Lenze伺服系统在KDF2滤棒成型机中的应用

2015-12-31叶娜

机械工程与自动化 2015年1期

叶娜

（河源市高级技工学校，广东河源 517000）

0 引言

某卷烟厂KDF2滤棒成型机组由AF2开松上胶机和KDF2滤棒成型机组成。AF2开松上胶机的作用是把醋酸纤维丝束带展开、开松、压平整，同时在均匀展开的丝束带上喷洒三醋酸甘油脂增塑剂。KDF2型滤棒成型机的作用是将经过处理的醋酸纤维丝束带包上滤纸，按规定的尺寸要求进行成型、切断，通过分烟轮等输送到滤棒库和装盘机装盘，完成整个由丝束带到滤棒的生产成型工艺过程。

1 KDF2滤棒成型机存在的问题

原KDF2滤棒成型机组由一台主电机拖动喂料辊、拉伸辊、传输辊、滤棒成型和切割机。其中喂料辊、拉伸辊、传输辊采用无级变速箱传动，机械速比微调采用机械旋钮调节，由于机械磨损造成机械误差影响了AF2开松质量，造成滤棒重量指标和圆周的变异，影响产品质量。为解决这一问题，采用Lenze伺服系统对KDF2滤棒成型机进行改造。

2 KDF2滤棒成型机改造方案

Lenze伺服系统非常适于机器内子过程的独立控制，从动电机和主电机采用速度同步方式工作，通过PROFIBUS-DP现场总线传输和接收命令。Lenze伺服系统精确度高，能使被控量的精度跟随给定值的变化，克服干扰因素的影响，系统稳定性好。

2.1 主电路改造

对主电路进行如下改造：

（1）拆除AF2开松上胶机的喂料辊、拉伸辊、传输辊的无级变速箱，更换为Lenze交流伺服驱动。

（2）拆除KDF2滤棒成型机原主电机及三菱变频器，更换为Lenze交流伺服驱动，滤棒成型机组的滤棒成型和切割机仍由主电机拖动，甘油脂计量泵由Lenze交流伺服驱动控制。这样就形成了由主电机、喂料辊电机、拉伸辊电机、传输辊电机及甘油脂计量泵共5台交流伺服驱动系统，通过西门子PLC、MPI和DP通讯系统控制。

2.2 伺服系统组成

本伺服系统由主电机和喂料辊电机、拉伸辊电机、传输辊电机3台辊电机形成直联从动，通过电子齿轮使电机严格按照速比关系运行，使得电机保持速度和位移同步。主电机驱动器与喂料辊电机驱动器、拉伸辊电机驱动器、传输辊电机驱动器之间通过数频线连接。伺服系统工作原理框图见图1，其中，SIMOLINK是一种数字串行数据传输协议，可实现在驱动器之间传输数据，传递主电机的实际速度值，速度同步信号直接由主驱动传递。

图1 伺服系统工作原理框图

伺服电机有两种停车形式：①正常情况机组以1s的下坡时间停车，该时间可以在触摸屏内设置，但不得小于快速停车时间；②当发生故障时，机组以0.5s的下坡时间快速停车，该时间不可以改变，以保护机组。

3 数据通信

由于控制系统选用西门子PLC，采用PROFIBUSDP现场总线进行数据传输，能实现数据的高速传送，主站可周期地读取从站的输入信息并周期地向从站发送输出信息，PROFIBUS-DP具有组态、诊断、报警处理功能。

PLC上位机通过PROFIBUS-DP通信控制驱动器，采用数频级联方式在伺服控制器之间建立连接，进行数据传输。PLC通过程序运行控制驱动器，实现对主电机启动、停止、速度的控制。主电机的实际转速通过SIMOLINK环传送给喂料辊电机、拉伸辊电机、传输辊电机从动电机。驱动器向上位机PLC发送电机的实际转速和状态字，PLC通过PWM脉宽指令控制电机的运行速度，同时通过电机的状态字、控制字实现电机的联锁、同步、启动、停止功能。