全閉環脈沖同步高速總線片材機控制方案

一：工藝要求

片材機用于將塑膠原料（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，負壓吸塑成型為制品。

對于片材壓延而言，由于后續制品的需求，片材成型后要求厚薄均勻一致，表面光潔度好，無條紋。因此，該機械有以下技術要求：

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

2：塑化后的材料進行壓延、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特性；

3：對于高速機型（40M/MIN線速度）而言，由于系統收卷采用人工方式而不得不采用儲料架；系統在正常生產時，儲料架上下組輥處于同一水平位置，換卷時，儲料架自動上升，換卷成功后，再啟動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；

系統的機械傳動示意圖如下所示意

圖1：片材機的機械傳動系統簡圖

二：基于匯川矢量變頻器和PROFIBUS-DP高速總線和的方案；

A:基于交流全閉環矢量脈沖同步的傳動系統

1：螺桿閉環矢量控制技術

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

2：脈沖同步技術（三輥同步）

閉環矢量的脈沖同步技術，克服模擬信號的線性誤差，溫度漂移誤差，電壓波動誤差，保證片材的成型質量；

3：脈沖同步的PID補償同步（夾送）

儲料裝置的自動控制由夾送馬達的PID參與調整，在換卷時由外力撐開儲料架儲料，換卷完成后自動跟蹤前級速度，很快達到平衡位置，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

采用普通馬達加裝編碼器的方式，通過調整一些參數就可以輕松的完成張力的自動控制，完全省去PLC控制，即克服了力矩馬達容易發熱的缺點（大卷徑尤其明顯），又可以降低控制系統的成本和復雜的PLC運算；

圖2：全閉環矢量，脈沖同步的傳動系統圖

B：PROFIBUS-DP總線的網絡結構示意

圖3：基于SIEMENS DP主系統的匯川變頻DP從系統簡圖

系統采用了高速PROFIBUS-DP國際標準總線。

1：PLC控制系統完成三輥的速度比例系數、收卷張力設置、顯示等；并負責將數據通過PROFIBUS-DP總線輸入到變頻器；

2：PLC完成整機的邏輯控制故障處理、數據記錄等；

3：變頻器完成所有的張力閉環控制、自動平衡浮動輥的位置、三輥同步線速度的嚴格控制；

4：PLC通過PROFIBUS-DP總線和變頻器可以交換所有的數據，即使變頻器參數被用戶調亂，仍然可以通過類似一鍵修復的方法來完成所有用戶參數設置，將維修成本降到最低；

5：所有PLC到變頻器的連線，已經不再需要復雜的I/O配線，只需要一段適當長度的網絡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，使分布在車間的所有機器互聯組成控制中心成為可能。為管理自動化創造了條件；