1 引言
每年世界玻璃纤维250万吨总产量中,电子材料玻璃纤维年产量已突破30万吨,该电子材料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。
2 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。
1.1 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.
1.2.玻璃纤维后处理系统工艺
玻璃纤维后处理系统工艺过程参见示意图,如图1所示。
2电气系统配置设计
2.1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.
2.2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。
2.3变频器
VFD022M43A——前牵引控制.
VFD022M43A——-后牵引控制.
· 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
2.4烘箱部分
VFD055M43A*4循环风机,VFD055M43A排气电机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.
2.5收卷控制
收卷伺服控制:伺服电机ASMT30M250AK
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.
2.6纠偏控制器+.同步电机 控制纠偏,跟随2个位移传感器做位置跟随,防治跑偏。
2.7编码器 测定纤维长度,1PLUSE/1MM
2.8电气系统结构图(图2)
3 文本画面规划:
4 工艺系统自动化原理设计
4.1对于锥度的一些计算(参见图9锥度控制原理图)
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:
如收卷长度2400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
4.2后牵引系统控制原理(参见图10控制原理图)
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。
4.3电子纠偏装置原理设计(参见图11控制原理)
根据两边位置控制同步电机做位置跟随,保证收卷位置.
4.4 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
4.5 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.
4.6 其它设计