伟创AC80在涂布机上的应用

2017-02-24 00:00作者：沈江宏

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伟创AC80在涂布机上的应用

一、前言

涂布机需要将胶或者油墨类物质均匀粘连在铝箔、塑料薄膜或者布料纺织品表面，对涂布工艺要求比较高，不仅要求涂布高度均匀而且要能够实现高速不停机换卷以提高生产效率。

二、涂布机控制要求简介

涂布机步骤一般分为：恒张力放卷、涂布过程多级同步控制、恒张力收卷几个环节。要求正常生产过程中基材张力恒定，线速度恒定，启动、停车过程平滑。所以在涂布机的机电性能的控制中，关键是对涂布机系统的张力进行控制。因为张力的大小，直接影响到产品的质量和数量，张力太大，会破坏涂布纸张的物理特性，影响纸张的使用寿命和质量；张力太小，收卷过松，走纸不平稳，又会影响后续工序的产品质量。在整个工艺过程中，无论启动加速、停机减速，任何线速度下的恒速运行均要求涂布辊、复合辊和牵引辊保持运行线速度同步，否则就会出现纸张拉断、收卷移位、铝箔褶皱或者印刷断纹等异常。在这个工艺环节里，要求复合涂布电机调速响应快，速度控制精确，张力波动小。

1、传统方案

系统的张力控制是通过控制系统线速度恒定来控制张力稳定。目前行业多是利用高档PLC来进行恒线速度控制，将收放卷牵引及收放卷装置的摆辊电位器的反馈信号送到PLC，通过PLC进行PID控制及卷径计算，将结果通过模拟量的方式传给矢量变频器。变频器在整个控制系统中只是一个执行机构。这就需要PLC运算速度快并且需要扩展较多的A/D和D/A模块，而且因为PLC运算速度及信号传递的影响，使得系统动态响应变慢，所以只能用矢量变频器中最高端的品牌，要求变频器模拟量输入口有较高的分辨率，变频器动态响应快而且稳速精度高，来弥补因方案不足而造成的延迟。

2、伟创变频器方案：

（1）伟创矢量变频器简介

伟创矢量控制变频器是近年来新推出的国产高档变频器。主要有AC80通用型矢量变频器及AC90张力控制专用矢量型变频器。AC80功能强大，并可实现闭环矢量控制，能满足目前大多数行业对变频器功能及性能的要求。AC90是张力专用变频器控制器，主要将卷径计算、张力锥度等张力控制的专用功能集于一身，实现了张力控制的简易化。AC90的张力控制有转矩模式及速度模式。对张力控制精度要求高的场合一般有速度模式，对张力控制精度要求不高的场合，可以用转矩模式，系统结构简单而且调试方便。

（2）控制要点

要求每段线速度恒定，但由于收、放卷过程中卷径在不断地变化，PID的调节必须考虑因卷径的变化而带来的速度变化，否则会破坏涂布纸张的物理特性，影响纸张的使用寿命和质量，这样要求稳速精度高，而且系统在动态时响应速度快。

三、方案优势

1、恒张力控制、同步控制都由变频器完成，不需要外加控制器，电控系统采用PLC控制，结构简单。
2、恒张力控制，生产过程张力非常恒定，控制精度高，基材不会受到损坏，涂布效果均匀，产品质量好。

3、通过收卷锥度补偿调整，成品收卷张力恒定，完全避免内紧外松的状况。

4、技术成熟，调试、操作、维护非常方便。

四、结构简述

1、基材放卷阶段需要一台AC80系列动力收放线变频器，主要以基材张力恒定为目标，采用自动PID闭环控制，放线速度紧跟着引取速度变化而变化；当出现松线时，收线速度跟着松线速度变化而变化；当出现断线时，要求放线盘立即停止运转，由于放线盘有刹车装置，变频器停车时要设置为自由停车，整个放卷过程独立运行。

2、涂布及烘干阶段需要多台开环矢量控制变频器，采用比例联动控制，在涂布机生产过程中主信号和微调信号按叠加运行。线速度同步的实现方法：以多台涂布过程多级同步控制为例，为了实现线速度保持同步，采用主频率+辅助频率相叠加的方法。同步控制中第一台变频器的主频率通过RS485通讯传输到第二台，以此类推，直到最后一台，通过通讯方式进行运行频率传输，可以避免模拟信号在传输过程中的衰减，每一台变频器的辅助频率为各自变频器的微调频率，通过变频器的上升/下降运行频率来实现。微调频率精度高达0.01Hz。

3、成品收卷阶段需要一台AC90张力控制专用变频器，主要以成品张力恒定为目标，采用开环控制，自动进行锥度计算，卷径计算，无需外加张力器件，对涂布机生产的成品收卷阶段进行跟踪运行。

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