薄膜傳動同步和卷繞控制方案 對于本控制系統,由于傳動的變頻器采用了與S7-300的PLC的PROFIBUS-DP現場總線通信方式,因此變頻器的各種運行的參數以及變頻器的參數很方便的讀出和設定。 同步控制方案 1． 對于目前后面一臺2.2KW電機的牽引輥與前面進行高精度的同步,其方案就是采用丹佛斯變頻器加同步卡,從而實現主從控制。其控制的示意圖如下： 2 傳動系統描述 2．1 對于系統的后面牽引傳動的電機，都采用變頻電機（有強冷風扇）。 2．2 電機M1，M2所用的編碼器采用長線驅動的2048PPR編碼器。 2．3 對于系統傳動，采用丹佛斯變頻器主從同步，以電機M1主機，牽引電機M2作為從機跟隨主機的變化。電機M2的變頻器采用VLT5000系列變頻器，并且加裝同步控制卡，保證跟隨主機作相位角度速度同步或者線速度同步。 2．4 1#、2#輥由于直徑各不相同，但所運轉的其線速度是相同而對應的各電機速度不一樣，從而通過總線西門子PROFBUS-DP通信的方式將后面2。2.2KW的相對于全面全一級的主機速度來改變比例達到線速度同步，其比例系數可以精確到小于萬分之一，其比例系數由人機界面來設定，也可以通過變頻器的操作面板來設定。 2．5 通過總線DP方式，可以將其2.2KW牽引輥的線速度等有利于操作的參數都顯示到人機界面上。 2．6 采用這種主從同步傳動控制方式，實現同步和控制簡單，真正的實現同步啟動停止和同時按照比例的加減速控制。同步誤差精度可以控制在40QC。 卷繞控制方案 薄膜卷繞對于張力的控制精度要求比一般的材料卷繞要高，根據薄膜材料的特性要求對其卷繞的張力能夠隨其卷的直徑增大而不斷的變化，這樣就不能象一般的卷繞使用張力固定的給定，即需要有個張力錐度控制，否則就會損傷卷軸或者造成內部褶皺以及變形。因此薄膜卷繞的張力控制方式是比較復雜的，但是通過PLC以及高性能的變頻器還是能夠實現的。 2．方案的描述 ２．１ 對于卷繞電機采用丹佛斯VLT5000變頻器加裝其卷繞卡做卷繞驅動。其中變頻器工藝過程閉環控制。 ２．２ 其中活動浮輥連接一電阻尺，帶動直線運動的電阻尺輸出0-10VDC電壓信號作為變頻器的張力反饋信號。 2．3 系統的線速度信號通過檢測前一級牽引輥的速度，經過計算處理后直接送給其卷繞變頻器作為速度前饋。 2．4 張力的錐度計算由PLC完成后，來作為卷繞卡的調節的浮輥零點設定（100.00%）。 2．5 用一個光電電眼PRX來計數卷繞所卷的圈數，從而來計算出現時卷徑的大小。 2．5 控制的原理圖： 3．實現的功能說明 3．1 對于卷繞卡的說明：丹佛斯變頻器的卷繞卡一般的只適合平面卷繞張力恒定控制，不適合中心卷繞的張力控制，但在這里由于前饋速度和張力設定是經過PLC里面的數學處理后再由卷繞卡控制，看起來是恒張力控制其實實質是變張力控制。其常規的卷繞卡控制示意圖1 3．2 在PLC里設定卷繞的原始直徑D0、薄膜的厚度N、要卷繞的最大卷直徑DMAX，那么現時的卷徑通過PLC計數計算而來的D。當初始卷繞的時候根據產品的需要設定原始的張力T0 。。 3．3 計算卷繞的前饋速度： 通過PLC將前級的2.2KW的牽引輥速度通過PROFBUS-DP通信方式讀取速度頻率F1，經過PLC計算后得卷繞的前饋速度頻率F=（D1/D）*F1，再通過DP傳送到卷繞變頻器作為其前饋速度給定。 3．3 工藝閉環過程PID給定計算：變頻器采用工藝閉環過程PID的張力控制方法，PID的給定值應該設定為用戶需要的張力值。但是這里的張力不是一個常數，而是一個隨著卷繞的直徑變化而不斷變小的數值，即張力有一個錐度。如下圖2： 3．4 對于現時的實際理想的張力錐度的表達式T= T0*[1-K*（1- D0/D）]。其中T0為初始設定的張力大小、K為張力錐度系數、D0為初始直徑、D為實時卷繞直徑。也就是說張力是卷繞直徑的函數，通過PLC計算處理后以最大的張力（100%）的百分比形式給定，再由DP通信的方式寫給變頻器的參數P290（調節輥的零點設定）。這樣由變頻器控制后就保持那個浮動調節輥穩定在設定點上。 3．5 本卷繞的控制方案是有PLC和變頻器共同實現的，這個就要求PLC和變頻器處理的速度很快的，而對于S7-300的PLC的PROFBUS-2DP采用的是3M通信速率能夠滿足要求的。
