PLC控制收卷机研究.docVIP

贝加莱PLO在恒张力塑料片材收卷机上的应用 收卷机在工业领域中应用非常广泛，如轧钢、造纸、纺织、塑料制品等行业，在生产线最后的产品获取中几乎都使用收卷机，收卷机收卷效果的好坏，直接影响产品的质量。以前大部分收卷机采用力矩电机和直流电机配备部分仪表及电器零件组成收卷电路，这种电路结构复杂，制造成本高，运行中控制收卷张力精度不高，维修费用高。随着科技发展进步，PLC在自控方面得到广泛的应用。以下将要介绍的内容是：PLC控制在塑料片材(以下简称片材)收卷机设备中的应用及其原理。由于采用了PLC控制，它的电气结构简单、制造成本降低、运行中精度提高、减去了繁琐的接线工作。 一． 片材收卷机流程图和关键问题的解决办法 1．流程图及各部件的说明： （1）Rul牵引压辊，使片材压在牵引驱动辊上，片材被牵引辊组拉紧并送入张力检测。 （2）Ru2牵引驱动辊，与牵引压辊组成牵引辊组，牵引片材。 （3）Ml、M2驱动牵引辊和收卷轴电机。（4）El计长用编码器600线／每转，装在牵引压辊轴上，用于计算产品长度。（5）牵引变频器用于牵引辊组驱动电机的调速设备，速度由PLC （6）收卷机变频器用于收卷电机的调速和力矩的控制设备，速度PLC根据生产线速度给定，力矩由PLC根据检测到的张力给定。 7）E2 收卷机驱动电机编码器600线／每转，装在驱动电机轴上。 8）Ws 压力传感器，由Ru3、Ru4、Ru5组成的张力检测辊组，将PLC。 9）Ru3、Ru4、Ru5 由三个辊组成张力检测辊组。 l0）PLC采用贝加PLC的CPU和触摸屏一体化产品。 应用流程图 2．关键问题的解决办法 1）如何实现张力和压力的简单转换张力T和压力F的力学关系图 从上图中可以看出， F=T1 cos600+T2cos600 (1) 由于Ru3，Ru4，Ru5三个辊轴产生的摩擦力很小，可以忽略， TI=T2=T (2) 将(2)式代入(1)式 F=Tcos600+Tcos600=T(1／2+1／2)=T 由此得出，只要Tl与F和T2与F的夹角为600，片材上的张力T与在Ru4上的压力相等，这样省去在PLC编程过程中的换算工作，把读到的张力信号直接输入到数据处理中运用。 （2）如何实现收卷长度的演算 由Rul和Ru2组成的牵引辊组将片材牵引至收卷侧，片材被牵引压El发出的脉冲，可以如实反映片材所经 从收卷长度的演算示意图中看出，计长编码器El为600线／每转，压辊半径为rl，则每个脉冲所走过的距离为： Ll=2兀rl／00 收卷长度的演算示意图 在PLC中可以用一专用计数器计数计长脉冲的个数，通过上述公式在PLC内部进行演算，可以得到收卷长度累加，再通过触摸屏显示收卷的实际长度。（3）如何实现收卷机收卷的直径演算 收卷机在收卷的过程中，收卷直径在这个过程中是一个很重要的参数。如：收卷梯度的计算、要求产品的直径规格以及收卷最大的直径限制，都与收卷的实时直径有关系。 在收卷直径演算示意图中，收卷轴由收卷电机驱动，其减速比为i2，收卷电机编码器E2与收卷电机同E2每转脉冲为600线则收卷轴侧每个脉冲所走的长度为： L2=(2兀r2／600)／i2 而牵引侧牵引压辊编码器El上每个脉冲所走的长度为： L1=2兀rl／600 收卷直径演算示意图 在PLC中，装有两个专用计数器，记录牵引侧和收卷侧编码器发出的脉冲。因为片材被拉紧后伸缩度很小，可以认为由牵引侧过走的长度和收卷侧所走的长度相等，这时在PLC中单位时间△t内读取牵引侧和收卷侧编码器发的脉冲分别为Nl和N2，则有：2兀rl／600·△t·NI=(2兀r2／600)／i2·△t·N2 整理该式得； rl·Nl=r2·N2／i2 r2=rl·Nl·i2／N2 D2=2·r2=2·rl·Nl·i2／N2 D2为收卷直径； 上式中，rl、i 2在制造中已定，Nl、N2为PLC在单位时间内分别读取的牵引侧和收卷侧编码器所发的脉冲，都为已知数，通过PLC内部程序计算可以得出收卷直径。 （4）收卷梯度的演算 在恒张力收卷机收卷的过程中，由于收卷半径不断地加大，收卷力矩也随之加大，用M表示收卷力矩，用T表示设定张力，r2表示任意收卷半径，则有： M=T·r2 当收卷r2半径和收卷力矩M加大后，会发生整卷越到外侧越紧的现象，甚至导致整卷产品报废。为解决这个问题，在收卷过程中设置收卷梯度，即随着收卷半径加大收卷力矩减小程度的这一参数。收卷梯度一般定义为：当收卷收到最大卷径时，此时张力减小的程度，用递减的百分比计算。用n表示收卷梯度，r。表示收卷最小半径(收卷起始半径)，rmax表示收卷最大半径(由收卷