TK6100iV5及西門子plc用于無紡布設(shè)備

本文介紹了西門子PLC在無紡布分切機上的應(yīng)用。無紡布分切機是在生產(chǎn)過程中根據(jù)不同需要而對寬幅材料進行切邊、分切等的一種設(shè)備。其中無紡布分切機主要用于將寬幅卷材分切成各種適合生產(chǎn)需要的窄幅卷材，分條工藝包括放卷料和收卷料兩個過程。放卷料和收卷料的張力控制是分條機的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本機是在原有電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了自動對邊器控制，達(dá)到了理想的效果、提高了機器工作性能，使機器在高速運轉(zhuǎn)中更趨穩(wěn)定，收卷平整，操作簡單方便，安全可靠，耐用性強。

1 引言

無紡布分切機主要用于無紡布等寬幅卷材的切邊或分切，將紙管內(nèi)徑為75㎜,無紡布外徑為600㎜，長度為1600㎜以內(nèi)的卷筒基材無紡布，分切成實際需要尺寸的若干卷，最窄可分切到18㎜的包邊條。

2 工作原理

本系統(tǒng)由216-2BD23-0XB8西門子PLC、磁粉制動裝置、張力傳感器、糾偏裝置、角位移傳感器、牽引主軸（由伺服電機驅(qū)動）、兩個信捷伺服分別驅(qū)動A軸B軸收卷和氣缸等幾部分組成。牽引主軸和磁粉制動裝置將無紡布采用恒張力傳送，糾偏裝置負(fù)責(zé)無紡布運行過程中的糾偏，A軸和B軸伺服則根據(jù)收卷直徑變大而減小，扭矩增大。主軸采用位置模式控制，AB軸采用模擬量轉(zhuǎn)矩模式下的速度限制，通過不斷調(diào)整速度和轉(zhuǎn)矩達(dá)到同步收卷，并控制收卷的力度。整個系統(tǒng)測量精確、穩(wěn)定、運行可靠，采用信捷PLC智能化設(shè)計，功能強大，具有自動穩(wěn)零、數(shù)字顯示、超限報警、變送輸出、電流調(diào)節(jié)輸出或時間比例輸出等功能。如下圖：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)組成

（一）機架部份

采用厚鋼板焊接而成。

（二）收卷部份

有兩個收卷A軸和B軸，都采用5KW的信捷伺服電機驅(qū)動和3英寸的氣脹軸，A軸B軸的速度可以單獨進行微調(diào)。

（三）放卷部份

放卷采用3英寸氣脹放卷軸與張力傳感器和磁粉離合器來控制張力。

（四）切刀部份

切刀可使用工業(yè)手術(shù)刀片或平刀式（美工刀片），刀距可調(diào)節(jié)到18mm-1600mm之間。

（五）主機部份

主軸采用5 KW信捷伺服電機。

（六）導(dǎo)輥部份

整機采用鍍鉻鋼管，每條經(jīng)過動平衡處理。

（七）電氣部份

由信捷PLC系統(tǒng)(224 CPU、16DI/16DO、8AI和2AO)、威綸觸摸屏TK6100iV5系統(tǒng)、低壓電器、傳感器、執(zhí)行器等組成。其中西門子PLC系統(tǒng)配置見表1.

表1：億維 PLC系統(tǒng)配置

西門子CPU226CN較市場的同類產(chǎn)品，具有以下優(yōu)異特性：增加了額外的PPI通訊口，省去了客戶同時使用TK6100iv5觸摸屏和編程電纜通訊口不夠，只能不斷插拔端口的煩惱；無需電池，可提供長達(dá)10年以上的掉電數(shù)據(jù)保持；更快指令執(zhí)行速度，單條布爾運算指令是西門子同類產(chǎn)品的3倍；兼容西門子S7200指令集；可直接替換西門子224控制器模塊。西門子CPU224CN產(chǎn)品外觀見圖2。

4 控制工藝

a. 本系統(tǒng)分為手動和自動兩部分。穿無紡布時把系統(tǒng)切換至手動狀態(tài)，主軸、A軸和B軸都可以點動。無紡布穿好后，一切工作準(zhǔn)備就緒，點擊按鈕自動運行。車速范圍0--150m/min。

b. 計長和定長功能。計長，在一跟導(dǎo)布棍上安裝有碼盤，采用高速計數(shù)器實現(xiàn)計長功能，實時長度在觸摸屏上顯示。定長，在觸摸屏TK6100iV5上設(shè)置需分切的無紡布長度，當(dāng)長度達(dá)到所設(shè)定的長度時，聲光報警提醒操作人員。

c. 張力控制。實際張力和設(shè)定張力觸摸屏MT8101iE顯示。張力控制由張力傳感器和磁粉離合器組成。張力傳感器檢測出當(dāng)前的張力，與設(shè)定的張力進行比較，通過偏差來控制磁粉離合器的吸合程度來控制放卷裝置，從而實現(xiàn)恒張力控制?？刂茝埩龋?/- 5N。

d. 卷徑控制。采用角位移傳感器實現(xiàn)卷徑控制功能，卷徑范圍100mm--1200mm。

e. 同步控制。主軸和A軸B軸的同步是本系統(tǒng)的核心，影響無紡布成品的質(zhì)量。A軸和B軸由氣缸控制上下擺動，也可以停在中間任意位置。主軸的車速根據(jù)現(xiàn)場工藝設(shè)定，開始A軸和B軸放下來靠近主軸，此時的卷徑是最小的，轉(zhuǎn)速是最快的。隨著卷徑的慢慢增大，A、B軸扭矩慢慢變大，速度越來越慢。對主軸進行加減速時，A軸和B軸的速度也會相應(yīng)的增加或減少來保持與主軸同步。

f. 主要技術(shù)參數(shù)：

1)  電源電壓：220V/380V，50/60Hz

2)  有效分切寬幅：18㎜-1600㎜

3)  生產(chǎn)速度：0--150m/min

4)  主軸功率5KW；A軸功率5KW；B軸功率5KW。

5 系統(tǒng)效果

其效果主要表現(xiàn)為：收卷切邊齊整，卷得結(jié)實。如圖6、7：

圖6 收卷實物圖

6 結(jié)束語

億維PLC應(yīng)用于無紡布分切機系統(tǒng)中，表現(xiàn)出了與西門子PLC的高度兼容性，和性能穩(wěn)定的優(yōu)異特性。西門子PLC可完全替代西門子產(chǎn)品，在保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性的同時降低了制造商的生產(chǎn)成本。