全閉環(huán)脈沖同步高速總線片材機(jī)控制方案

一：工藝要求  

片材機(jī)用于將塑膠原料（如PE，PET，PVC或淀粉基可降解料）加熱，擠壓，塑化成型的一種工藝。成型后的片材用于正壓，負(fù)壓吸塑成型為制品。

對(duì)于片材壓延而言，由于后續(xù)制品的需求，片材成型后要求厚薄均勻一致，表面光潔度好，無(wú)條紋。因此，該機(jī)械有以下技術(shù)要求：

1：螺桿模頭的壓力在一種工藝條件下，必須保持一致；要求螺桿擠出馬達(dá)必須具有良好的速度精度和恒轉(zhuǎn)矩特性（低頻大扭矩）；

2：塑化后的材料進(jìn)行壓延、定輥、定型；要求三輥具有良好的同步特性和高精度的速度響應(yīng)特性；

3：對(duì)于高速機(jī)型（40M/MIN線速度）而言，由于系統(tǒng)收卷采用人工方式而不得不采用儲(chǔ)料架；系統(tǒng)在正常生產(chǎn)時(shí)，儲(chǔ)料架上下組輥處于同一水平位置，換卷時(shí)，儲(chǔ)料架自動(dòng)上升，換卷成功后，再啟動(dòng)換卷而使上組輥快速拉到水平位置。而使夾送和三輥保持同步速度；

4：收卷工序需要自動(dòng)的將成型后的材料收成一定直徑的料卷，供下道工序使用；

系統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)示意圖如下所示意

圖1：片材機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

二：基于匯川矢量變頻器和PROFIBUS-DP高速總線和的方案；

A:基于交流全閉環(huán)矢量脈沖同步的傳動(dòng)系統(tǒng)

1：螺桿閉環(huán)矢量控制技術(shù)

閉環(huán)矢量保證螺桿的低頻大扭矩，高精度速度穩(wěn)定性，保證模頭壓力一致，厚度均勻；

2：脈沖同步技術(shù)（三輥同步）

閉環(huán)矢量的脈沖同步技術(shù)，克服模擬信號(hào)的線性誤差，溫度漂移誤差，電壓波動(dòng)誤差，保證片材的成型質(zhì)量；

3：脈沖同步的PID補(bǔ)償同步（夾送）

儲(chǔ)料裝置的自動(dòng)控制由夾送馬達(dá)的PID參與調(diào)整，在換卷時(shí)由外力撐開儲(chǔ)料架儲(chǔ)料，換卷完成后自動(dòng)跟蹤前級(jí)速度，很快達(dá)到平衡位置，保證材料張力的一致性；
 
4：由MD330張力專用變頻器控制的收卷

采用普通馬達(dá)加裝編碼器的方式，通過調(diào)整一些參數(shù)就可以輕松的完成張力的自動(dòng)控制，完全省去PLC控制，即克服了力矩馬達(dá)容易發(fā)熱的缺點(diǎn)（大卷徑尤其明顯），又可以降低控制系統(tǒng)的成本和復(fù)雜的PLC運(yùn)算；

圖2：全閉環(huán)矢量，脈沖同步的傳動(dòng)系統(tǒng)圖

B：PROFIBUS-DP總線的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意

圖3：基于SIEMENS DP主系統(tǒng)的匯川變頻DP從系統(tǒng)簡(jiǎn)圖

系統(tǒng)采用了高速PROFIBUS-DP國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)總線。

1：PLC控制系統(tǒng)完成三輥的速度比例系數(shù)、收卷張力設(shè)置、顯示等；并負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)通過PROFIBUS-DP總線輸入到變頻器；

2：PLC完成整機(jī)的邏輯控制故障處理、數(shù)據(jù)記錄等；

3：變頻器完成所有的張力閉環(huán)控制、自動(dòng)平衡浮動(dòng)輥的位置、三輥同步線速度的嚴(yán)格控制；

4：PLC通過PROFIBUS-DP總線和變頻器可以交換所有的數(shù)據(jù)，即使變頻器參數(shù)被用戶調(diào)亂，仍然可以通過類似一鍵修復(fù)的方法來(lái)完成所有用戶參數(shù)設(shè)置，將維修成本降到最低；

5：所有PLC到變頻器的連線，已經(jīng)不再需要復(fù)雜的I/O配線，只需要一段適當(dāng)長(zhǎng)度的網(wǎng)絡(luò)電纜即可完成所有的工作；

6：由于采用了通用的PROFIBUS-DP總線技術(shù)，使分布在車間的所有機(jī)器互聯(lián)組成控制中心成為可能。為管理自動(dòng)化創(chuàng)造了條件；