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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物質均勻粘連在鋁箔、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現高速不停機換卷以提高生產效率。

 

 二、涂布機控制要求簡介

    涂布機步驟一般分為:恒張力放卷、涂布過程多級同步控制、恒張力收卷幾個環節。要求正常生產過程中基材張力恒定,線速度恒定,啟動、停車過程平滑。所以在涂布機的機電性能的控制中,關鍵是對涂布機系統的張力進行控制。因為張力的大小,直接影響到產品的質量和數量,張力太大,會破壞涂布紙張的物理特性,影響紙張的使用壽命和質量;張力太小,收卷過松,走紙不平穩,又會影響后續工序的產品質量。在整個工藝過程中,無論啟動加速、停機減速,任何線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速度同步,否則就會出現紙張拉斷、收卷移位、鋁箔褶皺或者印刷斷紋等異常。在這個工藝環節里,要求復合涂布電機調速響應快,速度控制精確,張力波動小。


1、傳統方案

    系統的張力控制是通過控制系統線速度恒定來控制張力穩定。目前行業多是利用高檔PLC來進行恒線速度控制,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PLC進行PID控制及卷徑計算,將結果通過模擬量的方式傳給矢量變頻器。變頻器在整個控制系統中只是一個執行機構。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,使得系統動態響應變慢,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,變頻器動態響應快而且穩速精度高,來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介

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

2)控制要點

    要求每段線速度恒定,但由于收、放卷過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的速度變化,否則會破壞涂布紙張的物理特性,影響紙張的使用壽命和質量,這樣要求穩速精度高,而且系統在動態時響應速度快。

 三、方案優勢

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,結構簡單。 
2、恒張力控制,生產過程張力非常恒定,控制精度高,基材不會受到損壞,涂布效果均勻,產品質量好。

3、通過收卷錐度補償調整,成品收卷張力恒定,完全避免內緊外松的狀況。

4、技術成熟,調試、操作、維護非常方便。 

 四、結構簡述

1、基材放卷階段需要一臺MC200T系列動力收放線變頻器,主要以基材張力恒定為目標,采用自動PID閉環控制,放線速度緊跟著引取速度變化而變化;當出現松線時,收線速度跟著松線速度變化而變化;當出現斷線時,要求放線盤立即停止運轉,由于放線盤有剎車裝置,變頻器停車時要設置為自由停車,整個放卷過程獨立運行。

2、涂布及烘干階段需要多臺開環矢量控制變頻器,采用比例聯動控制,在涂布機生產過程中主信號和微調信號按疊加運行。線速度同步的實現方法:以多臺涂布過程多級同步控制為例,為了實現線速度保持同步,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RS485通訊傳輸到第二臺,以此類推,直到最后一臺,通過通訊方式進行運行頻率傳輸,可以避免模擬信號在傳輸過程中的衰減,每一臺變頻器的輔助頻率為各自變頻器的微調頻率,通過變頻器的上升/下降運行頻率來實現。微調頻率精度高達0.01Hz

3、成品收卷階段需要一臺MC200T張力控制專用變頻器,主要以成品張力恒定為目標,采用開環控制,自動進行錐度計算,卷徑計算,無需外加張力器件,對涂布機生產的成品收卷階段進行跟蹤運行。




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