1 引言
整個控制系統(tǒng)主要用來在薄漠上進行涂膠，由于它是一個連續(xù)生產系統(tǒng)，薄膜成生產過程要經過的工序有:首先經過放卷、薄膜上膠、烘箱烘干、收卷成品。在這過程中，我們要完成放卷張力控制，烘箱中溫度控制，烘箱中張力控制，收卷張力控制，收卷表面的壓力控制。

2 生產線組成
系統(tǒng)流程如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程示意圖

2.1 放卷張力控制
由于放卷部分，放卷是一個被動放卷，在以往的控制系統(tǒng)中，多采用磁粉的制動器來控制，但響應速度比較慢，由于本套系統(tǒng)的車速比較快，這對于放卷張力要有很高的動態(tài)響應速度。故此采用在一臺7.5kw，6se70工程型變頻器中加有t400工藝板來進行放卷的張力控制，通過計算機上設有設定張力后，t400就會自動對放卷輥進行恒張力的控制。

2.2 同步控制部分
在薄漠在烘道內的弧度基本恒定或在一較小范圍內上下波動，這樣就必須在烘箱兩端的牽引輥(即主牽引和副牽引)上設有壓輥，從而使烘箱的張力和放卷、收卷張力隔開，烘箱二端的牽引之間運行的線速度嚴格速比關系，從而滿足薄膜在烘箱張力恒定，防止膜在生產中出現(xiàn)被拉絲現(xiàn)象。通過3臺6se70工程型變頻器，通過電機上的編碼器反饋過來的信號，實現(xiàn)變頻器對電機的閉環(huán)控制，使傳動精度大大的提高，精度可達0.01%，從而能滿足工藝要求。

2.3 溫度控制
烘箱中的加熱系統(tǒng)，是用導熱油加熱，通過調節(jié)導熱油的油閥的開度來控制溫度，溫度測量信號是使用8路熱電偶信號，通過pid調節(jié)，從而控制油閥，實現(xiàn)油溫的閉環(huán)控制。

2.4 收卷部分
膜從主牽輥出來后，通過展平輥、導向輥、跟蹤輥(也叫接觸輥)最后纏繞在收卷輥上，完成薄膜成形過程。卷芯的的薄膜(也叫母卷)一般只用為生產線的半成品，還要進行分切復卷。故此其性能和質量直接影響薄膜成品質量和收卷率，下面就重點來介紹收卷部分的控制情況。

(1) 收卷部分部件組成
收卷部分結構如圖2所示。

圖2 收卷部分結構示意圖

·展平輥:使薄膜展平，消除薄膜在拉伸應力作用產生的縱向皺紋。
·跟蹤輥:在收卷卷芯的前面裝有一個可以小范圍活動的跟蹤輥, 跟蹤輥的驅動是用一個氣動比例調閥來控制，其主要作用是將薄膜壓靠有收卷卷芯上, 實現(xiàn)接觸收卷或小間隙收卷, 以將平整的薄膜迅速地轉到卷芯上, 實現(xiàn)平整收卷。
·伺服定位:隨著母卷的半徑的增大，由于跟蹤輥的行程的往后退是有限，故此就必需要使整個收卷架在伺服驅動的驅動下往后退，運行量的多少是根據(jù)收卷輥上t400工藝板計算過來直徑為準, 這樣就能使跟蹤輥始終以一定的壓力靠在母卷的表面，從而及時的排除收卷時膜層間的空氣，使母卷不變松，一般使用跟蹤輥后，母卷中的空氣含量可減少至于12%~18%。
·收卷輥:由收卷電機驅動，收卷速度是受到t400工藝板的控制，通過t400工藝板實現(xiàn)張力的自動控制。

(2) 力對收卷質量的影響
收卷張力的大小直接影響到產品的質量，張力過大，收卷過緊，薄膜容易產生皺紋，甚至出現(xiàn)被拉絲現(xiàn)象。張力過小，薄膜容易在芯卷上產生軸向滑移及嚴重錯位。故此為了滿足工藝生產要求，采用在西門子6se70工程型變頻器加上t400工藝板來進行張力控制，一般來說，這里的張力的控制就是恒張力的控制，其實由于薄膜層之間都夾有一定的空氣，因此即使在恒定的張力條件下也會出現(xiàn)外層薄膜將內層薄膜壓皺的現(xiàn)象，為了解決這個問題，我們就取用t400中自有的一個張力衰減的功能，隨著母卷直徑的增大而張力自動衰減，這樣就能使整個母卷都能卷取質量很好。

(3) 壓力對收卷質量的影響
這里的壓力的產生就是通過跟蹤輥的母卷的接觸后產生的，壓力太大，薄膜會被壓過緊;壓力太小，則薄膜層之間的空氣太多，從而不利于收卷。這里的壓力大小是通過聯(lián)在跟蹤輥上的氣動比例調閥來控制的。通過計算機上設定好壓力氣動比例調節(jié)閥自動執(zhí)行，同時壓力也要隨著直徑的變大自動衰減功能。

2 通訊網(wǎng)絡
系統(tǒng)通訊結構如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)通訊結構示意圖

在整個系統(tǒng)中使用西門子內部的dp協(xié)議通訊，使用dp通信后，使用二芯的通訊電纜把各設備之間緊密聯(lián)系在一起，使電纜用量和施工量大大減少，判斷和查找故障節(jié)點的思路更加簡單明了，由于dp協(xié)議具有超強自診斷、顯示故障的功能。診斷包括總線節(jié)點的通訊故障、電纜故障，以及現(xiàn)場裝置和連接件的斷路、短路故障，使設備維護人員可以迅速發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的各種故障位置和狀態(tài)。由于dp協(xié)議是使用基于rs485標準的物理層，它是一個兩線差分系統(tǒng)，具有極好的抗電磁干擾能力，從而解決了使用模擬量信號衰減的問題，使精度極大的提高。由于在本套系統(tǒng)在plc和每個傳動點的變頻器和收卷的伺服電機，都是使用通過dp通信，使系統(tǒng)嚴密的構成了一體，再加使用了全數(shù)字矢量型變頻控制器，這樣就能更好的保證每個傳動點運能行動態(tài)響應快，速度更穩(wěn)定。

3 系統(tǒng)硬件配置
系統(tǒng)硬件配置如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)硬件示配置圖

4 結束語
該系統(tǒng)已于2003年4月投入運行，目前運行情況良好;系統(tǒng)性能穩(wěn)定，易于維護，便于操作，系統(tǒng)完全達到了設計所要求速度，張力，壓力的精度和動態(tài)響應能力。系統(tǒng)調試的成功，主要來自于西門子公司提供了高可靠性的產品，同時筆者還要感謝上海西門子工業(yè)自動化有限公司王顯斌先生給予的大力支持。

參考文獻
[1] 王衛(wèi)兵,高俊山. 可編程序控制器原理及應用[m]. 北京:機械工業(yè)出版社,2003.
[2] siemens t400系統(tǒng)手冊[z].
[3] siemens mc系統(tǒng)手冊[z].
[4] siemens vc系統(tǒng)手冊[z].

作者簡介
陳金兵(1975-) 工程師 現(xiàn)就任于杭州中宇自動化工程有限公司，主要從事于印刷機械、涂布機、造紙機械的同步調速控制及卷繞張力控制的設計和系統(tǒng)開發(fā)。