肇庆西门子模块代理商

系统方案及策略

2.1 系统方案

      针对上述问题，我们提出这样一种解决方法：将剥离机直接添加在复合机后面，使从烘箱里出来的次成品经过剥离机，在此阶段剥离，从而使塑料膜平整地卷取在剥离座上，便于下次使用；纸料和铝箔的贴合物直接卷取在卷取座；并且使剥离机的控制系统与复合机的控制系统相集成，使其成为一个整体，从而节约成本、提高产品的生产效率。改进后的复合机工作结构图如图1所示。

2.2 控制策略

      复合机的放、收卷是一个典型的大时变非线性系统，中间经过的生产环节较多，各机组间的张力又相互耦合，若不对生产线的张力进行严格控制，会导致走料的不稳、跳动甚至断料，贴合时的皱褶、拉伸变形，印刷时的不准或重影，卷取时的不平整，影响后续使用等现象的发生从而直接影响到烟箔产品的质量。如何使生产线实现恒张力控制一直是设计人员所关注的重要课题。 

      从烘箱出来的次成品经过剥离机后，要将塑料薄膜均匀地卷取在剥离座的剥离辊上，而纸和铝箔要均匀地卷取在成品卷取座上，这就要求塑料膜和成品二者的速度保持一致，并且两者的张力要求恒定。我们需要采用精度较高的变频器和编码器构成一个闭环控制，从而保证卷膜速度与成品卷取速度一致；还需要采用一个精度较高、抗干扰较强的张力传感器构成一个闭环控制，从而保证剥离辊卷膜张力恒定，工作原理如图2所示。

图2 剥离座工作原理图

2.3 张力模型分析

图3卷膜辊卷绕系统简图

卷膜辊卷绕系统简图如图3所示，设塑料膜张力为f，卷膜辊直径为d0，前一单元m1m2运行中塑料膜线速度为v1，后一单元n1n2运行的线速度变为v2。如果v2>v1，则塑料膜被拉伸，张力f变大；如果v2<v1，则塑料膜将收缩，张力f变小，塑料膜变得松弛。速度v1和v2与张力有密切关系，根据胡克定律，塑料膜张力f为：

式中：ε为塑料膜的弹性模量；σ为塑料膜的截面积；l为传动点之间的距离；t1为工作起始时间，t2为工作当前时间[2]。

由上式可见，塑料膜在作为张力调节对象时，是一个积分环节。控制张力实际就是在控制线速度差v2-v1，从某种意义上来说，张力控制系统实际上就是一种线速度跟踪系统。在启动过程中，假定v1恒定，应该总是控制在v2>v1，以使塑料膜内产生一定的张力，当张力达到合适值时，应该及时调节异步电机使v2稳定，这样，塑料膜就在此张力下稳定运行了[3]。

为了使塑料膜卷取的均匀平整，我们要求塑料膜的卷取线速度和系统的工作速度保持一致，设系统的工作速度为v，变频器接收的控制电压的一部分u1可由以下公式得到：

u1=kv×v

其中，kv为比例系数。

在收卷过程中假定v2恒定，则线速度v2=π×d2×n2，v2将随卷径d2的增大成正比例增大，张力f也成正比例增大，这样很容易引起卷绕过程中塑料膜的过度拉伸而导致变形甚至断裂

选择适当型号的plc机是设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC生产厂家生产的PLC品种已达数百个，其性能各有特点，价格也不尽相同。在设计时，要根据机型统一的原则来考虑，尽可能考虑采用与本企业正在使用的同系列的PLC机，以便于学习、掌握、维护的方便性，备品配件的通用性，且可减少编程的投资。在此基础上还要充分考虑下面因素，以便选择佳型号的PLC机：
1、 I／Ｏ设备的数量和性质
在选择PLC时，应对系统要求的输入、输出有详细的了解，即输入量有多少，输出量有多少，哪些是开关(或数字)量，哪些是模拟量，对于数字型输出量还应了解负载的性质，以选择合适的输出形式(继电器型、晶体管型、双向可控硅型)。在确定了PLC机的控制规模后，还要考虑一定的余量，以适应工艺流程的变动及系统功能的扩充，一般可按10～15％的余量来考虑。还要考虑PLC的结构，从Ｉ／Ｏ点数的搭配上加以分析，决定选择整体式还是模块式的PLC。
在确定了PLC的输入量和输出量的点数及性质后，就可以确定各种Ｉ／Ｏ模板的型号和数量。开关量Ｉ／Ｏ模板的规格标准有4、8、16、32、64点，点数多的模板，每点平均价格相对较低。对开关量Ｉ／Ｏ模板的外部接线方式可分为隔离式和汇点式，隔离式的每点平均价格较高。如果信号之间不需要隔离，应选用汇点式的Ｉ／Ｏ模板。在整体式PLC机中，各个Ｉ／Ｏ端子也有隔离式和汇点式之分，以满足不同电压等级的输入／输出器件的需要。
2、PLC的功能
要根据该系统的控制过程和控制规律，确定PLC机应具有的功能。各个系列不同规格的PLC机所具有的功能并不完全相同。如有些小型PLC只有开关量的逻辑控制功能，而不具备数据处理和模拟量处理功能。当某个系统还要求进行位置控制、温度控制、PID控制等闭环控制时，应考虑采用模板式PLC，并选择相应的特殊功能的Ｉ／Ｏ模块，否则这些算法都用PLC的梯形图设计，一方面编程困难，另一方面也占用了大量的程序空间。
还应考虑PLC的运算速度，特别是当使用模拟量控制和高速计数器等功能时，应弄清PLC机的高工作频率是否满足要求。
3、用户程序存储器的容量
合理确定PLC的用户程序存储器的容量，是PLC应用设计及选型中不可缺少的环节。一般说来，用户程序存储器的内存容量与内存利用率、开关量Ｉ／Ｏ总数、模拟量Ｉ／Ｏ点数及设计者的编程水平有关。
简单的估算公式：
内存字数＝(开关量Ｉ／Ｏ总点数＋模拟量Ｉ／Ｏ点数 X 16) X 10
式中：每个模拟量通道(或Ｉ／Ｏ点)相当16个开关量Ｉ／Ｏ点。在此基础上，可考虑留有20～25％的裕量。对于工艺比较复杂的系统，应适当增加存储器的容量，否则，当控制较复杂、数据处理量大时，可能出现存储器容量不够的问题。
遵循这些设计要求和准则，充分考虑现场环境与工艺流程，运用所学的PLC知识，做好现场施工调试、安装等等。做到了这些，相信你一定能完成一个的PLC项目。