您的当前位置:首页 > 技术文章

台达机电产品玻璃纤维后处理工序应用

前言
    目前全世界玻璃纤维年总产量已达到250万吨,其中电子级玻璃纤维年产量已突破30万吨,该电子级玻璃纤维布代表了当今玻璃纤维精密织造的最高水平,电子级玻璃纤维中国俗称”E布”,一般经织造成、脱蜡、表面涂偶联剂等工序制造。
    电子布有26个规格,目前我国生产的电子布主要有EWPC173(7628)、EWPC180(7629)、EWPC94(2116)、EWPC53(1080)四种。其中,EWPC173(7628)常用于制作量大面广的单面和双面覆铜板,EWPC53(1080)和EWPC94(2116)主要用于制作薄型覆铜板。
    电子布的中国国家标准为:GB/T18373-2001,美国国家标准为:ANSI/IPC-EC-140。 目前国际上印制板的需求量每年以20%以上的速度增长。
  


  一、玻璃纤维后处理设备构成
    玻璃纤维后处理设备分开卷机构,浸涂机构(浸涂表面涂偶联剂),烘烤机构,前牵引,后牵引,收卷部份。
  
  二、玻璃纤维后处理系统要求:
    开卷部分恒张力控制,速度可以调节。
    收卷部分变张力控制,张力变化,达到收紧纤维,收卷整齐,间隙均匀。
    后牵引部分,要求收紧后和前牵引同步,可以测定纤维长度误差±1mm,纠偏要求误差±1mm。
  
  系统结构(如下图):
  


  三、电气系统:
  1、人机选用台达的文本显示器台达TP04
  ·STN LCD 128*64
  ·256K内存
  ·2个通讯口COM1(RS232) COM2(RS485)
  ·薄膜式按键
  ·DC24V(-10%-20%)
  ·内建万年历功能
  ·三种语言切换
  ·多种图形,按钮,组件功能.
  2、 控制器PLC DVP32EH00R2
  该机种为台达高功能主机,16入/16出,具有以下特点
  ·2个通讯口,可以扩充到3个
  ·内建高速输入/输出
  ·200kHz高速计数器、200kHz脉波输出
  ·丰富的指令,功能强大,超稳定的电气特性。
  3、变频器
  VFD022M43A--前牵引控制.
  VFD022M43A---后牵引控制.
  烘箱部分:VFD055M43A*4循环风机,VFD055M43A排气电机
  ·迷你型微型化结构设计、体积小,易操作
  ·高度运行稳定性,性能完善,功能齐全
  ·载波频率高达16KHz,实现静音运转; 0.1-400Hz
  ·7段速控制及简易PLC自动程序运转
  ·高速通讯接口,波特率高达38400bps
  ·自动加减速最佳化控制功能
  ·智能化风冷技术应用
  4、收卷控制
  伺服控制:伺服电机ASMT30M250AK,控制收卷部分.
  伺服驱动器ASDA-A3021MA.
  ·五机一体
  ·内涵运动控制器
  ·性能优异
  ·指令平滑功能
  ·软件功能
  ·通讯功能通讯接口 RS232/RS485
  ·3种工作模式
  ·10种控制模式自由切换
  ·自动增益调整
  ·高响应
  5、同步电机,纠偏控制器,控制纠偏,跟随2个位移传感器做位置跟随,防治跑偏 。
  6、编码器。测定纤维长度,1PLUSE/1mm
  7、烘烤箱
  将浸涂后的纤维布进入4个烘烤箱中烘烤,4个烘箱的温度由温控器控制,温控器选用台达的DTA4896,总共4个单独控制温度;总共4台VFD055M43A变频器拖动循环风机,1台3.7KW排废风机,选用VFD037M43A。
  8、电气系统构成:
  


  
  四、文本画面规划:
  参数设定:
  


  


  参数显示:
  


  警报显示:
  


  班产统计:
  


  班产查询:
  


  五、数学计算:
  1、对于锥度的一些计算:
  锥度用于在张力补偿,当收卷直径加大到一定时候,每增加100米张力增加1%,满足张力控制,辊径一直在增加,其数学模型可以根据原始辊径与纤维厚度计算,根据公式:
  辊径=D0+增加辊径
  增加辊径=(收卷长度/PI)层数
  其中:D0---原始辊径
  PI=3.14
  收卷长度=编码器反馈值
  张力=扭矩/辊子半径
  举例说明:
  如收卷长度2400米,锥度起始长度1000米,锥度设定50,额定扭矩=14.2N.M 扭矩设定值=50%
  则:锥度控制长度 2400-1000=1400米
  增加扭矩 1400/50=28
  28*1%=28%
  实际扭矩=14.2*78%=11.076
  实际张力需要乘以减速比13
  则实际为(11.076/0.38)*13=37.8KG
  


  2、后牵引系统控制原理:
  后牵引在浮动辊未动作,定速运转
  若浮动辊启动,变速运行,速度利用PID调节,达到速度控制,
  


  3、电子纠偏装置:
  根据两边位置控制同步电机做位置跟随,保证收卷位置。
  


  4、PLC: DVP-32EH00R2
  纤维长度测量:
  编码器输出A/B相信号,利用PLC的C251硬件高速脉冲输入测定步长,占用HHSCO,1PULSE对应1MM,硬件高速口的RESET和START用内部M1264,M1264 ,M1273/M1274控制,D1225=1为1倍频模式
  
  5、班产计算:
  根据设定的当前班次,计算班产,如更换卷则需要重新计算班产,同时记录时间和日期。
  甲乙丙班产合计为总产。
  根据时间,日期和年月可以查询产量,需要占用5个文件寄存器,可以读出和写入。
  此时候,程序采用变址寄存器E/F来寻址,非常便捷。
  EH PLC文件寄存器共10000个。
  6、其它
  扭矩:用通讯方式写入地址010CH,伺服扭矩参数1.读取伺服的输出状态0409H,利用台达PLC 的SON指令判断ON 位,确定输出状态。
  张力计算前面已经介绍,主要是增加的卷径计算,最终资料为一离散数列。
  扭矩需要做一定的补偿,引入锥度算法,可以逼近实际扭矩。
  该数学公式中辊径,扭矩,张力均为变量。
  张力=扭矩/辊径。
  读伺服输出P4-07,监控伺服输出状态.
  


  7、文本的画面更换用PLC内部的寄存器控制.
  
  六、程序设计:
  1、程序流程:
  2、PLC输入输出点规划:
  
  


  3、伺服参数设置:
  


  结束语:
  该系统上台达的EH高功能可编程控制器,变频器,文本显示器,中惯量伺服在玻璃纤维后处理生产线成功应用,控制大卷径放料和收料,全套的机电产品高性能的表现,方便用户的维护和使用,系统稳定得到用户的好评,这是其它产品所无法比拟的,提高了中国纤维布处理能力和中国电子印刷板设备水平的发展。