本文介紹了西門子PLC在無(wú)紡布分切機(jī)上的應(yīng)用。無(wú)紡布分切機(jī)是在生產(chǎn)過程中根據(jù)不同需要而對(duì)寬幅材料進(jìn)行切邊、分切等的一種設(shè)備。其中無(wú)紡布分切機(jī)主要用于將寬幅卷材分切成各種適合生產(chǎn)需要的窄幅卷材，分條工藝包括放卷料和收卷料兩個(gè)過程。放卷料和收卷料的張力控制是分條機(jī)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本機(jī)是在原有電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了自動(dòng)對(duì)邊器控制，達(dá)到了理想的效果、提高了機(jī)器工作性能，使機(jī)器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)中更趨穩(wěn)定，收卷平整，操作簡(jiǎn)單方便，安全可靠，耐用性強(qiáng)。

1 引言

無(wú)紡布分切機(jī)主要用于無(wú)紡布等寬幅卷材的切邊或分切，將紙管內(nèi)徑為75㎜,無(wú)紡布外徑為600㎜，長(zhǎng)度為1600㎜以內(nèi)的卷筒基材無(wú)紡布，分切成實(shí)際需要尺寸的若干卷，最窄可分切到18㎜的包邊條。

2 工作原理

本系統(tǒng)由216-2BD23-0XB8西門子PLC、磁粉制動(dòng)裝置、張力傳感器、糾偏裝置、角位移傳感器、牽引主軸（由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)）、兩個(gè)信捷伺服分別驅(qū)動(dòng)A軸B軸收卷和氣缸等幾部分組成。牽引主軸和磁粉制動(dòng)裝置將無(wú)紡布采用恒張力傳送，糾偏裝置負(fù)責(zé)無(wú)紡布運(yùn)行過程中的糾偏，A軸和B軸伺服則根據(jù)收卷直徑變大而減小，扭矩增大。主軸采用位置模式控制，AB軸采用模擬量轉(zhuǎn)矩模式下的速度限制，通過不斷調(diào)整速度和轉(zhuǎn)矩達(dá)到同步收卷，并控制收卷的力度。整個(gè)系統(tǒng)測(cè)量精確、穩(wěn)定、運(yùn)行可靠，采用信捷PLC智能化設(shè)計(jì)，功能強(qiáng)大，具有自動(dòng)穩(wěn)零、數(shù)字顯示、超限報(bào)警、變送輸出、電流調(diào)節(jié)輸出或時(shí)間比例輸出等功能。如下圖：

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3 系統(tǒng)組成

（一）機(jī)架部份

采用厚鋼板焊接而成。

（二）收卷部份

有兩個(gè)收卷A軸和B軸，都采用5KW的信捷伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和3英寸的氣脹軸，A軸B軸的速度可以單獨(dú)進(jìn)行微調(diào)。

（三）放卷部份

放卷采用3英寸氣脹放卷軸與張力傳感器和磁粉離合器來控制張力。

（四）切刀部份

切刀可使用工業(yè)手術(shù)刀片或平刀式（美工刀片），刀距可調(diào)節(jié)到18mm-1600mm之間。

（五）主機(jī)部份

主軸采用5 KW信捷伺服電機(jī)。

（六）導(dǎo)輥部份

整機(jī)采用鍍鉻鋼管，每條經(jīng)過動(dòng)平衡處理。

（七）電氣部份

由信捷PLC系統(tǒng)(224 CPU、16DI/16DO、8AI和2AO)、威綸觸摸屏TK6100iV5系統(tǒng)、低壓電器、傳感器、執(zhí)行器等組成。其中西門子PLC系統(tǒng)配置見表1.

表1：億維 PLC系統(tǒng)配置

西門子CPU226CN較市場(chǎng)的同類產(chǎn)品，具有以下優(yōu)異特性：增加了額外的PPI通訊口，省去了客戶同時(shí)使用TK6100iv5觸摸屏和編程電纜通訊口不夠，只能不斷插拔端口的煩惱；無(wú)需電池，可提供長(zhǎng)達(dá)10年以上的掉電數(shù)據(jù)保持；更快指令執(zhí)行速度，單條布爾運(yùn)算指令是西門子同類產(chǎn)品的3倍；兼容西門子S7200指令集；可直接替換西門子224控制器模塊。西門子CPU224CN產(chǎn)品外觀見圖2。

4 控制工藝

a. 本系統(tǒng)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩部分。穿無(wú)紡布時(shí)把系統(tǒng)切換至手動(dòng)狀態(tài)，主軸、A軸和B軸都可以點(diǎn)動(dòng)。無(wú)紡布穿好后，一切工作準(zhǔn)備就緒，點(diǎn)擊按鈕自動(dòng)運(yùn)行。車速范圍0--150m/min。

b. 計(jì)長(zhǎng)和定長(zhǎng)功能。計(jì)長(zhǎng)，在一跟導(dǎo)布棍上安裝有碼盤，采用高速計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)計(jì)長(zhǎng)功能，實(shí)時(shí)長(zhǎng)度在觸摸屏上顯示。定長(zhǎng)，在觸摸屏TK6100iV5上設(shè)置需分切的無(wú)紡布長(zhǎng)度，當(dāng)長(zhǎng)度達(dá)到所設(shè)定的長(zhǎng)度時(shí)，聲光報(bào)警提醒操作人員。

c. 張力控制。實(shí)際張力和設(shè)定張力觸摸屏MT8101iE顯示。張力控制由張力傳感器和磁粉離合器組成。張力傳感器檢測(cè)出當(dāng)前的張力，與設(shè)定的張力進(jìn)行比較，通過偏差來控制磁粉離合器的吸合程度來控制放卷裝置，從而實(shí)現(xiàn)恒張力控制?？刂茝埩龋?/- 5N。

d. 卷徑控制。采用角位移傳感器實(shí)現(xiàn)卷徑控制功能，卷徑范圍100mm--1200mm。

e. 同步控制。主軸和A軸B軸的同步是本系統(tǒng)的核心，影響無(wú)紡布成品的質(zhì)量。A軸和B軸由氣缸控制上下擺動(dòng)，也可以停在中間任意位置。主軸的車速根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝設(shè)定，開始A軸和B軸放下來靠近主軸，此時(shí)的卷徑是最小的，轉(zhuǎn)速是最快的。隨著卷徑的慢慢增大，A、B軸扭矩慢慢變大，速度越來越慢。對(duì)主軸進(jìn)行加減速時(shí)，A軸和B軸的速度也會(huì)相應(yīng)的增加或減少來保持與主軸同步。

f. 主要技術(shù)參數(shù)：

1)  電源電壓：220V/380V，50/60Hz

2)  有效分切寬幅：18㎜-1600㎜

3)  生產(chǎn)速度：0--150m/min

4)  主軸功率5KW；A軸功率5KW；B軸功率5KW。

5 系統(tǒng)效果

其效果主要表現(xiàn)為：收卷切邊齊整，卷得結(jié)實(shí)。如圖6、7：

圖6 收卷實(shí)物圖

6 結(jié)束語(yǔ)

億維PLC應(yīng)用于無(wú)紡布分切機(jī)系統(tǒng)中，表現(xiàn)出了與西門子PLC的高度兼容性，和性能穩(wěn)定的優(yōu)異特性。西門子PLC可完全替代西門子產(chǎn)品，在保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性的同時(shí)降低了制造商的生產(chǎn)成本。