摘要：文章敘述臺(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)線上的成功應(yīng)用。提高了中國(guó)纖維布處理能力和中國(guó)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(wàn)噸總產(chǎn)量中，電子材料玻璃纖維年產(chǎn)量已突破30萬(wàn)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(jí)玻璃纖維中國(guó)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(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。 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(cè)定纖維長(zhǎng)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(jì) 2．1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(wàn)年歷功能 •三種語(yǔ)言切換 •多種圖形,按鈕,組件功能. 2．2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。 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(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)18KHz，實(shí)現(xiàn)靜音運(yùn)轉(zhuǎn); 0.1-400Hz •7段速控制及簡(jiǎn)易PLC自動(dòng)程序運(yùn)轉(zhuǎn) •高速通訊接口，達(dá)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 2．4烘箱部分 　　VFD055M43A＊4循環(huán)風(fēng)機(jī),VFD055M43A排氣電機(jī)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)VDF055M43A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. 2．5收卷控制 　　收卷伺服控制：伺服電機(jī)ASMT30M250AK 　　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 RS232/RS485 •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),高均一性適應(yīng)應(yīng). 2．6糾偏控制器+.同步電機(jī) 控制糾偏,跟隨2個(gè)位移傳感器做位置跟隨,防治跑偏。 2．7編碼器 測(cè)定纖維長(zhǎng)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(bào)顯示畫面 圖7 班產(chǎn)統(tǒng)計(jì)畫面 圖8 班產(chǎn)查詢畫面[/align] 4 工藝系統(tǒng)自動(dòng)化原理設(shè)計(jì) 4．1對(duì)于錐度的一些計(jì)算（參見圖9錐度控制原理圖） 　　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(zhǎng)度/PI）層數(shù) 其中：D0——-原始輥徑 PI=3.14 收卷長(zhǎng)度=編碼器反饋值 張力=扭矩/輥?zhàn)影霃? 舉例說(shuō)明： 如收卷長(zhǎng)度2400米，錐度起始長(zhǎng)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(zhǎng)度 2400-1000=1400米 增加扭矩 1400/50=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（11.076/0.38）＊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(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。 [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(jì)（參見圖11控制原理） 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. [align=center] 圖11 電子糾偏裝置原理設(shè)計(jì)[/align] 4．4 纖維長(zhǎng)度測(cè)量 　　編碼器輸出A/B相信號(hào),利用PLC的C251硬件高速脈沖輸入測(cè)定步長(zhǎng),占用HHSCO,1PULSE對(duì)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(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E/F來(lái)尋址.非常便捷. 　　EH PLC文件寄存器共10000個(gè). 4．6 其它設(shè)計(jì) 　　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). 　　文本的畫面更換用PLC內(nèi)部的寄存器控制. 5 程序設(shè)計(jì) 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(diǎn)規(guī)劃： 輸入DI： X0——-A相 X1——-B相 X2——-前驅(qū)動(dòng)啟動(dòng) X3——-后驅(qū)動(dòng)啟動(dòng) X4——-浮輥高限 X5——-浮輥低限 X6——-急停 X7————伺服啟動(dòng) X10——-伺服停止 X11——-換卷開始 X12——-換卷結(jié)束 X13——-手動(dòng)運(yùn)行 X14——-自動(dòng)運(yùn)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(yùn)行 Y5——-內(nèi)部扭矩切換 Y6 Y7 Y10——-低限警報(bào) Y11——-高限警報(bào) Y12——-伺服啟動(dòng) Y13——-伺服警報(bào) Y15——-磁粉壓輥啟動(dòng) Y16——-驅(qū)動(dòng)壓輥啟動(dòng) 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(yǔ) 　　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(wú)法比擬的. 提高了中國(guó)纖維布處理能力和中國(guó)電子印刷板設(shè)備水平的發(fā)展.