銅帶鍍錫機收卷電控系統的設計

時間：2024-09-06 16:45:20 機電畢業論文我要投稿

相關推薦

銅帶鍍錫機收卷電控系統的設計

　　摘要：本文介紹了銅帶鍍錫機收卷的電氣控制方法，以及PLC和觸摸屏在控制系統中的應用，并介紹了PLC編程和觸摸屏的組態。

　　關鍵詞：觸摸屏;控制系統;可編程控制器

　　引言

　　隨著國內光伏產業的快速發展，對光伏焊帶需求量日益增大，開發光伏焊帶繞制設備迫在眉睫。為了滿足市場的需求，我們在參考進口設備的基礎上，開發出了銅帶鍍錫機，同時收卷中應用PLC和伺服控制技術，使該機能夠在中、低速范圍滿足收卷精度要求，而且在高速運行時依然能夠保證收卷誤差在允許范圍內，解決了收線速度低、排線誤差大等問題，滿足了中、高端設備的要求。

　　一、銅帶鍍錫機簡介

　　按照工藝要求，設計的銅帶鍍錫機包括五個部分，即放卷取料、鍍錫、牽引、儲線、收卷。前四個部分中，通過驅動輪實線帶材的前移，有電動機作為動力來實現驅動。最后的收卷部分由卷繞部分和排線部分組成，卷繞電機帶動收線盤的旋轉，排線電機帶動滾軸絲杠水平運動進行排線，繞指一周排線前進一個線寬。卷繞電機和排線電機均采用伺服電機，反應快，精度高，并采用誤差較小的同步控制方式，故適用于鍍錫銅帶軸裝收線方式和對精度要求高的場合。

　　二、收線系統原理

　　收線系統主要部件原理圖如圖1，收卷動力，采用交流伺服電機，以保證良好的調速性能。該電機通過減速機將動力傳遞到收卷機頭，收卷電機伺服驅動器和PLC進行485通訊，將收卷電機速度傳遞到PLC，根據此速度控制排線伺服電機帶動滾軸絲杠做水平運動，從而實現變速下的節距匹配。

　　三、電控系統及配置

　　圖1

　　由圖1可知，該收卷系統主要控制對象為卷繞電機、水平排線電機和豎直提升電機，要完成卷繞電機的啟、停、自動以及排線控制和提升控制，還要提高產品的可靠性。為此本系統采用PLC作為主控制單元，用觸摸屏顯示、設定工藝參數。系統要求PLC具有較高的脈沖輸出，通過比較，選用臺達PLC DEP-40EH00T3。

　　伺服電機選型時從能否滿足系統需要，再從價格、體積、質量、重量等經濟指標下考慮，收卷伺服型號為ECMA-E21310SS，排線伺服型號為ECMAC20807AS，提升伺服為ECMA-C20604AS。

　　圖2為PLC電路圖，圖中X12為旋轉編碼器輸入口，用于對卷繞鍍錫銅帶的準確記長，其它輸入口用于卷繞電機的啟動、停止、排線手動控制以及系統初始化等。Y0，Y1高速脈沖輸出口分別控制排線伺服的排線頻率和排線方向，Y2，Y3高速口分別控制提升伺服的頻率和方向。

　　圖2

　　同時，對于鍍錫銅帶來說，厚度一般為0.2～0.25，屈服強度在55～65，即薄又軟，繞制過程中容易變形，易拉斷，故啟動必須平緩啟動，啟動后速度可加快，停止時為防止亂線，必須緩慢停止。在排線接近兩邊軸端時，排線如果立即轉向，則在軸端一個線寬度內容易形成出現少繞和漏繞現象。為解決此問題，當排線器在軸端反向信號出現時，排線不立即反轉，直接繞制適當角度再反向排線，在程序中實現。排線電機運行頻率的計算公式為：f=nxdxmxi/60D，式中：n為收卷電機速度，d為節距設定，m為排線伺服電機轉一圈所需脈沖數，i為收卷電機軸到排線軸的減速比，D為排線絲桿螺距。

　　從上式可知，m、i、D的值在設備設計完成后為固定值，排線節距d為鍍錫銅帶的寬度加上排線間隙，鍍錫銅帶的寬度和排線間隙在系統啟動前在觸摸屏上設定，也是固定值，只有n值隨前道工序出線速度在變化，故f隨n的變化成正比例變化，從而實現恒節距排線。

　　四、控制程序設計

　　銅帶鍍錫機收卷機能實現自動(和前道工序機器聯機控制)、手動(本機單獨運行即銅帶整卷)、初始化等。部分程序如下：

　　排線頻率計算程序

　　LD M1000

　　DADD D56 D48 D628

　　DMUL D614 D628 D624

　　DMUL D624 K1 D60

　　DDIV D60 K180 D632

　　MPS

　　AND= C10 K0

　　DMUL D632 K1 D636