伺服系統(tǒng)在橫切機電氣改造中的解決方案

0 引言

當今世界科技發(fā)展迅猛，新知識、新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品層出不窮，傳統(tǒng)的電機拖動系統(tǒng)不斷的被更新和改造，下面介紹的是基于伺服系統(tǒng)在橫切機電氣改造中的應(yīng)用。一些橫切機是上世紀70年代的產(chǎn)品，主要用來分切一些帶有碼克線的紙產(chǎn)品的設(shè)備。原設(shè)備由一臺主直流伺服電機帶動一個機械齒輪傳動裝置，機械裝置的一部分去牽引紙卷，使之按照切紙需求把指定的紙長送往切刀。另一部分去帶動切刀輥進行分切，同時，原設(shè)備還有一小功率的直流伺服電機，其主要任務(wù)是對切刀位置進行微調(diào)，以便使切紙精度更加精準。但由于原設(shè)備運行時間太長，機械齒輪部分有著不同程度的嚴重磨損，以及原電子元件的老化，使原設(shè)備的控制精度達不到產(chǎn)品的要求?；谶@一點，我們利用兩臺交流伺服電機取代原設(shè)備的主直流伺服電機及機械齒輪傳動裝置，用定位模塊和另一臺伺服電機替換原車的微調(diào)電機，以及通過PLC、人機界面實現(xiàn)機器齒輪的軟調(diào)整來滿足生產(chǎn)的需求。

1 系統(tǒng)控制要求

(1)傳感器采集部分。要求傳感器在機車運行時，把采集到紙張上的碼克信號傳送給PLC，PLC經(jīng)過中斷處理以及相應(yīng)計算后傳送給定位模塊，從而控制微調(diào)電機的運轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)數(shù)。



(2)伺服放大器。要求伺服放大器實時采集脈沖信號，同時再與其設(shè)定的參數(shù)配合，以完成控制電機的目的。

(3)終端人機對話操作控制。由于生產(chǎn)的紙張種類很多，不同的紙張碼克線之間的距離相差很大，因此，每生產(chǎn)一種紙張時需要輸入該紙張的兩碼克之間的真實長度，這樣可以減少微調(diào)電機的運行轉(zhuǎn)數(shù)提高生產(chǎn)精度。

(4)編碼器采集部分。采用l3位的絕對值型編碼器，用來實時的反映切刀位置，以便調(diào)整微調(diào)電機。

(5)切紙精度要求在0.5mm以內(nèi)。

2 系統(tǒng)硬件配置

根據(jù)系統(tǒng)控制要求，采用伺服系統(tǒng)構(gòu)成電氣控制的硬件配置。如圖1所示。

(1)PLC采用三菱FX2N系列FX2N一64RM，定位模塊采用三菱FX2N一10GM。

(2)伺服放大器采用三菱MR—J2S—A系列，伺服電機采用三菱HC—KFS系列7kw、5kW、1.5kW各一臺。

(3)碼克傳感器采用德國克CS1型顏色傳感器，具有檢測精確的特性。

(4)編碼器采用德國P F公司生產(chǎn)的13位精度的絕對值型編碼器。

(5)人機界面是專為PLC的應(yīng)用而設(shè)計的工作站。它具備與各種品牌PLC連接監(jiān)控能力以及采用文字、圖形同步顯示PLC內(nèi)部接點狀態(tài)及資料的能力，是一種互動的工作站。配備有液晶觸摸屏、通信接口、智慧型操作面板、打印接口等等。它取代了傳統(tǒng)的鍵控制系統(tǒng)及終端顯示系統(tǒng)，既節(jié)省了PLC的I/O模塊、指示裝置，又能實時顯示所需信息。

3 硬件系統(tǒng)的設(shè)計

(1)牽引伺服系統(tǒng)采用速度控制方式，其速度的給定方式是由2KQ、5W 的電位計給定，原理接線方式如圖2所示。