陳亮

摘 要：運用PLC技術(shù)和電力電子技術(shù)，改造傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)。采用PLC的硬件，軟件配置結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)對復卷機電氣控制系統(tǒng)的邏輯時序控制，使復卷機電控系統(tǒng)具有響應(yīng)快，穩(wěn)定性好，可靠性高等特點。

關(guān)鍵詞：復卷機；調(diào)速；自動控制；PLC

1 系統(tǒng)的概述

傳統(tǒng)的復卷機電氣控制系統(tǒng)普遍采用繼電器控制技術(shù)，由于采用硬點接觸且連線復雜，查找故障費時，費力，而且繼電器的觸點屬于機械式，有電弧假象，因此電氣系統(tǒng)時常發(fā)生觸點故障，使復卷機經(jīng)常處于停機維修狀況，故障率高，不能保證正常生產(chǎn)。嚴重時不但會燒壞電氣元件，甚至電氣短路，引起火災(zāi)。隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)必然被計算機控制技術(shù)取而代之。其具體運用就是采用PLC中的無觸點邏輯電路取代傳統(tǒng)的繼電器硬觸點邏輯電路，用PLC豐富的計算機語言進行編程取代繼電器邏輯控制電路中復雜的連接方式，使整個設(shè)備運行可靠性顯著提高，故障顯著降低，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量。維修和保養(yǎng)也方便快捷。改造的系統(tǒng)組成見圖1。

2 復卷機控制系統(tǒng)

復卷機控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)見圖2所示，由圖2可知復卷機在運行中，需要分別對交流電氣系統(tǒng)和直流電氣系統(tǒng)進行控制，其控制系統(tǒng)基本要求為：1，首先慢速啟動電機D1，D2，D3，進行引紙，將紙引上卷紙輥筒G4。2，方下壓輥G3，并啟動切紙刀交流電機M1，M2，M3投入放紙輥電機D1，D張力控制（即逆變控制）。3，前、后底輥電機D2，D3逐漸升速至生產(chǎn)所需的運行車速。4，檢測放卷電機D1的運行轉(zhuǎn)速N1，當N1大于額定轉(zhuǎn)速N1e時，則對D1勵磁進行弱磁控制。5，當卷紙完成后，進行退紙換卷筒工作。6，當作業(yè)任務(wù)完成后停機。復卷機電氣控制系統(tǒng)是由操作臺、PLC、主控系統(tǒng)、交流電氣控制系統(tǒng)、直流控制系統(tǒng)等4個部分組成。4個部分的作用分別是：操作臺用來實現(xiàn)對復卷機各部分電氣的啟動.停止控制；PLC主控系統(tǒng)用來實現(xiàn)對各交流電氣系統(tǒng)的邏輯時序控制和直流電氣系統(tǒng)的速度及張力控制；交流控制系統(tǒng)用來驅(qū)動各交流電機M1-M3及氣缸電磁閥T1-T22；直流電氣控制系統(tǒng)用來驅(qū)動直流電機D1-D3。其中PLC主控系統(tǒng)為本電氣控制系統(tǒng)的核心部分，起最重要的作用。

3 系統(tǒng)改造和開關(guān)量設(shè)置

3.1 選型

3.1.1 電機選型

現(xiàn)用張力為130N，最大張力F設(shè)定為300N；原料卷最大卷徑D為1500mm；穩(wěn)定切邊線速度v為300m/min，傳動比i為0.1824（取電機同步帶輪為46齒），卷取輥直徑d為403mm。電機最大扭矩確定：

電機極對數(shù)確定：根據(jù)公式n=60f/p；其中電機轉(zhuǎn)速

按此電機轉(zhuǎn)速選用4極電機，電機的額定轉(zhuǎn)速為1450r/min。

電機選型為YVP160L-4，做速度閉環(huán)加裝1000線編碼器推挽輸出編碼器用歐姆龍或光洋。

3.1.2 變頻器選型

要做張力控制采用張力控制專用矢量變頻器：Emerson TD3000-4T0150G

3.1.3 張力控制器件

張力傳感器選型LX-050TD（三菱），

3.1.4 PLC選型

根據(jù)需求分析采用三菱FX2N-32MR的PLC主機加FX2N-2DA（控變頻器）加FX2N-4DA（張力傳感器信號輸入PLC）

3.1.5 氣動比例閥選型

根據(jù)氣動蝶剎DBH 205的參數(shù)。可選用6bar內(nèi)的調(diào)壓量程，控制信號為0～10V的電壓信號。選用herobiger的或mac的或FESTO的。

3.2 輸入，輸出變量表（見表1）。

4系統(tǒng)調(diào)試

系統(tǒng)的調(diào)試主要分成兩個部分，一是系統(tǒng)軟件；二是系統(tǒng)硬件。

4.1 軟件調(diào)試很簡單，根據(jù)運行要求，可以借助現(xiàn)在的輔助軟件和仿真軟件，設(shè)定好程序的開關(guān)量和模擬量，輸入相應(yīng)的PLC程序，對程序每一段的控制要求進行模擬運行并檢驗測試，不斷修改完善程序，達到最佳控制效果。使程序盡量簡單明了，可操作性強。

4.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試相對來說難度就高了很多，所有電氣元件都要先保證完好，機械部件連接齒輪咬合完好，鏈條和皮帶等松緊合理，連接正確，電氣一次和二次回路正確。在設(shè)備不通電的情況下，確認每個電氣元件的選型正確，電壓等級，電流范圍。整個電氣控制回路沒有短路和斷路現(xiàn)象；在設(shè)備通電后進行慢速輕負荷試運行，在運行中完善PLC的軟件和硬件配置，達到最佳效果。

5 結(jié)束語

運用PLC技術(shù)和電力電子技術(shù)，采用軟、硬相結(jié)合的方法對復卷機電氣控制系統(tǒng)的改造，能較理想地解決了傳統(tǒng)復卷機電控系統(tǒng)中諸多影響正常生產(chǎn)的問題。經(jīng)過生產(chǎn)現(xiàn)場長期運行證明其效果明顯，該系統(tǒng)設(shè)計合理、運行穩(wěn)定、操作簡便、降低了故障率、提高了該設(shè)備的使用效率。對改造傳統(tǒng)相關(guān)行業(yè)也具有現(xiàn)實意義。

參考文獻

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