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台达机电产品玻璃纤维后处理工序应用

中达电通股份有限公司
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赵宝社 中达电通西安分公司

摘要:阐述玻璃纤维后处理原理,台达PLC,人机控制,工艺设计要求和程序概要。

关键词:PLC,高速脉冲,长度检测,锥度控制,张力控制.

前言:目前全世界玻璃纤维年总产量已达到250万吨,其中电子级玻璃纤维年产量已突破30万吨,该电子级玻璃纤维布代表了当今玻璃纤维精密织造的最高水平, 电子级玻璃纤维中国俗称”E布”, 一般经织造成、脱蜡、表面涂偶联剂等工序制造。
电子布有26个规格,目前我国生产的电子布主要有EWPC173(7628)、EWPC180(7629)、EWPC94(2116)、EWPC53(1080)四种。其中,EWPC173(7628)常用于制作量大面广的单面和双面覆铜板,EWPC53(1080)和EWPC94(2116)主要用于制作薄型覆铜板。
电子布的中国国家标准为:GB/T18373-2001,美国国家标准为:ANSI/IPC-EC-140。 目前国际上印制板的需求量每年以20%以上的速度增长。

一. 玻璃纤维后处理设备构成
玻璃纤维后处理设备分开卷机构,浸涂机构(浸涂表面涂偶联剂),烘烤机构,前牵引,后牵引,收卷部份。

二.玻璃纤维后处理系统要求:
开卷部分恒张力控制,速度可以调节
收卷部分变张力控制,张力变化,达到收紧纤维,收卷整齐,间隙均匀。
后牵引部分,要求收紧后和前牵引同步,
可以测定纤维长度误差+-1MM,纠偏要求误差+-1MM.

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系统结构图:

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三.电气系统:
1.人机选用台达的文本显示器台达TP04
STN LCD 128*64
256K内存
2个通讯口COM1(RS232) COM2(RS485)
薄膜式按键
DC24V(-10%-20%)
内建万年历功能
三种语言切换
多种图形,按钮,组件功能.
2. 控制器PLC DVP32EH00R2
该机种为台达高功能主机,16入/16出. 具有以下特点
2个通讯口,可以扩充到3个
内建高速输入/输出
200KHz高速计数器、200KHz脉波输出
丰富的指令,功能强大,超稳定的电气特性。
3. 变频器
VFD022M43A--前牵引控制.
VFD022M43A---后牵引控制.
烘箱部分:VFD055M43A*4循环风机,VFD055M43A排气电机
迷你型微型化结构设计、体积小,易操作
高度运行稳定性,性能完善,功能齐全
载波频率高达18KHz,实现静音运转; 0.1-400Hz
7段速控制及简易PLC自动程序运转
高速通讯接口,达率高达38400bps
自动加减速最佳化控制功能
智能化风冷技术应用
4.收卷控制
伺服控制:伺服电机ASMT30M250AK,控制收卷部分.
伺服驱动器ASDA-A3021MA.
· 五机一体
· 内涵运动控制器
· 性能优异
· 指令平滑功能
· 软件功能
· 通讯功能通讯接口 RS232/RS485
· 3种工作模式
· 10种控制模式自由切换
· 自动增益调整
· 高响应,高均一性适应应.
5.同步电机,纠偏控制器.控制纠偏,跟随2个位移传感器做位置跟随,防治跑偏.
磁粉制动器
6. 编码器。测定纤维长度,1PLUSE/1MM
7.烘烤箱
将浸涂后的纤维布进入4个烘烤箱中烘烤,4个烘箱的温度由温控器控制,温控器选用台达的DTA4896,总共4个单独控制温度;总共4台VDF055M43A变频器拖动循环风机,1台3.7KW排废风机,选用VFD037M43A.
8.电气系统构成:

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五.数学计算:
1.对于锥度的一些计算:
锥度用于在张力补偿,当收卷直径加大到一定时候,每增加100米张力增加1%,满足张力控制,辊径一直在增加,其数学模型可以根据原始辊径与纤维厚度计算,根据公式辊径=D0+增加辊径
增加辊径=(收卷长度/PI)层数
其中:D0---原始辊径
PI=3.14
收卷长度=编码器反馈值
张力=扭矩/辊子半径
举例说明:
缡站沓ざ?400米,锥度起始长度1000米,锥度设定50,额定扭矩=14.2N.M 扭矩设定值=50%
则:锥度控制长度 2400-1000=1400米
增加扭矩 1400/50=28
28*1%=28%
实际扭矩=14.2*78%=11.076
实际张力需要乘以减速比13 则实际为(11.076/0.38)*13=37.8KG

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2.后牵引系统控制原理:
后牵引在浮动辊未动作,定速运转
若浮动辊启动,变速运行,速度利用PID调节,达到速度控制,

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4.PLC: DVP-32EH00R2
纤维长度测量:
编码器输出A/B相信号,利用PLC的C251硬件高速脉冲输入测定步长,占用HHSCO,1PULSE对应1MM,硬件高速口的RESET和START用内部M1264,M1264 ,M1273/M1274控制.
D1225=1 为1倍频模式
5.班产计算:
根据设定的当前班次,计算班产,如更换卷则需要重新计算班产,同时记录时间和日期.
甲乙丙班产合计为总产.
根据时间,日期和年月可以查询产量,需要占用5个文件寄存器,可以读出和写入.
此时候,程序采用变址寄存器E/F来寻址.非常便捷.
EH PLC文件寄存器共10000个.

6.其它
扭矩:用通讯方式写入地址010CH,伺服扭矩参数1.读取伺服的输出状态0409H,利用台达PLC 的SON指令判断ON 位,确定输出状态.
张力计算前面已经介绍,主要是增加的卷径计算,最终资料为一离散数列.
扭矩需要做一定的补偿,引入锥度算法,可以逼近实际扭矩.
该数学公式中辊径,扭矩,张力均为变量.
张力=扭矩/辊径
读伺服输出P4-07,监控伺服输出状态.
7.文本的画面更换用PLC内部的寄存器控制.

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3.伺服参数设置:
P1-00----000
P1-01----03
P1-07----2
P1-12---010CH给定
P1-36---
P1-44---1
P1-45---1
P2-00----30
P3-00----04
P3-01---1
P3-02---1
P3-05---2

结束语:
该系统上台达的EH高功能可编程控制器,变频器,文本显示器,中惯量伺服在玻璃纤维后处理生产线成功应用,控制大卷径放料和收料,全套的机电产品高性能的表现,方便用户的维护和使用,系统稳定得到用户的好评,这是其它产品所无法比拟的. 提高了中国纤维布处理能力和中国电子印刷板设备水平的发展.


 
 
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