Lenze伺服系統(tǒng)在KDF2濾棒成型機(jī)中的應(yīng)用

葉 娜

（河源市高級(jí)技工學(xué)校，廣東 河源 517000）

0 引言

某卷煙廠KDF2濾棒成型機(jī)組由AF2開(kāi)松上膠機(jī)和KDF2濾棒成型機(jī)組成。AF2開(kāi)松上膠機(jī)的作用是把醋酸纖維絲束帶展開(kāi)、開(kāi)松、壓平整，同時(shí)在均勻展開(kāi)的絲束帶上噴灑三醋酸甘油脂增塑劑。KDF2型濾棒成型機(jī)的作用是將經(jīng)過(guò)處理的醋酸纖維絲束帶包上濾紙，按規(guī)定的尺寸要求進(jìn)行成型、切斷，通過(guò)分煙輪等輸送到濾棒庫(kù)和裝盤(pán)機(jī)裝盤(pán)，完成整個(gè)由絲束帶到濾棒的生產(chǎn)成型工藝過(guò)程。

1 KDF2濾棒成型機(jī)存在的問(wèn)題

原KDF2濾棒成型機(jī)組由一臺(tái)主電機(jī)拖動(dòng)喂料輥、拉伸輥、傳輸輥、濾棒成型和切割機(jī)。其中喂料輥、拉伸輥、傳輸輥采用無(wú)級(jí)變速箱傳動(dòng)，機(jī)械速比微調(diào)采用機(jī)械旋鈕調(diào)節(jié)，由于機(jī)械磨損造成機(jī)械誤差影響了AF2開(kāi)松質(zhì)量，造成濾棒重量指標(biāo)和圓周的變異，影響產(chǎn)品質(zhì)量。為解決這一問(wèn)題，采用Lenze伺服系統(tǒng)對(duì)KDF2濾棒成型機(jī)進(jìn)行改造。

2 KDF2濾棒成型機(jī)改造方案

Lenze伺服系統(tǒng)非常適于機(jī)器內(nèi)子過(guò)程的獨(dú)立控制，從動(dòng)電機(jī)和主電機(jī)采用速度同步方式工作，通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線傳輸和接收命令。Lenze伺服系統(tǒng)精確度高，能使被控量的精度跟隨給定值的變化，克服干擾因素的影響，系統(tǒng)穩(wěn)定性好。

2.1 主電路改造

對(duì)主電路進(jìn)行如下改造：

（1）拆除AF2開(kāi)松上膠機(jī)的喂料輥、拉伸輥、傳輸輥的無(wú)級(jí)變速箱，更換為L(zhǎng)enze交流伺服驅(qū)動(dòng)。

（2）拆除KDF2濾棒成型機(jī)原主電機(jī)及三菱變頻器，更換為L(zhǎng)enze交流伺服驅(qū)動(dòng)，濾棒成型機(jī)組的濾棒成型和切割機(jī)仍由主電機(jī)拖動(dòng)，甘油脂計(jì)量泵由Lenze交流伺服驅(qū)動(dòng)控制。這樣就形成了由主電機(jī)、喂料輥電機(jī)、拉伸輥電機(jī)、傳輸輥電機(jī)及甘油脂計(jì)量泵共5臺(tái)交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)西門(mén)子PLC、MPI和DP通訊系統(tǒng)控制。

2.2 伺服系統(tǒng)組成

本伺服系統(tǒng)由主電機(jī)和喂料輥電機(jī)、拉伸輥電機(jī)、傳輸輥電機(jī)3臺(tái)輥電機(jī)形成直聯(lián)從動(dòng)，通過(guò)電子齒輪使電機(jī)嚴(yán)格按照速比關(guān)系運(yùn)行，使得電機(jī)保持速度和位移同步。主電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與喂料輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、拉伸輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、傳輸輥電機(jī)驅(qū)動(dòng)器之間通過(guò)數(shù)頻線連接。伺服系統(tǒng)工作原理框圖見(jiàn)圖1，其中，SIMOLINK是一種數(shù)字串行數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，可實(shí)現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)器之間傳輸數(shù)據(jù)，傳遞主電機(jī)的實(shí)際速度值，速度同步信號(hào)直接由主驅(qū)動(dòng)傳遞。

圖1 伺服系統(tǒng)工作原理框圖

伺服電機(jī)有兩種停車(chē)形式：①正常情況機(jī)組以1s的下坡時(shí)間停車(chē)，該時(shí)間可以在觸摸屏內(nèi)設(shè)置，但不得小于快速停車(chē)時(shí)間；②當(dāng)發(fā)生故障時(shí)，機(jī)組以0.5s的下坡時(shí)間快速停車(chē)，該時(shí)間不可以改變，以保護(hù)機(jī)組。

3 數(shù)據(jù)通信

由于控制系統(tǒng)選用西門(mén)子PLC，采用PROFIBUSDP現(xiàn)場(chǎng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳送，主站可周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發(fā)送輸出信息，PROFIBUS-DP具有組態(tài)、診斷、報(bào)警處理功能。

PLC上位機(jī)通過(guò)PROFIBUS-DP通信控制驅(qū)動(dòng)器，采用數(shù)頻級(jí)聯(lián)方式在伺服控制器之間建立連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。PLC通過(guò)程序運(yùn)行控制驅(qū)動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)主電機(jī)啟動(dòng)、停止、速度的控制。主電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速通過(guò)SIMOLINK環(huán)傳送給喂料輥電機(jī)、拉伸輥電機(jī)、傳輸輥電機(jī)從動(dòng)電機(jī)。驅(qū)動(dòng)器向上位機(jī)PLC發(fā)送電機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速和狀態(tài)字，PLC通過(guò)PWM脈寬指令控制電機(jī)的運(yùn)行速度，同時(shí)通過(guò)電機(jī)的狀態(tài)字、控制字實(shí)現(xiàn)電機(jī)的聯(lián)鎖、同步、啟動(dòng)、停止功能。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)數(shù)據(jù)測(cè)定，使用Lenze伺服系統(tǒng)改造KDF2濾棒成型機(jī)組后，濾棒重量指標(biāo)的變異系數(shù)達(dá)到0.9%，濾棒重量指標(biāo)的變異系數(shù)小于2%，濾棒出棒率得到提高，達(dá)到了產(chǎn)品的質(zhì)量要求，滿(mǎn)足了工藝要求，提高了生產(chǎn)效率。

［1］張新華.四電機(jī)分部傳動(dòng)粗紗機(jī)的數(shù)據(jù)通信與控制實(shí)現(xiàn)［J］.制造自動(dòng)化，2003（4）：28-30.

［2］楊少光.機(jī)電一體化設(shè)備的組裝與調(diào)試［M］.南寧：廣西教育出版社，2009.