǒng)描述 2．1 對(duì)于系統(tǒng)的后面牽引傳動(dòng)的電機(jī)，都采用變頻電機(jī)（有強(qiáng)冷風(fēng)扇）。 2．2 電機(jī)M1，M2所用的編碼器采用長(zhǎng)線驅(qū)動(dòng)的2048PPR編碼器。 2．3 對(duì)于系統(tǒng)傳動(dòng)，采用丹佛斯變頻器主從同步，以電機(jī)M1主機(jī)，牽引電機(jī)M2作為從機(jī)跟隨主機(jī)的變化。電機(jī)M2的變頻器采用VLT5000系列變頻器，并且加裝同步控制卡，保證跟隨主機(jī)作相位角度速度同步或者線速度同步。 2．4 1#、2#輥由于直徑各不相同，但所運(yùn)轉(zhuǎn)的其線速度是相同而對(duì)應(yīng)的各電機(jī)速度不一樣，從而通過總線西門子PROFBUS-DP通信的方式將后面2。2.2KW的相對(duì)于全面全一級(jí)的主機(jī)速度來改變比例達(dá)到線速度同步，其比例系數(shù)可以精確到小于萬分之一，其比例系數(shù)由人機(jī)界面來設(shè)定，也可以通過變頻器的操作面板來設(shè)定。 2．5 通過總線DP方式，可以將其2.2KW牽引輥的線速度等有利于操作的參數(shù)都顯示到人機(jī)界面上。 2．6 采用這種主從同步傳動(dòng)控制方式，實(shí)現(xiàn)同步和控制簡(jiǎn)單，真正的實(shí)現(xiàn)同步啟動(dòng)停止和同時(shí)按照比例的加減速控制。同步誤差精度可以控制在40QC。 卷繞控制方案 薄膜卷繞對(duì)于張力的控制精度要求比一般的材料卷繞要高，根據(jù)薄膜材料的特性要求對(duì)其卷繞的張力能夠隨其卷的直徑增大而不斷的變化，這樣就不能象一般的卷繞使用張力固定的給定，即需要有個(gè)張力錐度控制，否則就會(huì)損傷卷軸或者造成內(nèi)部褶皺以及變形。因此薄膜卷繞的張力控制方式是比較復(fù)雜的，但是通過PLC以及高性能的變頻器還是能夠?qū)崿F(xiàn)的。 2．方案的描述 ２．１ 對(duì)于卷繞電機(jī)采用丹佛斯VLT5000變頻器加裝其卷繞卡做卷繞驅(qū)動(dòng)。其中變頻器工藝過程閉環(huán)控制。 ２．２ 其中活動(dòng)浮輥連接一電阻尺，帶動(dòng)直線運(yùn)動(dòng)的電阻尺輸出0-10VDC電壓信號(hào)作為變頻器的張力反饋信號(hào)。 2．3 系統(tǒng)的線速度信號(hào)通過檢測(cè)前一級(jí)牽引輥的速度，經(jīng)過計(jì)算處理后直接送給其卷繞變頻器作為速度前饋。 2．4 張力的錐度計(jì)算由PLC完成后，來作為卷繞卡的調(diào)節(jié)的浮輥零點(diǎn)設(shè)定（100.00%）。 2．5 用一個(gè)光電電眼PRX來計(jì)數(shù)卷繞所卷的圈數(shù)，從而來計(jì)算出現(xiàn)時(shí)卷徑的大小。 2．5 控制的原理圖： 3．實(shí)現(xiàn)的功能說明 3．1 對(duì)于卷繞卡的說明：丹佛斯變頻器的卷繞卡一般的只適合平面卷繞張力恒定控制，不適合中心卷繞的張力控制，但在這里由于前饋速度和張力設(shè)定是經(jīng)過PLC里面的數(shù)學(xué)處理后再由卷繞卡控制，看起來是恒張力控制其實(shí)實(shí)質(zhì)是變張力控制。其常規(guī)的卷繞卡控制示意圖1 3．2 在PLC里設(shè)定卷繞的原始直徑D0、薄膜的厚度N、要卷繞的最大卷直徑DMAX，那么現(xiàn)時(shí)的卷徑通過PLC計(jì)數(shù)計(jì)算而來的D。當(dāng)初始卷繞的時(shí)候根據(jù)產(chǎn)品的需要設(shè)定原始的張力T0 。。 3．3 計(jì)算卷繞的前饋速度： 通過PLC將前級(jí)的2.2KW的牽引輥速度通過PROFBUS-DP通信方式讀取速度頻率F1，經(jīng)過PLC計(jì)算后得卷繞的前饋速度頻率F=（D1/D）*F1，再通過DP傳送到卷繞變頻器作為其前饋速度給定。 3．3 工藝閉環(huán)過程PID給定計(jì)算：變頻器采用工藝閉環(huán)過程PID的張力控制方法，PID的給定值應(yīng)該設(shè)定為用戶需要的張力值。但是這里的張力不是一個(gè)常數(shù)，而是一個(gè)隨著卷繞的直徑變化而不斷變小的數(shù)值，即張力有一個(gè)錐度。如下圖2： 3．4 對(duì)于現(xiàn)時(shí)的實(shí)際理想的張力錐度的表達(dá)式T= T0*[1-K*（1- D0/D）]。其中T0為初始設(shè)定的張力大小、K為張力錐度系數(shù)、D0為初始直徑、D為實(shí)時(shí)卷繞直徑。也就是說張力是卷繞直徑的函數(shù)，通過PLC計(jì)算處理后以最大的張力（100%）的百分比形式給定，再由DP通信的方式寫給變頻器的參數(shù)P290（調(diào)節(jié)輥的零點(diǎn)設(shè)定）。這樣由變頻器控制后就保持那個(gè)浮動(dòng)調(diào)節(jié)輥穩(wěn)定在設(shè)定點(diǎn)上。 3．5 本卷繞的控制方案是有PLC和變頻器共同實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)就要求PLC和變頻器處理的速度很快的，而對(duì)于S7-300的PLC的PROFBUS-2DP采用的是3M通信速率能夠滿足要求的。
