| 榮獲“2006年度工控及自動(dòng)化領(lǐng)域優(yōu)秀案例”有獎(jiǎng)評(píng)選 三等獎(jiǎng) |
| |
|
| | 專家點(diǎn)評(píng)： |
 | 這是一篇采用臺(tái)達(dá)公司的電氣控制系統(tǒng)在電子玻璃布（E布）后處理生產(chǎn)過程中取得成功應(yīng)用的實(shí)例。全套控制系統(tǒng)由TP04液晶廣西顯示器、高性能可編程PLC控制器、控制前后牽引裝置的變頻器和控制收卷部分的伺服電機(jī)組成。系統(tǒng)投運(yùn)后操作穩(wěn)定，紙護(hù)方便，對(duì)提高產(chǎn)量的質(zhì)量起了重要作用。點(diǎn)評(píng)人：陸德民
|
前言
目前全世界玻璃纖維年總產(chǎn)量已達(dá)到250萬噸，其中電子級(jí)玻璃纖維年產(chǎn)量已突破30萬噸,該電子級(jí)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(jí)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。
電子布有26個(gè)規(guī)格，目前我國生產(chǎn)的電子布主要有EWPC173（7628）、EWPC180（7629）、EWPC94（2116）、EWPC53（1080）四種。其中，EWPC173（7628）常用于制作量大面廣的單面和雙面覆銅板，EWPC53（1080）和EWPC94（2116）主要用于制作薄型覆銅板。
電子布的中國國家標(biāo)準(zhǔn)為：GBT18373-2001，美國國家標(biāo)準(zhǔn)為：ANSIIPC-EC-140。 目前國際上印制板的需求量每年以20%以上的速度增長。
一、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(jī)構(gòu)，浸涂機(jī)構(gòu)(浸涂表面涂偶聯(lián)劑)，烘烤機(jī)構(gòu)，前牽引，后牽引，收卷部份。
二、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(dá)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。
系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(如下圖）:
三、電氣系統(tǒng)：
1、人機(jī)選用臺(tái)達(dá)的文本顯示器臺(tái)達(dá)TP04
·STN LCD 128*64
·256K內(nèi)存
·2個(gè)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、 控制器PLC DVP32EH00R2
該機(jī)種為臺(tái)達(dá)高功能主機(jī)，16入16出，具有以下特點(diǎn)
·2個(gè)通訊口，可以擴(kuò)充到3個(gè)
·內(nèi)建高速輸入輸出
·200kHz高速計(jì)數(shù)器、200kHz脈波輸出
·豐富的指令，功能強(qiáng)大，超穩(wěn)定的電氣特性。
3、變頻器
VFD022M43A－－前牽引控制.
VFD022M43A－－-后牽引控制.
烘箱部分：VFD055M43A*4循環(huán)風(fēng)機(jī)，VFD055M43A排氣電機(jī)
·迷你型微型化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、體積小，易操作
·高度運(yùn)行穩(wěn)定性，性能完善，功能齊全
·載波頻率高達(dá)16KHz，實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)轉(zhuǎn); 0.1-400Hz
·7段速控制及簡易PLC自動(dòng)程序運(yùn)轉(zhuǎn)
·高速通訊接口，波特率高達(dá)38400bps
·自動(dòng)加減速最佳化控制功能
·智能化風(fēng)冷技術(shù)應(yīng)用
4、收卷控制
伺服控制：伺服電機(jī)ASMT30M250AK，控制收卷部分.
伺服驅(qū)動(dòng)器ASDA-A3021MA.
·五機(jī)一體
·內(nèi)涵運(yùn)動(dòng)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 RS232RS485
·3種工作模式
·10種控制模式自由切換
·自動(dòng)增益調(diào)整
·高響應(yīng)
5、同步電機(jī)，糾偏控制器，控制糾偏，跟隨2個(gè)位移傳感器做位置跟隨，防治跑偏 。
6、編碼器。測定纖維長度，1PLUSE1mm
7、烘烤箱
將浸涂后的纖維布進(jìn)入4個(gè)烘烤箱中烘烤，4個(gè)烘箱的溫度由溫控器控制，溫控器選用臺(tái)達(dá)的DTA4896，總共4個(gè)單獨(dú)控制溫度；總共4臺(tái)VFD055M43A變頻器拖動(dòng)循環(huán)風(fēng)機(jī)，1臺(tái)3.7KW排廢風(fēng)機(jī)，選用VFD037M43A。
8、電氣系統(tǒng)構(gòu)成:
四、文本畫面規(guī)劃：
參數(shù)設(shè)定:
參數(shù)顯示:
警報(bào)顯示：
班產(chǎn)統(tǒng)計(jì)：
班產(chǎn)查詢：
五、數(shù)學(xué)計(jì)算：
1、對(duì)于錐度的一些計(jì)算：
錐度用于在張力補(bǔ)償，當(dāng)收卷直徑加大到一定時(shí)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(jì)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?zhàn)影霃?br/>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 140050=28
28*1%=28%
實(shí)際扭矩=14.2*78%=11.076
實(shí)際張力需要乘以減速比13
則實(shí)際為(11.076?.38)*13=37.8KG
2、后牽引系統(tǒng)控制原理：
后牽引在浮動(dòng)輥未動(dòng)作，定速運(yùn)轉(zhuǎn)
若浮動(dòng)輥啟動(dòng)，變速運(yùn)行，速度利用PID調(diào)節(jié)，達(dá)到速度控制，
3、電子糾偏裝置:
根據(jù)兩邊位置控制同步電機(jī)做位置跟隨，保證收卷位置。
4、PLC: DVP-32EH00R2
纖維長度測量:
編碼器輸出AB相信號(hào)，利用PLC的C251硬件高速脈沖輸入測定步長，占用HHSCO，1PULSE對(duì)應(yīng)1MM，硬件高速口的RESET和START用內(nèi)部M1264，M1264 ，M1273M1274控制，D1225=1為1倍頻模式
5、班產(chǎn)計(jì)算:
根據(jù)設(shè)定的當(dāng)前班次，計(jì)算班產(chǎn)，如更換卷則需要重新計(jì)算班產(chǎn)，同時(shí)記錄時(shí)間和日期。
甲乙丙班產(chǎn)合計(jì)為總產(chǎn)。
根據(jù)時(shí)間，日期和年月可以查詢產(chǎn)量，需要占用5個(gè)文件寄存器，可以讀出和寫入。
此時(shí)候，程序采用變址寄存器EF來尋址，非常便捷。
EH PLC文件寄存器共10000個(gè)。
6、其它
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(tái)達(dá)PLC 的SON指令判斷ON 位，確定輸出狀態(tài)。
張力計(jì)算前面已經(jīng)介紹，主要是增加的卷徑計(jì)算，最終資料為一離散數(shù)列。
扭矩需要做一定的補(bǔ)償，引入錐度算法，可以逼近實(shí)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).
7、文本的畫面更換用PLC內(nèi)部的寄存器控制.
六、程序設(shè)計(jì)：
1、程序流程:
2、PLC輸入輸出點(diǎn)規(guī)劃：
3、伺服參數(shù)設(shè)置:
結(jié)束語:
該系統(tǒng)上臺(tái)達(dá)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(jī)電產(chǎn)品高性能的表現(xiàn)，方便用戶的維護(hù)和使用，系統(tǒng)穩(wěn)定得到用戶的好評(píng)，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。
