西门子控制系统在塑料薄膜边料收卷中的应用

一系统概述
塑料薄膜边料收卷机是塑料薄膜分切机的主要辅助设备，主要用于收集分切机分切薄膜时两侧的剩余薄膜。好的边料收卷方式，一方面收卷稳定、换卷次数少，不影响分切机的收卷过程，另一方面收卷范围宽，可适应厚度5μm~60μm、宽度5cm以上、摩擦系数各异的薄膜。一般的边料收卷，采用分切机的收卷工位进行收卷，但由于收卷方式的局限性，无法收取小宽度的边料，造成薄膜浪费严重。
二 系统要求
1．实现高精度边料收卷控制，满足分切机对边料收卷的要求；
2．收卷范围宽，薄膜适应性广；
3．可适应的分切机车速最快可达到1000m/分钟；
4．采用通用设计方案，具有通用性、可靠性、可维护性强等特点。
5．控制软件具有良好的灵活性，对控制方式的调整和修改方便。
三 系统配置与功能实现
新的方案是在分切机边料位置安装一套独立的边料收卷装置，该系统以分切机薄膜线速度和速度改变量为参考，同时控制边料薄膜张力，保证边料收卷和正常收卷过程严格同步。
边料张力通过安装在张力轴上的编码器得到，张力气缸提供的张力和边料的张力在平衡点附近波动，当平衡被破坏时，张力轴发生偏移，通过编码器可测到偏移量，然后通过调整边料电机的速度保证张力稳定在中心点。
控制系统由以下主要设备组成：
1．伺服驱动器和伺服电机：由于边料薄膜宽度很窄，最小要求达到50mm，而且薄膜厚度最小可达到5µm，而且分切机是工作在动态过程中，速度是在不断变化，因此要求伺服装置能够实时跟随分切机的速度变化，并且在收卷过程中不断调整收卷速度，保证薄膜张力控制在允许的范围内。本系统选用西门子公司高动态性能的伺服系统MASTERDRIVE MC系列伺服驱动器和1FT6电机，伺服驱动器通过集成的模拟量输入口得到分切机线速度，同时通过集成的编码器卡得到收卷薄膜的张力变化，通过内置的PID控制算法实现自动收卷过程。
2．可编程控制器：采用西门子公司经济成熟的S7-200系列PLC，一方面通过输入输出通道实现外部操作和显示功能，同时将得到的收卷轴直径信息通过通讯方式发送给伺服驱动器，使伺服电机的收卷过程可自动适应收卷直径的变化。
3．显示操作界面：采用西门子公司TD200操作面板，在监视边料收卷过程参数的同时，可对各种控制参数进行设置，使控制系统更人性化，更灵活。
4．旋转编码器：本系统采用了增量式旋转编码器，安装在收卷机张力检测轴上，用于在线检测薄膜张力，用于伺服驱动器的闭环调节。
5．接近开关：在边料收卷机上安装了若干接近开关，用于收卷排绕、收卷辊的装卸和过程保护功能。
6．变频器：实现收卷辊的排绕。
四 使用效果分析
该边料收卷控制系统经过各种规格塑料薄膜分切机上的实际应用，适应性良好，可实现稳定正常工作。