機器簡述

　　分切機是一種將寬幅紙張或薄膜分切成多條窄幅材料的機械設(shè)備，常用于造紙機械和印刷包裝機械。分切機的簡單示意圖如圖所示。

　　圖 1 分切機示意圖

　　工藝描述

　　其工藝過程：首先將母卷置于分切機構(gòu)上;薄膜或紙卷穿過分切機的放卷輥、導(dǎo)向輥、展平輥及相關(guān)過渡輥;由驅(qū)動輥拖拉;切刀分切;最后通過跟蹤輥(分配輥)、壓緊輥，進行主動收卷。

　　薄膜或紙卷在張力控制、壓力控制、母卷擺動糾偏等綜合系統(tǒng)的作用下，自動完成分切全過程。

　　控制實現(xiàn)

　　使用四臺施耐德電氣高性能的 ATV71 變頻器分別控制分切機的放卷輥、驅(qū)動輥和上下收卷輥。Control inside 卡安裝在驅(qū)動輥變頻器上作為主控制器，通過 CANopen 總線控制收放輥變頻器，實現(xiàn)收放卷的恒張力調(diào)節(jié)。驅(qū)動變頻器控制分切機的運行速度，它工作在速度控制方式下，同時它采用 Modbus 總線和 XBTGT 觸摸屏連接，實現(xiàn)工藝參數(shù)的設(shè)置、保存以及過程監(jiān)控。放卷變頻器和上、下收卷變頻器采用直接轉(zhuǎn)矩控制方式，工作在張力開環(huán)模式。整個控制方案示意圖如圖2 所示。

　　Control inside 卡是施耐德電氣公司變頻器專用內(nèi)置可編程卡，通過 Codesys編程軟件，可以實現(xiàn)變頻器的特殊自編程應(yīng)用，該軟件可以用 6 種不同的語言編程，使用十分方便 。通過 Codesys 編程軟件，施耐德電氣公司開發(fā)有Control inside 卡專用的收放卷控制宏 ( 其功能如表 1 所示 )，能實現(xiàn)自動計算材料的卷徑，通過控制變頻器的輸出轉(zhuǎn)矩來獲得恒張力控制，同時還可以通過設(shè)置系統(tǒng)慣量補償、摩擦補償及材料慣量補償，以此補償由于系統(tǒng)慣量、摩擦阻力及材料慣量引起的起動或加速過程中張力不均勻的情況，獲得非常平穩(wěn)的張力控制效果。用戶只需要編制自己的控制邏輯便能方便快速地完成整個系統(tǒng)的實現(xiàn)。

　　表 1 Control inside 卡收放卷控制宏功能表

　　結(jié)束語

　　分切機的傳統(tǒng)控制方案是利用一臺大電機來驅(qū)動收放卷的軸 , 在收放卷軸上加有磁粉離合器 , 通過調(diào)節(jié)磁粉離合器的電流來控制其所產(chǎn)生的阻力 , 以控制材料表面的張力。但是近幾年隨著我國的造紙業(yè)及印刷包裝行業(yè)的飛速發(fā)展，客戶對機器的性能要求越來越高。原有的磁粉離合器方案不僅大大限制了設(shè)備的運行速度，而且由于磁粉本身使用壽命的原因，造成了較高的故障率。 目前國際上的先進機型均采用變頻器帶張力調(diào)節(jié)的收放卷方式，車速從原來的 200m/min 提高到 500m/min，極大地提高了效率。國內(nèi)機器制造廠商都已經(jīng)意識到了這項新技術(shù)所帶來的優(yōu)勢，都有意利用這種方案來提高機器的性能。為此施耐德電氣公司開發(fā)了分切機的收放卷控制方案，車速可達到 350m/min。