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做座印刷中多电机速度同步控制系统

发布时间:2021-10-10 01:46:11 阅读: 来源:三轮车棚厂家
做座印刷中多电机速度同步控制系统

印刷中多电机速度同步控制系统

在传统的传动系统中,要保证多个执行元件间速度的一定关系,其中包括保证其间的速度 同步或具有一定的速比,常采用机械传动刚性联接装置来实现。但有时若多个执行元件间 的机械传动装置较大,执行元件间的距离较远时,就只得考虑采用独立控制的非刚性联接 传动方法。下面以两个例子分别介绍利用PLC和变频器实现两个电机间速度同步和保持 速度间一定速比的控制方法。

薄膜吹塑及印刷机组的主要功能是,利用 挤出吹塑的方法进行塑料薄膜的加工,然后经过凹版印刷机实现对薄膜的印刷,印刷工艺 根据要求不同可以采用单面单色、单面多色、双面单色或双面多色等方法。在整个机组中 ,有多个电机的速度需要进行控制,如挤出主驱动电机、薄膜拉伸牵引电机、印刷电机以 及成品卷绕电机等。电机间的速度有一定的关系,如:挤出主电机的速度由生产量要求确 定,但该速度确定之后,根据薄膜厚度,相应的牵引速度也就确定,因此挤出速度和牵引 速度之间有一确定的关系;同时,多组印刷胶辘必须保证同步,印刷电机和牵引电机速度 也必须保持同步,否则,将影响薄膜的质量、印刷效果以及生产的连续性;卷绕电机的速 度受印刷速度的限制,作相应变化,以保证经过印刷的薄膜能以恒定的张力进行卷绕。

在上述机组的传动系统中,多组印刷胶辘的同步驱动可利用刚性的机械轴 联接,整个印刷胶辘的驱动由一台电机驱动,这样就保证了它们之间的同步。印刷电机的 速度必须保证与牵引电机的速度同步,否则,在此两道工艺之间薄膜会出现过紧或过松的 现象,影响印刷质量和生产的连续性。但是印刷生置与牵引装置相距甚远,无法采用机械 刚性联接的方法。为实现牵引与印刷间的同步控制,牵引电机和印刷电机各采用变频器时间过半进 行调速,再用PLC对两台变频器直接控制。

牵引电机和印刷电机采用 变频调速,其控制框图如图1所示。在这个闭环控制中,以牵引辘的速度为目标,由印刷 电机变频器调节印刷辘速度来跟踪牵引辘的速度。利用旋转编码器1和旋转编码器2分别 采集上述两个电机的脉冲信号(编码器位置参见图3),并送到PLC的高速计数口或接 在CPU的IR00000~IR00003。以这两个速度信号数据为输入量,进行比 例积分(PI)控制算法,运算结果作为输出信号送PLC的模拟量模块,以控制印刷电 机的变频器。这样,就可以保证印刷速度跟踪牵引速度的变化而发生变化,使两个速度保 持同步。

采用PI控制算法进行速度调节,程序设计框图见图2。图中 取自编码器采集的脉冲信号,转换成电机的速度数据,经上下限处理后,存储于某个DM 区中,以作为运算中的y值。计算后的p值,送到模拟量输出通道,经过上下限标定后, 换算成变频器能接受的电流或电压信号,以控制印刷电机的变频器。

为 确保薄膜在牵引和印刷两道工序间保持恒定的张力,在这两个装置之间增加一组浮动辘调 节装置。

上面的浮动辘调节装置,也用于减少因电源系统波动等因素引 起的外来干扰。但波动引起的速度差别,经过一段时间后,会使两个浮动辘位置升得太高 或降得太低。因此在设计PI控制算法时,考虑了这些干扰因素的影响,利用积分环节I 来调节累积误差,使得牵引辘和印刷辘能进行同步控制,并且同步精度较高,从而确保这 个控制系统的稳定性。

一、利用PLC和变频器实现稳定速比的控制

在聚丙烯(PP)纺丝设备中,经过预拉伸的纤维需要进行热拉伸。固然每种范畴实验机的品种也有所不同热拉 伸在两个经过加热的辘筒与预拉伸辘之间进行,各辘筒由电机分别驱动。原有的电机调速 是采用直流电机驱动,由电位器调节的。在生产中经常出现速度波动现象,速比不能稳定 ,加工过程易出现“缠辘”现象,成品纤维出现“毛丝”和“硬头丝”,影响化纤实行例行保养和定期保养制成品的 质量。在纺丝时,预拉伸辘的速度受PP原料、分子线形取向等工艺要求的变化,应能方 便地进行调节。确定了拉伸比后,热拉伸辘的速度要快速地进行眼踪和变化。采用可编程 控制器(PL”C)和变频器进行控制,能较好地稳定两个热拉伸辘与预拉伸辘之间的速比 。

预拉伸棍和两个热拉伸辘由3台电机分别驱动,热拉伸两辘速度相同 ,化纤无拉伸,起稳定纤维性能作用;热拉伸辑与预拉伸辗间具有一定的速比,某一个速 度发生变化时,另一个也需要根据速比同时进行相应的变化。由旋转编码器采集的脉冲信 号,送PLC的高速计数口或接CPU的IR00000~IR00003,转换成速度 数据后,作为比例积分(PI)控制算法的输入参数。运算结果作为输出参数,经PLC 的模拟量输出模块标定后,以电流或电压形成控制各电机的调速变频器。控制算法中,预 拉伸辘速度数据V1乘上某个速比u后(速比可调),作为目标值,使热拉伸辑的速度数 据V2跟踪(V1·u)的变化。

二、结束语

随着变 频器技术的成熟和使用范围的扩大,可利用可编程控制器(PLC)对其进行控制,从而 适应传动系统中对速度控制灵活性、准确性和可靠性等的不同要求。上述两个例子均是实 际生产中应用PLC和变频器进行速度控制的实例,均较好地达到预期

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