康沃CVF-G2系列變頻器在浸漬機生產線的應用

關鍵詞：康沃變頻器; 浸漬機; 同步控制

一、引 言

　　浸漬機主要用于傢俱板三聚氰胺貼面紙、防火板牛皮紙、面紙、覆銅板絕緣紙、強化木地板耐磨紙以及平衡紙等的生產與加工，根據生產工藝分為一次浸漬機與二次浸漬機兩種。本文以南通四通公司生產的ST-B型臥式二次浸漬機生產線為例，說明其主要工作原理及康沃變頻器在浸漬機生產線中的應用。

二、浸漬機工作原理

　　浸漬機主要由開卷機、浸漬上膠、干燥、牽引、切紙、堆紙升降臺等部分構成，其結構示意如圖1所示。

圖1 浸漬機結構示意圖
1.開卷機 2.一次浸漬擠膠 3.一次干燥段 4.一次排濕 5. 二次覆涂 6. 二次干燥段 7.二次排濕 8.調偏機 9.牽引機 10.切紙機　11.堆紙升降臺

　　2.1主要工藝流程

　　原筒紙從開卷機經進紙輥傳入背涂輥進行背涂，通過一次浸膠、擠膠、抹平后進入一次烘箱段干燥、冷卻，經一次糾編后由二次覆涂機進行正反兩面覆涂及二次抹平，接著進入二次烘箱段進行干燥，經冷卻后紙張經調偏機的檢測機構，對紙張的偏移進行自動糾偏，在牽引輥筒的牽引、冷卻作用下進入切紙機進行高精度切紙，最后由升降臺進行堆垛。

　　2.2主要技術參數:

　　以南通四通公司生產的ST2700B臥式二次浸漬機為例，主要工藝參數如下：

　　工作幅寬： 2440mm

　　機械速度： 0-60m/min

　　上 膠 量： 60-270%

　　揮發含量： 6-7.5%

　　熱 源： 飽和蒸汽/導熱油

　　導熱油入口溫度： 大于200℃

　　裝機容量： 82Kw（ST1500B四呎）

　　浸漬材料： 高、低壓三聚氰胺樹脂、脲醛樹脂、酚醛樹脂

　　加工產品： 耐磨紙、裝飾紙、水泥模板紙、絕緣紙

　　2.3浸漬機的電氣控制

　　該浸漬機生產線采用人機界面+PLC+變頻器方式，實現單動與聯動控制（見圖2）。

圖2 浸漬機生產線電氣示意圖

　　浸漬機生產線中，各單元的運行速度可通過觸摸屏直接設定，根據浸漬紙張力不同可調整相關單元的速度。其主要電氣傳動部分有：開卷電機、進紙輥電機、上膠輥電機、抹平輥電機、牽引鏈電機和切刀電機，以上電機由均適宜采用變頻控制。

三、康沃變頻器在浸漬機中的應用

　　本條生產線變頻控制部分，采用深圳康沃電氣技術有限公司專業生產的第二代CVF-G2/P2系列變頻器進行控制（表1給出了各電機及其適配的變頻器型號）;上位機采用日本三菱FX2N-128MT可編程控制器;人機界面選用HITECH的PWS1711-STN，各單元控制功能，如運行速度、加減速時間等，均可在觸摸屏上直接設定。下面具體分析各主要單元的電氣控制。

表1 浸漬機生產線傳動電機與適配的康沃變頻器型號列表

　　3.1進紙輥、上膠輥、抹平輥、牽引鏈變頻控制

　　為保持原料紙在加工過程中不被拉斷或產生皺折，浸漬機的進紙輥、上膠輥、抹平輥、牽引鏈等單元需要保持同步運行?？滴肿冾l器配備有標準的RS-485通訊接口，采用PLC與變頻器的通訊功能可實現多臺變頻器的同步啟動、停止及調速，其示意如圖2所示。

圖3 浸漬機同步控制單元

　　1、 變頻器主要參數設定

　　以上各單元變頻器主要參數設定一致，以牽引鏈電機CVF-G2-4T0022為例，參數設定如表2所示。

表2 牽引鏈電機變頻器的參數設定列表

　　康沃CVF-G2/P2系列變頻器中提供了RS485通訊接口，用戶可通過PC/PLC實現集中監控，以適應特定的使用要求。其中，RS-485協議主要包含以下內容：

　?。?） 數據格式及波特率

　　康沃RS-485協議具有3種數據傳輸格式可選：

　　1位起始位、8位數據位、1位停止位、無校驗;

　　1位起始位、8位數據位、1位停止位、奇校驗;

　　1位起始位、8位數據位、1位停止位、偶校驗。

　　波特率有5種設置可選：1200bps、2400bps、4800bps、9600bps、19200bps，從機變頻器選用默認值。

　　（2） 報文結構

　　康沃變頻器RS-485通訊協議中每個報文由11個字節組成，如表3所示。

　　報文分為主機發送的數據報文（即主機命令幀）和從機變頻器發送的數據報文（即從機響應幀），分別如表4和表5所示。

　　表4 主機命令幀

　　表5：從機命令幀

　　用戶數據

　　用戶數據包括參數數據和過程數據，其中，參數數據指主機發送的命令碼或從機對命令的響應碼，過程數據指主機控制從機運行或從機返回當前運行狀態。詳細參數表可參照康沃變頻器的操作說明書。

　?。?）編程思路

　　該生產線主機（上位機）為PLC，各單元變頻器為從機，通訊程序采用主機輪詢方式，將從機地址建立在一張輪詢表內，主機定期輪詢從機單元。表6給出了各從機的通訊地址設置。在康沃變頻器的RS-485通訊協議中，當從機在一定時間間隔內（1000ms）內未收到任何報文時，認為發生通訊故障，因而采用主機輪詢方式時，主機需定期輪詢從機，并且輪詢周期小于1000ms，否則會報告通訊故障。

　　表6 從機通訊地址設置

　　3.2 剪切機的變頻控制

　　根據客戶要求需要將加工紙剪切成不同長度規格，其主要通過剪切裝置實現。切紙單元的變頻控制示意圖如圖4所示。

圖4：切紙單元變頻控制

　　該系統中，剪刀電機由一臺5.5KW變頻器控制。光電編碼器將檢測信號送給PLC，當加工紙達到設定長度時，由PLC發出剪切變頻器動作信號，帶動切刀完成剪切，根據不同要求可在觸摸屏上直接設定加工紙長度。由于加工紙厚度較薄，在剪切時要求剪刀能快速動作。該浸漬紙機剪切裝置采用旋轉式雙面切刀，為保持剪切紙長度一致（精度在+2mm內），切刀前后半周要求停止在同一位置，因而切刀變頻器必須快速起動與停止。為實現準確停車，采用康沃變頻器的直流制動功能。表7給出了切刀變頻器的主要參數設定。

　　表7 切刀變頻器主要參數設定

　　切刀變頻器的起動與停止信號由PLC直接給出，通過外部信號起動，其中切刀變頻器加減時間和直流制動有關參數可根據切刀實際位置進行調整。

　　3.3烘箱溫度控制

　　原料紙上膠后進入烘箱干燥，烘箱采用熱煤油加熱，由風機進行冷卻。每個烘箱分成5段，風機變頻器控制部份（兩個烘箱控制相同）如圖5所示。

圖5 風機單元變頻控制

　　烘箱內每段安裝有溫度傳感器（熱電偶），將檢測信號送給PLC。當溫度超過設定值時，由PLC輸出模擬信號系統加快該段風機速度;相反，當溫度低于設定值時，則減小該段風機速度。風機變頻器起動信號由外部端子給定，調速信號由PLC模擬信號模塊輸出0～10V信號調節。采用變頻器控制，一方面可節約能量，同時可根據工藝要求隨時自動調節烘箱溫度，提高了設備的自動化控制程度。

　　風機變頻器采用康沃風機水泵專用型第二代CVF-P2系列，主要參數設定如表8所示。

　　表8 風機變頻器主要參數設定列表

四、結 論

　　該生產線采用RS485通訊技術，實現了人機界面（液晶顯示觸摸屏）、PLC與變頻器的通訊控制，取代傳統的面板控制，提高了整機的自動化程度，從而提高產品質量、生產效率以及系統運行的穩定性。簡捷的人機界面具有系統參數調節、在線故障監測和報警功能。整條生產線采用變頻器控制，其調節范圍寬、精度高、動態響應快，使得電機實現高效、低耗運行，并確保了整個系統的同步控制。