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文档简介

1、    amk交流伺服系统在z26滤棒成型机中的应用研究    张俊峰摘 要:随着计算机信息技术的快速发展,工业生产的自动化、智能化程度越来越高。上世纪70年代,随着交流伺服系统在工业生产中的应用,世界各国开始研究智能化生产设备。amk交流伺服系统具有较高的稳定性与精度,可以最大限度提高设备的生产效率以及产品质量。z26滤棒成型机中引入amk交流伺服系统后,可以提高各道工序电机运行的稳定性,有效降低设备故障率,同时降低了原材料损耗,降低了生产成本。本文将从z26滤棒成型机的控制需求以及amk交流伺服系统的适应性设计出发,探究amk交流伺服系统在z26滤棒

2、成型机中的应用,并提出具体的系统设计方案。关键词:amk;交流伺服系统z26滤棒成型机;应用目前,我国生产滤棒的设备已经很多,但仍然以z26滤棒成型机中为主,该机型运行效率较高,其额定生产效率超过600m/min。高速生产速率对设备的控制要求很高,不仅需要z26滤棒成型机控制系统具备较高的灵敏度,同时必须保证控制精度。z26滤棒成型机生产线主要包括四道工序,分别是开松、张紧、成型、甘油喷洒以及内线胶封口等,而没一道工序均配有电机,这些电机的转速、转矩等参数直接影响了设备的工作效率,同时关系到滤棒产品的整体性能(长度、重量、吸阻、硬度等),因此,本文将在z26滤棒成型机中引入amk交流伺服系统,

3、提高设备控制精度与控制柔性。1 生产工艺分析z26滤棒成型机组是一个庞大的协同性工作系统,任何环节的失误都将影响产品整体质量,除了风泵与风机外,机组中的开松、张紧、成型、甘油喷洒以及内线胶封口等环节都需要控制系统的参与,任何机械运动的控制分解,实质上是对电机的控制。z26滤棒成型机组的工作原理如下:开松,开松是对原料进行预处理的过程,需要将原料从丝包中剥离出来,将丝束导入导向环,再通过一级开松器打开,最后送入张紧棍,开松实质上是将原料取出的过程;张紧,张紧工序是为了防止原料加工时相互缠绕,z26滤棒成型机组通过喂入辊与张紧辊进行张紧操作,且张紧辊与喂入辊之间必须具有一定速度差,丝束张紧的机理就

4、是速度差;成型,原料在开松工序时已经被喷洒了塑化剂,塑化剂有助于丝束分解,当丝束相互凝结,最后形成网状;甘油喷洒,甘油的喷洒直接关系到产品的质量,因此,甘油喷洒动作必须与生产速率相协调;内线胶封口,内线胶量以及封口胶量也与生产速率有关,因此必须与主传动相互协调。由工艺分析可以得知,开松工序时需要控制三对辊,同时需要控制之后工序的辊子速度与运行比例。2 系统硬件设计2.1 设计方案为了保证z26滤棒成型机组的运行精度与效率,本次设计的控制系统为amk交流伺服系统,该系统可以根据生产需求调整速度,且操作简单,对操作人员的专业素质要求不高。本次设计中的z26滤棒成型机组主传动为伺服电动机,从动设备包

5、括成型机等,另外,z26滤棒成型机组的主动设备包括喂入辊、张紧辊、传输辊等,均由伺服电机提供动力,从动设备受主轴控制。本次设计的通信硬件基础为plc以及profibus-dp,主控设备为plc,主要负责信号处理、发送控制信号等。2.2 构建路径amk交流伺服系统的硬件基础就是交流伺服驱动系统以及plc,本次设计的硬件包括1套plc(三菱fx系列),1台digital生产的gp2600触摸屏,一台三菱的工业控制机,德国amk公司的amk交流伺服系统。amk交流伺服系统已经广泛应用于工业控制的各个领域。amk交流伺服系统具有控制精度高、调速范围广、响应速度快等特定,另外,amk交流伺服系统具备极高

6、的稳定性。本次设计的硬件系统集成了高动态性能的控制驱动模块,该模块为四象限驱动模式。硬件系统的通信方式以acc内部总线为基础。除此之外,该硬件系统具备较强的二次开发性能,集成了附加选项卡。z26滤棒成型机组的主传动控制为kw20控制驱动器,喂入辊、张紧辊及传输辊等设备均采用kw5型控制驱动器,甘油喷洒以及内线胶封口胶工序的电机驱动器为kw2型驱动器。2.3 过程流程操作人员可以通过控制面板的人机交互界面设定z26滤棒成型机组的相关参数,可提前设定的参数包括喂入辊转速、传输辊转速、张紧辊转速等,而电位器可以直接控制电机转速。除此之外,操作人员需要根据不同的产品设置具体的甘油喷洒量,人机交互终端会

7、将操作人员设置的参数传输给plc控制器,plc可以对设置的数据进行处理分析,之后通过profibus-dp数据总线将处理后的数据传输给伺服控制器,profibus-dp数据总线具有较高的传输效率,且传输数据质量很高,最后各个伺服控制器根据指令控制电机运行,而伺服器内部的通信模式为accbus,系统内部的动态响应速度极快,缩短了系统整体传输时间。3 系统软件设计amk交流伺服系统的开发环境为codesys,codesys的可视化性能较高,且具备较好的兼容性,1998年3s公司推出了第一款codesys,codesys迅速占领伺服系统编程领域。codesys的编程语言具有结构化、模块化的特征,同时

8、可以根据用户需求进行智能调试,将主要程序功能封装成多个模块。本文设计的amk交流伺服系统软件方案采用了常见的主从模式,由主程序模块(pou)调用各种程序块(plc_prg),有些程序快是已经编制好的,可以之间通过指令调用。amk交流伺服系统软件系统的主要功能模块包括四个:pou主程序模块,该模块是软件系统的主体,可以循环调用;plc与amk通信模块,按照codesys的格式将变量进行一一对应即可;运行模式切换模块,该模块涉及多种运行条件,需要程序可以根据条件进行快速切换,比如电机使能、运行、停止等,除此之外,需要对设备运行状态进行监测,如果发现意外情况,必须立即切换至急停模式,提高设备安全性,

9、防止设备运行故障对工作人员的伤害;辊子运转状态控制模块,z26滤棒成型机组包含了多种辊子,辊子运行状态的控制主要包括夹紧与松开,开松工序中的辊子运动状态取决于主驱动的运转速度,已经具备明确的速度比,plc中的控制程序需要根据操作人员设置的数据进行控制,通过对电机的精确控制,减少控制造成的故障。amk交流伺服系统软件的人机交互模块必须具备较强的交互性,可以适应不同水平的操作人员,除此之外,软件界面必须具备各个子界面,方便用户调用。根据amk交流伺服系统的功能可以将软件界面分为四个:主界面,主界面可以反应整个系统的工艺流程,操作人员通过流程图的形式调阅相关数据;参数设置界面,该界面主要负责参数设置

10、,设置的参數包括电动机的转速、加速度、位移等;监控界面,监控界面可以实时监控电动机的各项参数值,包括电机转速等;故障检测界面,主要负责显示警报区域,对警报记录进行查阅,操作人员可以对警报记录进行分析,排除安全隐患。4 结语amk交流伺服系统在z26滤棒成型机中的应用可以有效提高生产柔性,同时保证z26滤棒成型机的有效运行率超过93%,amk交流伺服系统可以通过对伺服电机的控制,使设备的甘油喷洒量更加精确,对提高产品整体质量具有重要意义。本文深入分析了z26滤棒成型机的各个生产环节,并详细阐述了影响产品质量的因素以及控制需求,根据实际需求构建系统,提出了可行的软硬件设计方案,为z26滤棒成型机控制系统设计提供了参考,希望本文的研究有利于我国工业智能控制系统的快速发展。参考文献:1 叶松涛.基于plc和amk伺服控制的滤棒切割系统j.成组技术与生产现代化.2011(04):51-53.2 叶娜.lenze伺服系统在kdf2滤棒成型机中的应用j.机械工程与自动化.2015(01):155-156.3 李永.自

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