亿维PLC在无纺布分切机上的应用

• 关键词：亿维PLC,自动控制,分切机
• 摘要：本文介绍了亿维PLC在无纺布分切机上的应用。无纺布分切机是在生产过程中根据不同需要而对宽幅材料进行切边、分切等的一种设备。其中无纺布分切机主要用于将宽幅卷材分切成各种适合生产需要的窄幅卷材，分条工艺包括放卷料和收卷料两个过程。

本文介绍了亿维PLC在无纺布分切机上的应用。无纺布分切机是在生产过程中根据不同需要而对宽幅材料进行切边、分切等的一种设备。其中无纺布分切机主要用于将宽幅卷材分切成各种适合生产需要的窄幅卷材，分条工艺包括放卷料和收卷料两个过程。放卷料和收卷料的张力控制是分条机的关键环节。本机是在原有电控系统的基础上增加了自动对边器控制，达到了理想的效果、提高了机器工作性能，使机器在高速运转中更趋稳定，收卷平整，操作简单方便，安全可靠，耐用性强。

1 引言

无纺布分切机主要用于无纺布等宽幅卷材的切边或分切，将纸管内径为75㎜,无纺布外径为600㎜，长度为1600㎜以内的卷筒基材无纺布，分切成实际需要尺寸的若干卷，最窄可分切到18㎜的包边条。

2 工作原理

本系统由亿维PLC、磁粉制动装置、张力传感器、纠偏装置、角位移传感器、牵引主轴（由伺服电机驱动）、两个伺服分别驱动A轴B轴收卷和气缸等几部分组成。牵引主轴和磁粉制动装置将无纺布采用恒张力传送，纠偏装置负责无纺布运行过程中的纠偏，A轴和B轴伺服则根据收卷直径变大而减小，扭矩增大。主轴采用位置模式控制，AB轴采用模拟量转矩模式下的速度限制，通过不断调整速度和转矩达到同步收卷，并控制收卷的力度。整个系统测量精确、稳定、运行可靠，采用PLC智能化设计，功能强大，具有自动稳零、数字显示、超限报警、变送输出、电流调节输出或时间比例输出等功能。如下图：

图1 系统结构图

3 系统组成

（一）机架部份

采用厚钢板焊接而成。

（二）收卷部份

有两个收卷A轴和B轴，都采用5KW的伺服电机驱动和3英寸的气胀轴，A轴B轴的速度可以单独进行微调。

（三）放卷部份

放卷采用3英寸气胀放卷轴与张力传感器和磁粉离合器来控制张力。

（四）切刀部份

切刀可使用工业手术刀片或平刀式（美工刀片），刀距可调节到18mm-1600mm之间。

（五）主机部份

主轴采用5 KW伺服电机。

（六）导辊部份

整机采用镀铬钢管，每条经过动平衡处理。

（七）电气部份

由亿维PLC系统(224 CPU、16DI/16DO、8AI和2AO)、HMI系统、低压电器、传感器、执行器等组成。其中亿维PLC系统配置见表1.

表1：亿维 PLC系统配置

亿维 CPU224-2Q较市场的同类产品，具有以下优异特性：增加了额外的PPI通讯口，省去了客户同时使用触摸屏和编程电缆通讯口不够，只能不断插拔端口的烦恼；无需电池，可提供长达10年以上的掉电数据保持；更快指令执行速度，单条布尔运算指令是西门子同类产品的3倍；兼容西门子S7200指令集；可直接替换西门子224控制器模块。UniMAT CPU224产品外观见图2。

图2 亿维 CPU224产品外观

4 控制工艺

a. 本系统分为手动和自动两部分。穿无纺布时把系统切换至手动状态，主轴、A轴和B轴都可以点动。无纺布穿好后，一切工作准备就绪，点击按钮自动运行。车速范围0--150m/min。

b. 计长和定长功能。计长，在一跟导布棍上安装有码盘，采用高速计数器实现计长功能，实时长度在触摸屏上显示。定长，在触摸屏上设置需分切的无纺布长度，当长度达到所设定的长度时，声光报警提醒操作人员。

c. 张力控制。实际张力和设定张力触摸屏显示。张力控制由张力传感器和磁粉离合器组成。张力传感器检测出当前的张力，与设定的张力进行比较，通过偏差来控制磁粉离合器的吸合程度来控制放卷装置，从而实现恒张力控制。控制张力精度：+/- 5N。

d. 卷径控制。采用角位移传感器实现卷径控制功能，卷径范围100mm--1200mm。

e. 同步控制。主轴和A轴B轴的同步是本系统的核心，影响无纺布成品的质量。A轴和B轴由气缸控制上下摆动，也可以停在中间任意位置。主轴的车速根据现场工艺设定，开始A轴和B轴放下来靠近主轴，此时的卷径是最小的，转速是最快的。随着卷径的慢慢增大，A、B轴扭矩慢慢变大，速度越来越慢。对主轴进行加减速时，A轴和B轴的速度也会相应的增加或减少来保持与主轴同步。

图3 电气原理图

图4 主操作画面

图5 参数设置画面

f. 主要技术参数：

1)  电源电压：220V/380V，50/60Hz

2)  有效分切宽幅：18㎜-1600㎜

3)  生产速度：0--150m/min

4)  主轴功率5KW；A轴功率5KW；B轴功率5KW。

5 系统效果

其效果主要表现为：收卷切边齐整，卷得结实。如图6、7：

图6 收卷实物图

图7 收卷实物图

6 结束语

亿维PLC应用于无纺布分切机系统中，表现出了与西门子PLC的高度兼容性，和性能稳定的优异特性。亿维PLC可完全替代西门子产品，在保证产品的稳定性的同时降低了制造商的生产成本。

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