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隨著國內(nèi)造紙行業(yè)規(guī)模的飛速發(fā)展及人力資源成本的不斷提高，成品紙生產(chǎn)工段對(duì)包裝過 程的自動(dòng)化及低成本化的要求也越來越高。在此之前，國內(nèi)的大規(guī)格令紙包裝主要依靠人工、 半自動(dòng)包裝機(jī)或進(jìn)口包裝機(jī)完成，我公司開發(fā)的全自動(dòng)令紙包裝機(jī)成本合理、運(yùn)行性能高效、 包裝效果優(yōu)良，可替代進(jìn)口包裝機(jī)，打破了國外壟斷該類包裝設(shè)備的格局。

全自動(dòng)令紙包裝機(jī)上使用的智能系統(tǒng)內(nèi)容主要包含：總線 通訊網(wǎng)絡(luò)、伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)、同步控制技術(shù)、程序控制系統(tǒng)等內(nèi)容。

推出的新型運(yùn)動(dòng)控制型CPU,硬件中集成了雙內(nèi)核：SIMATIC PLC控制器、SIMOTION控制器。兩個(gè)內(nèi)核間的數(shù)據(jù)交換，完全由硬件完成，不需要用戶額外編 制任何程序。這就節(jié)約了用戶開發(fā)成本，縮短了系統(tǒng)編制程序.調(diào)試和維護(hù)時(shí)間。其運(yùn)動(dòng)控制 編程塊符合國際PLCopen標(biāo)準(zhǔn)，可完成復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)控制任務(wù)，例如：電子齒輪、凸輪盤、凸輪開 關(guān)輸出、電機(jī)力矩控制、電機(jī)位置相位糾偏控制、定位控制等。

本系統(tǒng)通過西門子標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)連接HMI人機(jī)界面,獲取包裝機(jī)的各種工作狀態(tài)、 系統(tǒng)報(bào)警、參數(shù)輸入.工藝參數(shù)計(jì)算等任務(wù)。通過運(yùn)動(dòng)控制專屬高速DP網(wǎng)絡(luò)連接IM174接口模 塊.完成運(yùn)行控制過程的參數(shù)傳輸與計(jì)算。

在伺服控制技術(shù)方面.設(shè)備上采用的A4/A5系列伺服驅(qū)動(dòng)器及電機(jī)，具有高性能的實(shí)時(shí)自 動(dòng)調(diào)整增益，根據(jù)負(fù)載慣量變換。高速高響應(yīng)，速度響應(yīng)頻率達(dá)1kHZ,同時(shí)低振動(dòng).穩(wěn)定性優(yōu) 良。與西門子IM174模塊通過脈沖控制方式，組成非常合理地運(yùn)行控制方案。

設(shè)備運(yùn)行時(shí)，電機(jī)運(yùn)動(dòng)的同步控制非常重要，它是令紙包裝質(zhì)量的基本保障。對(duì)于需要同 時(shí)動(dòng)作的3臺(tái)電機(jī)軸的位置控制，通過設(shè)計(jì)脈沖分配器，將主軸實(shí)際運(yùn)行反饋的位置脈沖信號(hào)， 分配至2路從動(dòng)的電機(jī)軸，再根據(jù)機(jī)械傳動(dòng)比來設(shè)置電子齒輪參數(shù)，完成從動(dòng)軸與主動(dòng)軸的置同步控制。•令包機(jī)控制部分主要部件包括：Technology型CPU、DI模塊、ET200M從站接口模塊、DO模 塊、IM174驅(qū)動(dòng)器接口模塊,MP277按鍵操作屏、MinasA4/A5伺服驅(qū)動(dòng)器、MM440變頻器.FESTO 的SPC200氣動(dòng)伺服控制系統(tǒng)構(gòu)成。主要控制系統(tǒng)構(gòu)成與功能見其中控制系統(tǒng)內(nèi)的觸摸屏界面用于完成系統(tǒng)的操作輸入與檢測(cè)功能,CPU完成主要?jiǎng)幼鞯某?序控制及伺服電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制算法，所有的功能模塊通過2條高速的DP總線連接起來。以下將 會(huì)介紹令紙包裝機(jī)上的伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制。為正確完成所有工位電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制內(nèi)容，需要 針對(duì)每一個(gè)伺服軸組態(tài)正確合適的參數(shù)，選擇合適的閉環(huán)控制回路，同時(shí)設(shè)計(jì)特殊要求的原理 電路。

首先是Step7中IM174通訊參數(shù)配置，IM174接口模塊用于連接第三方伺服驅(qū)動(dòng)器，通過特 殊設(shè)計(jì)的高速通道profibus-DP網(wǎng)絡(luò)連接，需要在IM174模塊內(nèi)設(shè)置合適的同步模式參數(shù)值。需 要特別注意的是IM174只能用于等時(shí)同步的DP網(wǎng)絡(luò)，最小DP周期為1.5ms。用于同步控制的主要依靠脈沖分配器實(shí)現(xiàn)，脈沖分配器需要將主軸電機(jī)實(shí)際運(yùn)行反饋脈沖 分配至從動(dòng)軸運(yùn)行控制用的脈沖輸入。需要確保脈沖電路形式與伺服驅(qū)動(dòng)器的接線類型一致， 并設(shè)置相對(duì)應(yīng)的電子齒輪參數(shù)，以倍數(shù)化脈沖頻率。如本系統(tǒng)必須全部設(shè)置為TTL電路。在程序設(shè)計(jì)方面，主要包含人機(jī)界面設(shè)計(jì)和PLC程序設(shè)計(jì)。人機(jī)界面使用的是觸摸屏控制 面板。全自動(dòng)令紙包裝機(jī)配置了功能強(qiáng)大的觸摸屏程序，觸摸屏的主界面內(nèi)顯示了令紙包裝機(jī) 的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，并顯示令紙?jiān)诿恳粋€(gè)工位上的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)它操作簡單，操作人員只需在 主界面上輸入令紙規(guī)格尺寸數(shù)值，所有執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要調(diào)整的參數(shù)將自動(dòng)根據(jù)工藝要求計(jì)算完成。 如果包裝機(jī)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)任何故障’觸摸屏界面將自動(dòng)彈出故障位置顯示畫面，提示操作 人員故障.前往故障地點(diǎn)，并告知故障內(nèi)容。采用T_CPU加伺服驅(qū)動(dòng)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)控制方案，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)令包機(jī)的完全定位控制。T_CPU 的優(yōu)異運(yùn)動(dòng)控制功能加自帶的基本PLC邏輯控制功能，給設(shè)計(jì)開發(fā)與維護(hù)帶來了無比的便利和 通用性.同時(shí)可以方便連接第三方的伺服驅(qū)動(dòng)器，是個(gè)經(jīng)濟(jì)型很強(qiáng)的控制方案。該系統(tǒng)在全自 動(dòng)令包機(jī)上的成功應(yīng)用.為后續(xù)的智能化裝備之路帶來了新的思路。

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