切纸机控制系统改造调试

1. 7 切纸机控制系统改造调试

2. 1.瓦楞纸横切机简介 SiChuan Engineering Technical College-1959

3. 瓦楞纸横切机简介 编码器 随动轮 托纸辊 进纸驱动电机 螺旋刀驱动电机 SiChuan Engineering Technical College-1959

4. 瓦楞纸横切机简介 SiChuan Engineering Technical College-1959

5. 瓦楞纸横切机简介 编码器 随动轮 进纸辊 出纸辊 编码器 托纸辊 螺旋刀 切点检测接近开关 SiChuan Engineering Technical College-1959

6. 瓦楞纸横切机简介 工作原理 前道工序送来的纸板按箭头所指方向运动，纸板带动随动轮转动，安装在随动轮上的编码器随之转动。 • PLC通过计量编码器输出脉冲数就可以计算出纸板长度，然后根据长度设定值和纸板实际长度之差经过计算输出模拟电压控制螺旋刀的旋转速度，使螺旋刀在设定的长度处剪断纸板。 • 在螺旋刀剪断处有接近开关，在该处螺旋刀加速，快速切断纸板，然后减速停止。 • 该设备的控制重点是纸板长度和螺旋刀位置的检测及二者同步控制。 SiChuan Engineering Technical College-1959

7. 瓦楞纸横切机简介 驱动电机参数 • 螺旋刀驱动电机 型 号：Y200L1-2 额定电压：AC 380V 50Hz 额定电流：56.9A 额定频率：30KW 额定转速：2950 功率因数：0.89 连接方式：△ 绝缘等级：E • 进纸驱动电机 型 号：Y90S-2 额定电压：AC 380V 50Hz 额定电流：3.4A 额定频率：1.5KW 额定转速：2840 功率因数：0.85 连接方式：Y 绝缘等级：E SiChuan Engineering Technical College-1959

8. 2.改造任务分析 SiChuan Engineering Technical College-1959

9. 改造任务分析 • 用PLC改造原控制系统，原有系统全部拆除。 分析：全部控制线路需重新设计，原有电路部分可以参靠，需构建PLC系统。 • 横切机的工艺和操作方法不变。 分析：需了解瓦楞纸切纸操作方法和纸板切断工艺。 SiChuan Engineering Technical College-1959

10. 改造任务分析 • 控制柜安装在控制室内，控制室距横切机直线距离约10米。 分析：线路较长，编码器信号抗干扰问题在设计和布线时需考虑抗干扰问题。 • 系统人机界面可以完成订单数据输入、修改、保存及操作功能。 分析：需使用ＨＭＩ，如触摸屏、文本显示器等，需进行组态。 SiChuan Engineering Technical College-1959

11. 改造任务分析 • 为便于操作，在控制室和横切机上均安装起停控制按钮。 分析：需增加控制按钮，要考虑两组控制按钮的关系。 • 进纸辊速度调节采用变频驱动。 分析：需选择变频器并安装调试—变频器应用知识。 SiChuan Engineering Technical College-1959

12. 改造任务分析 • 有完善的保护和抗干扰措施，系统能可靠工作。 分析：系统接地问题、屏蔽问题、防雷、综合布线等。 • 走纸速度：10-120米/分 分析：走纸电机需采用无级调速，速度调节范围根据此数据结合机械结构计算。 SiChuan Engineering Technical College-1959

13. 改造任务分析 • 切纸长度：大于350mm 分析：在控制程序中需进行限定，大于此尺寸的纸板均能加工且满足精度要求。 • 最大误差：不大于±15mm 分析：在各种加工尺寸和加工速度下均能满足此要求 SiChuan Engineering Technical College-1959

14. 3.改造方案 SiChuan Engineering Technical College-1959

15. 改造方案 是用这些东西还是别的？看看别人咋做的 SiChuan Engineering Technical College-1959

16. 改造方案 我有底了！ 我有底了！ 变频器 触摸屏 PLC SiChuan Engineering Technical College-1959

17. 改造方案 系统结构 SiChuan Engineering Technical College-1959

18. 改造方案 选择PLC需考虑的问题 • Ｉ／Ｏ点数量是否足够？ • 是否具有模拟量输出功能（变频器用）？ • 能不能支持浮点（实数）运算？ • 运算速度多快？是否能满足要求？ • 能不能连接HMI设备？ • 质量好不好？品牌如何？技术支持力度如何？ • 技术人员擅长使用哪种品牌的PLC？ • 成本因素 • 采购周期、货源 还有哪些因素没考虑到？ SiChuan Engineering Technical College-1959

19. 改造方案 西门子S7-200 CPU224XP，与其他同类型PLC相比： • 本机集成2路模拟两输入，1路模拟两输出 • 支持浮点（实数）运算，集成PID控制功能 • 两个通信口 • 速度较快 我的选择是最合理的吗？要盘算一下 SiChuan Engineering Technical College-1959

20. 改造方案 • 通信口0接触摸屏 • 通信口1控制螺旋刀变频器速度 • 模拟量输出用于控制走纸电机速度 • 数字I/O连接操作按键、报警、切点检测开关、编码器输入等。 资源利用率高，就是它了！ SiChuan Engineering Technical College-1959

21. 改造方案 螺旋刀驱动变频器选择 • 适配电机功率：30KW • 矢量控制功能 • 速度反馈接口 • 具有RS485通信接口，最好支持USS协议 • 主流品牌及价格 SiChuan Engineering Technical College-1959

22. 改造方案 说明：原电机功率为30KW 螺旋刀的速度是否准确直接影响产品尺寸精度，因此选用带速度反馈的矢量变频调速方案。 思考：采用交流伺服可行吗？ SiChuan Engineering Technical College-1959

23. 改造方案 走纸电机及变频器选择 • 适配电机功率：1.5KW • 输入电压三相380V • 主流品牌及价格 说明：原电机功率为1.5KW的滑差电机 走纸速度的控制精度要求不高，因为纸板的运行速度还受到前道工序的影响，采用通用变频器即可。 SiChuan Engineering Technical College-1959

24. 改造方案 触摸屏选择 • 屏幕尺寸 • 画面存储量 • 容易与PLC连接、组态 • 考虑品牌及价格 SiChuan Engineering Technical College-1959

25. 改造方案 减速停止区 跟踪区 高速切断区 同步区 切点 控制难点 • 本设备的控制难点在于螺旋刀的速度控制，关键是保证在规定的点切断纸板，其运动规律如下： SiChuan Engineering Technical College-1959

26. 改造方案 • 同步区 保证螺旋刀刀刃处的线速度与纸板速度相同 • 高速切断区 螺旋刀高速运行，快速切断纸板，保证纸板断面整齐 • 加速停止区 螺旋刀减速停止，在本阶段要进行制动 • 跟踪区 在该阶段，控制器通过控制螺旋刀速度确保纸板尺寸 SiChuan Engineering Technical College-1959

27. 改造方案 • 跟踪区和同步区可以采用PID控制方法，可直接使用S7-200 CPU224XP内的PID指令进行控制，关键在于： ① 整定控制参数 ② 确定误差量EK SiChuan Engineering Technical College-1959

28. 改造方案 在PID调节中，误差量为： 其中： 纸板长度设定值 是已经走纸的长度，通过编码器检测 是螺旋刀刀刃回转周长，此数据固定 螺旋刀刃位置沿旋转反方向到切点的距离，同过编码器检测 SiChuan Engineering Technical College-1959

29. The End SiChuan Engineering Technical College-1959