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紙芯連續全自動蜂窩紙板生產線的電氣控制系統設計

2007-04-02 00:00 來源：安陽工學院電氣工程系責編：中華印刷包裝網

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2．4 裁板

　　裁板是生產線的最后一道工序。在此工序中，要求按照產品尺寸進行切割、輸出并且要求統計產量。裁板系統的基本配置為：旋轉編碼器、高速計數模塊、氣動執行機構和輸出控制單元等。裁板系統的工作原理如下：當測量長度和觸摸屏上設定的產品尺寸相等時，裁切驅動氣缸動作，進行裁板，同時驅動控制單元動作，將產品移去，并統計產量一次。

2．5 人機界面

　　系統選用了松下SV52型觸摸屏作為人機界面，安裝于總控臺上，操作人員可通過觸摸屏監控整條線的工作狀態。在人機界面中，設計了多幅畫面，包括整體圖形、故障顯示、各點速度顯示、產量統計顯示以及
各種參數設定等監控畫面。

3 系統軟件

控制軟件主要由初始化模塊、模擬量采集模塊、濾波模塊、PID運算模塊及開關量控制輸入、輸出模塊等組成。

3．1 初始化模塊

　　在初始化中，程序主要對有關變量賦初值，如設置定時器的時間常數，PID參數等。

3．2 速度測量與調節模塊

　　系統共有8個旋轉編碼器，分別接在高速計數模塊的8個輸入通道上，由PLC計算出前段電機轉子轉速V1/r· min-1和當前電機轉子轉速V2/r· min-1。按下式計算出各自傳動輥的線速度V線=kvπD／m ·min-1，式中k為電機轉子轉速的傳動比，D為傳動輥的直徑／m。前段傳動輥的線速度作為當前段傳動輥的線速度設定值(SP)，當前段傳動輥的線速度作為測量值(PV)，進而由FPIOS提供的PID指令進行運算，經D／A模塊輸出4～20 mA電流信號，送給變頻器的輸入端進行調節。

3．3 模擬量的采集、濾波及張力調節模塊本系統有6路張力變送器輸入的模擬量測量反饋信號，均為4～20 mA，由2塊4路模數轉換模塊進行A／D轉換。

采樣中采取了數字濾波的方法，去掉一個最大值和一個最小值，然后求平均值作為濾波結果(PV)。為改善系統的動態和穩態性能，控制調節采用了不靈敏區的PID算法[6]。該算法對標準PID控制輸出作了如下的限制值，SV為設定值，e為設定值(SV)與測量值(PV)得差值，D 為不靈敏區的帶寬。當D 為零時，即為標準的PID算法；當D不為零時，若lel>D，則執行PID算法，若le l≤D，則控制輸出值U0為設定值SV。本控制系統中，D的大小由穩定生產時6路饋人紙的張力的最大偏差所決定。

4 結束語

紙芯連續全自動蜂窩紙板生產線的電氣控制系統較為龐大，開關量I／0有300多點，但只有解決好多層紙饋人過程中張力的變化以及生產線各分段設備速度鏈同步的問題，才能實現紙芯連續的全自動生產[6]。上述電氣控制系統方案已成功地用于紙芯連續的全自動蜂窩紙板生產線，達到了設計要求。