伺服系統在橫切機電氣改造中的解決方案

0 引言

當今世界科技發展迅猛，新知識、新技術、新工藝、新產品層出不窮，傳統的電機拖動系統不斷的被更新和改造，下面介紹的是基于伺服系統在橫切機電氣改造中的應用。一些橫切機是上世紀70年代的產品，主要用來分切一些帶有碼克線的紙產品的設備。原設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，原設備還有一小功率的直流伺服電機，其主要任務是對切刀位置進行微調，以便使切紙精度更加精準。但由于原設備運行時間太長，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，使原設備的控制精度達不到產品的要求?；谶@一點，我們利用兩臺交流伺服電機取代原設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電機，以及通過PLC、人機界面實現機器齒輪的軟調整來滿足生產的需求。

1 系統控制要求

(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經過中斷處理以及相應計算后傳送給定位模塊，從而控制微調電機的運轉方向和轉數。



(2)伺服放大器。要求伺服放大器實時采集脈沖信號，同時再與其設定的參數配合，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，這樣可以減少微調電機的運行轉數提高生產精度。

(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，以便調整微調電機。

(5)切紙精度要求在0.5mm以內。

2 系統硬件配置

根據系統控制要求，采用伺服系統構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公司生產的13位精度的絕對值型編碼器。

(5)人機界面是專為PLC的應用而設計的工作站。它具備與各種品牌PLC連接監控能力以及采用文字、圖形同步顯示PLC內部接點狀態及資料的能力，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。它取代了傳統的鍵控制系統及終端顯示系統，既節省了PLC的I/O模塊、指示裝置，又能實時顯示所需信息。

3 硬件系統的設計

(1)牽引伺服系統采用速度控制方式，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。