摘要：文章敘述臺達(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)線上的成功應(yīng)用。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。 關(guān)鍵詞：玻璃纖維 處理生產(chǎn)線 工序制造 1 引言 　　每年世界玻璃纖維250萬噸總產(chǎn)量中，電子材料玻璃纖維年產(chǎn)量已突破30萬噸，該電子材料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。 玻璃纖維后處理設(shè)備構(gòu)成 　　玻璃纖維后處理設(shè)備分開卷機構(gòu)，浸涂機構(gòu)（浸涂表面涂偶聯(lián)劑），烘烤機構(gòu)，前牽引，后牽引，收卷部份。 1．1 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. 1．2.玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝 　　玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝過程參見示意圖，如圖1所示。 [align=center] 圖1 玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝過程示意圖[/align] 2　電氣系統(tǒng)配置設(shè)計 2．1人機選用臺達(dá)的文本顯示器臺達(dá)TP04 •STN LCD 128＊64 •256K內(nèi)存 •2個通訊口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. 2．2控制器PLC DVP32EH00R2 　　該機種為臺達(dá)高功能主機,16入/16出. 具有以下特點 •2個通訊口,可以擴充到3個 •內(nèi)建高速輸入/輸出 •200KHz高速計數(shù)器、200KHz脈波輸出 •豐富的指令，功能強大，超穩(wěn)定的電氣特性。 2．3變頻器 　　VFD022M43A——前牽引控制. 　　VFD022M43A——-后牽引控制. •迷你型微型化結(jié)構(gòu)設(shè)計、體積小，易操作 •高度運行穩(wěn)定性，性能完善，功能齊全 •載波頻率高達(dá)18KHz，實現(xiàn)靜音運轉(zhuǎn); 0.1-400Hz •7段速控制及簡易PLC自動程序運轉(zhuǎn) •高速通訊接口，達(dá)率高達(dá)38400bps •自動加減速最佳化控制功能 •智能化風(fēng)冷技術(shù)應(yīng)用 2．4烘箱部分 　　VFD055M43A＊4循環(huán)風(fēng)機,VFD055M43A排氣電機將浸涂后的纖維布進(jìn)入4個烘烤箱中烘烤，4個烘箱的溫度由溫控器控制，溫控器選用臺達(dá)的DTA4896，總共4個單獨控制溫度；總共4臺VDF055M43A變頻器拖動循環(huán)風(fēng)機，1臺3.7KW排廢風(fēng)機,選用VFD037M43A. 2．5收卷控制 　　收卷伺服控制：伺服電機ASMT30M250AK 　　伺服驅(qū)動器ASDA-A3021MA. •五機一體 •內(nèi)涵運動控制器 •性能優(yōu)異 •指令平滑功能 •軟件功能 •通訊功能通訊接口 RS232/RS485 •3種工作模式 •10種控制模式自由切換 •自動增益調(diào)整 •高響應(yīng),高均一性適應(yīng)應(yīng). 2．6糾偏控制器+.同步電機 控制糾偏,跟隨2個位移傳感器做位置跟隨,防治跑偏。 2．7編碼器 測定纖維長度，1PLUSE/1MM 2．8電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖（圖2） RS485 MOBUS 4# 2# 1# RS485 Modbus [align=center] 圖2 電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖[/align] 原始輥直徑： 纖維厚度： 轉(zhuǎn)矩設(shè)定值： 伺服額定轉(zhuǎn)矩： 3 文本畫面規(guī)劃 [align=center] 圖3 參數(shù)設(shè)定 圖5參數(shù)顯示畫面 圖6 警報顯示畫面 圖7 班產(chǎn)統(tǒng)計畫面 圖8 班產(chǎn)查詢畫面[/align] 4 工藝系統(tǒng)自動化原理設(shè)計 4．1對于錐度的一些計算（參見圖9錐度控制原理圖） 　　錐度用于在張力補償，當(dāng)收卷直徑加大到一定時候，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/輥子半徑 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 1400/50=28 28＊1%=28% 實際扭矩=14.2＊78%=11.076 實際張力需要乘以減速比13 則實際為（11.076/0.38）＊13=37.8KG 張力 恒轉(zhuǎn)矩 張力KG 起始張力 [align=center] 圖9 錐度控制原理圖[/align] 4．2后牽引系統(tǒng)控制原理（參見圖10控制原理圖） 后牽引在浮動輥未動作,定速運轉(zhuǎn) 若浮動輥啟動,變速運行,速度利用PID調(diào)節(jié)，達(dá)到速度控制。 [align=center] 圖10后牽引系統(tǒng)控制原理[/align] 4．3電子糾偏裝置原理設(shè)計（參見圖11控制原理） 根據(jù)兩邊位置控制同步電機做位置跟隨,保證收卷位置. [align=center] 圖11 電子糾偏裝置原理設(shè)計[/align] 4．4 纖維長度測量 　　編碼器輸出A/B相信號,利用PLC的C251硬件高速脈沖輸入測定步長,占用HHSCO,1PULSE對應(yīng)1MM,硬件高速口的RESET和START用內(nèi)部M1264,M1264 ,M1273/M1274控制. 　　D1225=1 為1倍頻模式 4．5 班產(chǎn)計算 　　根據(jù)設(shè)定的當(dāng)前班次,計算班產(chǎn),如更換卷則需要重新計算班產(chǎn),同時記錄時間和日期. 　　甲乙丙班產(chǎn)合計為總產(chǎn). 　　根據(jù)時間,日期和年月可以查詢產(chǎn)量,需要占用5個文件寄存器,可以讀出和寫入. 　　此時候,程序采用變址寄存器E/F來尋址.非常便捷. 　　EH PLC文件寄存器共10000個. 4．6 其它設(shè)計 　　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,利用臺達(dá)PLC 的SON指令判斷ON 位,確定輸出狀態(tài). 　　張力計算前面已經(jīng)介紹,主要是增加的卷徑計算,最終資料為一離散數(shù)列. 　　扭矩需要做一定的補償,引入錐度算法,可以逼近實際扭矩. 　　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). 　　文本的畫面更換用PLC內(nèi)部的寄存器控制. 5 程序設(shè)計 5．1 流程圖 見圖12所示： [align=center] 圖12 程序流程圖[/align] 5．2 PLC輸入輸出點規(guī)劃： 輸入DI： X0——-A相 X1——-B相 X2——-前驅(qū)動啟動 X3——-后驅(qū)動啟動 X4——-浮輥高限 X5——-浮輥低限 X6——-急停 X7————伺服啟動 X10——-伺服停止 X11——-換卷開始 X12——-換卷結(jié)束 X13——-手動運行 X14——-自動運行 Y0——-變頻器1M0 Y1——-變頻器2M0 Y2——-變頻器1M2 Y3——-變頻器2M2 Y4——-伺服運行 Y5——-內(nèi)部扭矩切換 Y6 Y7 Y10——-低限警報 Y11——-高限警報 Y12——-伺服啟動 Y13——-伺服警報 Y15——-磁粉壓輥啟動 Y16——-驅(qū)動壓輥啟動 5．3 伺服參數(shù)設(shè)置: P1-00————000 P1-01————03 P1-07————2 P1-12——-010CH給定 P1-36——- P1-44——-1 P1-45——-1 P2-00————30 P3-00————04 P3-01——-1 P3-02——-1 P3-05——-2 6 結(jié)束語 　　該系統(tǒng)上臺達(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,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.