TK6100iV5及西門子plc用于無紡布設備

本文介紹了西門子PLC在無紡布分切機上的應用。無紡布分切機是在生產過程中根據不同需要而對寬幅材料進行切邊、分切等的一種設備。其中無紡布分切機主要用于將寬幅卷材分切成各種適合生產需要的窄幅卷材，分條工藝包括放卷料和收卷料兩個過程。放卷料和收卷料的張力控制是分條機的關鍵環節。本機是在原有電控系統的基礎上增加了自動對邊器控制，達到了理想的效果、提高了機器工作性能，使機器在高速運轉中更趨穩定，收卷平整，操作簡單方便，安全可靠，耐用性強。

1 引言

無紡布分切機主要用于無紡布等寬幅卷材的切邊或分切，將紙管內徑為75㎜,無紡布外徑為600㎜，長度為1600㎜以內的卷筒基材無紡布，分切成實際需要尺寸的若干卷，最窄可分切到18㎜的包邊條。

2 工作原理

本系統由216-2BD23-0XB8西門子PLC、磁粉制動裝置、張力傳感器、糾偏裝置、角位移傳感器、牽引主軸（由伺服電機驅動）、兩個信捷伺服分別驅動A軸B軸收卷和氣缸等幾部分組成。牽引主軸和磁粉制動裝置將無紡布采用恒張力傳送，糾偏裝置負責無紡布運行過程中的糾偏，A軸和B軸伺服則根據收卷直徑變大而減小，扭矩增大。主軸采用位置模式控制，AB軸采用模擬量轉矩模式下的速度限制，通過不斷調整速度和轉矩達到同步收卷，并控制收卷的力度。整個系統測量精確、穩定、運行可靠，采用信捷PLC智能化設計，功能強大，具有自動穩零、數字顯示、超限報警、變送輸出、電流調節輸出或時間比例輸出等功能。如下圖：

圖1 系統結構圖

3 系統組成

（一）機架部份

采用厚鋼板焊接而成。

（二）收卷部份

有兩個收卷A軸和B軸，都采用5KW的信捷伺服電機驅動和3英寸的氣脹軸，A軸B軸的速度可以單獨進行微調。

（三）放卷部份

放卷采用3英寸氣脹放卷軸與張力傳感器和磁粉離合器來控制張力。

（四）切刀部份

切刀可使用工業手術刀片或平刀式（美工刀片），刀距可調節到18mm-1600mm之間。

（五）主機部份

主軸采用5 KW信捷伺服電機。

（六）導輥部份

整機采用鍍鉻鋼管，每條經過動平衡處理。

（七）電氣部份

由信捷PLC系統(224 CPU、16DI/16DO、8AI和2AO)、威綸觸摸屏TK6100iV5系統、低壓電器、傳感器、執行器等組成。其中西門子PLC系統配置見表1.

表1：億維 PLC系統配置

西門子CPU226CN較市場的同類產品，具有以下優異特性：增加了額外的PPI通訊口，省去了客戶同時使用TK6100iv5觸摸屏和編程電纜通訊口不夠，只能不斷插拔端口的煩惱；無需電池，可提供長達10年以上的掉電數據保持；更快指令執行速度，單條布爾運算指令是西門子同類產品的3倍；兼容西門子S7200指令集；可直接替換西門子224控制器模塊。西門子CPU224CN產品外觀見圖2。

4 控制工藝

a. 本系統分為手動和自動兩部分。穿無紡布時把系統切換至手動狀態，主軸、A軸和B軸都可以點動。無紡布穿好后，一切工作準備就緒，點擊按鈕自動運行。車速范圍0--150m/min。

b. 計長和定長功能。計長，在一跟導布棍上安裝有碼盤，采用高速計數器實現計長功能，實時長度在觸摸屏上顯示。定長，在觸摸屏TK6100iV5上設置需分切的無紡布長度，當長度達到所設定的長度時，聲光報警提醒操作人員。

c. 張力控制。實際張力和設定張力觸摸屏MT8101iE顯示。張力控制由張力傳感器和磁粉離合器組成。張力傳感器檢測出當前的張力，與設定的張力進行比較，通過偏差來控制磁粉離合器的吸合程度來控制放卷裝置，從而實現恒張力控制。控制張力精度：+/- 5N。

d. 卷徑控制。采用角位移傳感器實現卷徑控制功能，卷徑范圍100mm--1200mm。

e. 同步控制。主軸和A軸B軸的同步是本系統的核心，影響無紡布成品的質量。A軸和B軸由氣缸控制上下擺動，也可以停在中間任意位置。主軸的車速根據現場工藝設定，開始A軸和B軸放下來靠近主軸，此時的卷徑是最小的，轉速是最快的。隨著卷徑的慢慢增大，A、B軸扭矩慢慢變大，速度越來越慢。對主軸進行加減速時，A軸和B軸的速度也會相應的增加或減少來保持與主軸同步。

f. 主要技術參數：

1)  電源電壓：220V/380V，50/60Hz

2)  有效分切寬幅：18㎜-1600㎜

3)  生產速度：0--150m/min

4)  主軸功率5KW；A軸功率5KW；B軸功率5KW。

5 系統效果

其效果主要表現為：收卷切邊齊整，卷得結實。如圖6、7：

圖6 收卷實物圖

6 結束語

億維PLC應用于無紡布分切機系統中，表現出了與西門子PLC的高度兼容性，和性能穩定的優異特性。西門子PLC可完全替代西門子產品，在保證產品的穩定性的同時降低了制造商的生產成本。