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1 引言

每年世界玻璃纖維250萬噸總產(chǎn)量中，電子材料玻璃纖維年產(chǎn)量已突破30萬噸，該電子材料玻璃纖維布代表了當今玻璃纖維精密織造的最高水平，電子級玻璃纖維中國俗稱”E布”，一般經(jīng)織造成、脫蠟、表面涂偶聯(lián)劑等工序制造。

2 玻璃纖維后處理設備構成

玻璃纖維后處理設備分開卷機構，浸涂機構（浸涂表面涂偶聯(lián)劑），烘烤機構，前牽引，后牽引，收卷部份。

1．1 玻璃纖維后處理系統(tǒng)要求

開卷部分恒張力控制，速度可以調(diào)節(jié)
收卷部分變張力控制，張力變化，達到收緊纖維，收卷整齊，間隙均勻。
后牽引部分，要求收緊后和前牽引同步，
可以測定纖維長度誤差+-1MM，糾偏要求誤差+-1MM.

1．2.玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝

玻璃纖維后處理系統(tǒng)工藝過程參見示意圖，如圖1所示。

2．1人機選用臺達的文本顯示器臺達TP04

· STN LCD 128＊64
· 256K內(nèi)存
· 2個通訊口COM1（RS232） COM2（RS485）
· 薄膜式按鍵
· DC24V（-10%-20%）
　 · 內(nèi)建萬年歷功能
· 三種語言切換
· 多種圖形,按鈕,組件功能.

2．2控制器PLC DVP32EH00R2

該機種為臺達高功能主機,16入/16出. 具有以下特點

· 2個通訊口,可以擴充到3個
· 內(nèi)建高速輸入/輸出
·
·
· 200KHz高速計數(shù)器、200KHz脈波輸出
·
· 豐富的指令，功能強大，超穩(wěn)定的電氣特性。

2．3變頻器

VFD022M43A——前牽引控制.
VFD022M43A——-后牽引控制.

· 迷你型微型化結(jié)構設計、體積小，易操作
· 高度運行穩(wěn)定性，性能完善，功能齊全
· 載波頻率高達18KHz，實現(xiàn)靜音運轉(zhuǎn); 0.1-400Hz
· 7段速控制及簡易PLC自動程序運轉(zhuǎn)
· 高速通訊接口，達率高達38400bps
· 自動加減速最佳化控制功能
· 智能化風冷技術應用

2．4烘箱部分

VFD055M43A＊4循環(huán)風機,VFD055M43A排氣電機將浸涂后的纖維布進入4個烘烤箱中烘烤，4個烘箱的溫度由溫控器控制，溫控器選用臺達的DTA4896，總共4個單獨控制溫度；總共4臺VDF055M43A變頻器拖動循環(huán)風機，1臺3.7KW排廢風機,選用VFD037M43A.

2．5收卷控制

收卷伺服控制：伺服電機ASMT30M250AK
伺服驅(qū)動器ASDA-A3021MA.

· 五機一體
· 內(nèi)涵運動控制器
· 性能優(yōu)異
· 指令平滑功能
· 軟件功能
· 通訊功能通訊接口 RS232/RS485
· 3種工作模式
· 10種控制模式自由切換
· 自動增益調(diào)整
· 高響應,高均一性適應應.

2．6糾偏控制器+.同步電機 控制糾偏,跟隨2個位移傳感器做位置跟隨,防治跑偏。

2．7編碼器 測定纖維長度，1PLUSE/1MM

2．8電氣系統(tǒng)結(jié)構圖（圖2）

4．1對于錐度的一些計算（參見圖9錐度控制原理圖）

錐度用于在張力補償，當收卷直徑加大到一定時候，每增加100米張力增加1%，滿足張力控制，輥徑一直在增加，其數(shù)學模型可以根據(jù)原始輥徑與纖維厚度計算，根據(jù)公式輥徑=D0+增加輥徑

增加輥徑=（收卷長度/PI）層數(shù)

其中：D0——-原始輥徑
PI=3.14
收卷長度=編碼器反饋值
張力=扭矩/輥子半徑

舉例說明：

如收卷長度2400米，錐度起始長度1000米，錐度設定50，額定扭矩=14.2N.M 扭矩設定值=50%
則：錐度控制長度 2400-1000=1400米

增加扭矩 1400/50=28
28＊1%=28%
實際扭矩=14.2＊78%=11.076
實際張力需要乘以減速比13 則實際為（11.076/0.38）＊13=37.8KG

后牽引在浮動輥未動作,定速運轉(zhuǎn)
若浮動輥啟動,變速運行,速度利用PID調(diào)節(jié)，達到速度控制。

根據(jù)兩邊位置控制同步電機做位置跟隨,保證收卷位置.

編碼器輸出A/B相信號,利用PLC的C251硬件高速脈沖輸入測定步長,占用HHSCO,1PULSE對應1MM,硬件高速口的RESET和START用內(nèi)部M1264,M1264 ,M1273/M1274控制.

D1225=1 為1倍頻模式

4．5 班產(chǎn)計算

根據(jù)設定的當前班次,計算班產(chǎn),如更換卷則需要重新計算班產(chǎn),同時記錄時間和日期.
甲乙丙班產(chǎn)合計為總產(chǎn).

根據(jù)時間,日期和年月可以查詢產(chǎn)量,需要占用5個文件寄存器,可以讀出和寫入.
此時候,程序采用變址寄存器E/F來尋址.非常便捷.
EH PLC文件寄存器共10000個.

4．6 其它設計

扭矩:用通訊方式寫入地址010CH,伺服扭矩參數(shù)1.讀取伺服的輸出狀態(tài)0409H,利用臺達PLC 的SON指令判斷ON 位,確定輸出狀態(tài).

張力計算前面已經(jīng)介紹,主要是增加的卷徑計算,最終資料為一離散數(shù)列.
扭矩需要做一定的補償,引入錐度算法,可以逼近實際扭矩.
該數(shù)學公式中輥徑,扭矩,張力均為變量.
張力=扭矩/輥徑
讀伺服輸出P4-07,監(jiān)控伺服輸出狀態(tài).
文本的畫面更換用PLC內(nèi)部的寄存器控制.

5　　程序設計

5.1　　流程圖
見圖12所示：

5．3 伺服參數(shù)設置:

P1-00————000
P1-01————03
P1-07————2
P1-12——-010CH給定
P1-36——-
P1-44——-1
P1-45——-1
P2-00————30
P3-00————04
P3-01——-1
P3-02——-1
P3-05——-2

6 結(jié)束語

該系統(tǒng)上臺達的EH高功能可編程控制器,變頻器,文本顯示器,中慣量伺服在玻璃纖維后處理生產(chǎn)線成功應用,控制大卷徑放料和收料,全套的機電產(chǎn)品高性能的表現(xiàn),方便用戶的維護和使用,系統(tǒng)穩(wěn)定得到用戶的好評,這是其它產(chǎn)品所無法比擬的. 提高了中國纖維布處理能力和中國電子印刷板設備水平的發(fā)展.