威科達VEC-VB伺服在卷筒紙裁切機的應(yīng)用
摘要：介紹了一種運動控制器與伺服驅(qū)動器結(jié)合為一體，內(nèi)含高性能32位微處理器及125us動態(tài)高速計算回路，可追認印刷光標(biāo)點自動修正裁切長度，可于標(biāo)準(zhǔn)的ModuleBus人機直接相連，可附加ProfiBus通訊,通訊速度可達38400Bit。
關(guān)鍵詞：觸摸屏；編碼器；比例聯(lián)動； PLC
1．引言
隨著裁紙行業(yè)的不斷發(fā)展，裁切定位精度成了成品的關(guān)鍵保證，由于國內(nèi)大部分的生產(chǎn)廠家都是采用變頻器上加同步控制卡在定位精度不能準(zhǔn)確的把握，我公司聚集了一批在工控事業(yè)奮斗的業(yè)內(nèi)精英，同時注入國外先進的技術(shù)，輔以威科人的勤奮與智慧，開發(fā)了一種在裁紙行業(yè)的伺服驅(qū)動控制器，得到業(yè)內(nèi)人士肯定同時也在實際生產(chǎn)廣泛的應(yīng)用。
2． 設(shè)備結(jié)構(gòu)
設(shè)備的結(jié)構(gòu)：首先介紹整個設(shè)備生產(chǎn)過程，如圖所示D1是張力控制系統(tǒng)，它是個磁粉離合器，卷筒紙由它來夾緊，當(dāng)拉力不均勻的情況下它能夠自動調(diào)節(jié)卷筒紙松緊程度，使紙張在工作過程不會被拉斷或拉斜。圖M2是個送紙電機它是個異步電機帶編碼器由變頻器來控制，用變頻器來調(diào)速。M1是切紙電機也是個異步電機帶編碼器由VEC-VB伺服控制器來控制。M3和M4是個變頻電機由兩個小變頻器控制用來調(diào)整切完的紙張送到料斗速度快慢，這兩個小電機拖著皮帶運動，切好的紙張就自動放在皮帶上，然后傳到存放斗。
3．控制原理
用VEC-B驅(qū)動器內(nèi)含PCMD定位功能,可以追隨前一臺馬達的編碼輸出,并依照既定的比例G=(F133/F134)（即內(nèi)部電子齒輪比）執(zhí)行數(shù)字式精準(zhǔn)的比例連動控制。
如圖所示： M1電機由VEC-VB伺服控制器來控制，M2電機由變頻器來控制，把M2電機PG2編碼器線接到VEC-VB的控制卡上，M1電機PG1編碼器也接到接到接到VEC-VB的控制卡上，當(dāng)M1電機運轉(zhuǎn)時PG1編碼器就有脈沖輸出。這脈沖就輸入到VEC-VB控制，由于VEC-VB內(nèi)置追蹤控制卡并采用位置追蹤控制模式，接受PG1輸入的脈沖并依VEC內(nèi)部比例聯(lián)動功能通過參數(shù)F133和F134的比例執(zhí)行數(shù)字式比例連動，來決定M1切紙電機輸出速度。（例： M2的電機是決定送紙的速度，送紙速度越平穩(wěn)M2編碼器脈沖輸出就越穩(wěn)定，當(dāng)VEC-VB接受到M2編碼器脈沖輸入越穩(wěn)定則M1電機輸出速度就越穩(wěn)定栽切出來的紙張的平整度越好，M1電機帶動卷筒刀轉(zhuǎn)一圍就對紙張栽切一次，通過改變VBC-VB內(nèi)部的電子齒輪比就可以改變所要栽切紙張大?。?/FONT>
4．接線圖：
5．人機畫通訊相關(guān)設(shè)定
VEC-VB支持ModuleBus（RTU）通信格式相關(guān)參數(shù)如下：
|
參數(shù)名稱 |
參數(shù)號碼 |
設(shè)定值 |
說明 | |
|
通信協(xié)議 |
F．120 |
1 |
選擇ModBus(RTU)協(xié)議 | |
|
通信速率 |
F．122 |
0/1/2 |
可依實際需要選擇：
0=4800bps
1=9600bps
2=19200bps | |
|
截止位數(shù) |
F．122 |
0/1 |
可依實際需要選擇：
0=1 Stop Bit
1=2 Stop Bits | |
|
通信地址 |
F1.23 |
1~8 |
站號 | |
|
Parit |
F.125 |
2 |
可依實際需要選擇：
0=Even |
1=Odd
2=No Parity
|
支持相關(guān)參數(shù)的直接更改，例如比例連動值可以直接通過觸摸來更改來改變所要切紙張的大小，還可以監(jiān)視電流值，電壓，電機的轉(zhuǎn)數(shù)等。
6． 實際生產(chǎn)應(yīng)用
采用異步電機和VEC—VB伺服（本身帶有馬達自學(xué)習(xí)能力）來驅(qū)動卷筒紙裁切紙電機，即用額定功率為15KW，電流值為30.7A,額定轉(zhuǎn)數(shù)為1460轉(zhuǎn)，電機編碼器2500線的切紙電機與額定功率為15KW,電流值為32A的VB伺服相匹配。夾紙采用的是張力控制系統(tǒng)使送紙的速度達到恒定，這樣可以確保切紙的長度精確度。送紙電機是采用變頻器來控制電機的特性跟切紙電機一樣，其中電機編碼器也是2500線。控制的原理是把送紙的驅(qū)動電機編碼器當(dāng)主編碼器輸入，切紙電機編碼器當(dāng)從機編碼器輸入，切紙電機編碼器追隨送紙電機編碼器的脈沖輸出。通過比例值F133（機械結(jié)構(gòu)決定2457）和F134（設(shè)定切紙長度為700mm），在送紙速度為200米時，切紙數(shù)為150張，經(jīng)測驗最大誤差0.30mm，切完的紙用兩臺變頻器帶動兩臺小電機把切完的紙張送到切臺上，整個切紙過程就完成。在整個切紙過程中速度快且穩(wěn)。
7．變頻器加同步卡和VEC-VB伺服控制器的比較
用兩臺同樣的機械設(shè)備一臺用變頻器加同步卡來控制切刀電機，另一臺用VEC-VB伺服控制器控制，所切的紙張同樣大小，1>在速度為60米/分情況下，變頻器加同步卡切出的紙精度為0.45mm, VEC-VB伺服控制器切出的紙精度為0.31mm并且切出來紙張的平整度比VEC-VB伺服器效果差。2>在速度為120米/分情況下，變頻器加同步卡切出的紙精度為0.40mm, VEC-VB伺服控制器切出的紙精度為0.30mm并且切出來紙張的平整度比VEC-VB伺服器效果差。3>在速度為200米/分情況下，變頻器加同步卡切出的紙精度為0.43mm, VEC-VB伺服控制器切出的紙精度為0.30mm并且切出來紙張的平整度比VEC-VB伺服器效果差,從以上的三種情況可以說明VEC-VB伺服控制器不管在低速或高速的情況系統(tǒng)整體穩(wěn)定好,控制精確度高.
8． VEC-VB伺服控制器的功能和特點
VEC-VB伺服控制器的功能:
1. 可驅(qū)動永磁無刷伺服馬達、感應(yīng)交流伺服馬達、伺服主軸馬達和感應(yīng)一般交流馬達。
2. 具有馬達參數(shù)自學(xué)習(xí)功能，對不同馬達適應(yīng)性更強。
3. 多種控制模式：位置模式、速度模式、轉(zhuǎn)矩限制模式。
4.在運行過程中，速度模式和位置模式可切換；在位置模式中
定位模式和追蹤模式可切換。
5. 速度、轉(zhuǎn)矩限制功能。
6. 電子齒輪功能。
7. 內(nèi)置計數(shù)器、計時器、觸發(fā)器模組；可取代簡單的PLC控制。
8. 內(nèi)置PID功能。
9. ModBus通訊控制。
10. 可彈性規(guī)劃數(shù)字、模擬輸入及輸出的定義。
11.可追認印刷光標(biāo)點自動修正栽切長度。
12．在S曲線加速過程中，還可作扭力補償措施，可快速同
并減少栽切誤四段S曲線（正轉(zhuǎn)加/減速，反轉(zhuǎn)加/減速可各設(shè)定。
VEC-VB伺服控制器的特點:
1. 可實現(xiàn)電機完全同步控制，比例追蹤控制、定位驅(qū)動控制.
2. 擁有內(nèi)部寄存器，可實現(xiàn)精確的點對點位置控制.
3. 內(nèi)置平滑曲線, 可降低在機器起動、停止時產(chǎn)生的振動，延長機械可降低在機器起動、停止時產(chǎn)生的振動，延長機械的使用壽命；在速度指令迅速轉(zhuǎn)折瞬間，可利用此功能達到速度與加速度的連續(xù)平穩(wěn)性指令平滑曲線精準(zhǔn)且追從性高。
4. 低速運轉(zhuǎn)特性佳，在1rpm命令下，一回轉(zhuǎn)的速度實際變動誤差最多只有0.5%。
5. -3000rpm至3000rpm的加速時間20ms。
6. 速度最高達9000轉(zhuǎn)。
7.可提供10輸入點和4個輸出點方便用戶選擇和使用，可以有用戶自已定義其輸入和輸出。
9．結(jié)語
該項技術(shù)已成功應(yīng)用，并通過相關(guān)行業(yè)的認證，且有廣泛的應(yīng)用前景，同時填補國內(nèi)市場的一大空白，我們本著“愛人如已”的服務(wù)理念，凡事立足于誠信和責(zé)任，“全心全意為客戶創(chuàng)造價值”是威科人為之不懈奮斗的目標(biāo)。
本文標(biāo)簽：威科達VEC-VB伺服在卷筒紙裁切機的應(yīng)用
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