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艾默生工業自動化 李天亮
摘要：本文詳細介紹了檢品複卷機(簡稱檢品機)的工作原理，及其電氣設計方案，以及艾默生EV6000變頻器優異的張力性能，通過艾默生PLC與EV6000變頻器的良好配合，大大簡化了係統的設計方案，極大地提高了整個係統的可靠性和張力穩定性。
關鍵詞：艾默生自動化產品 PLC 變頻器 人機界麵 檢品複卷機
Abstract：This paper describes the working principle, and the electrical design of the inspection Winder, and the outstanding performance of the tension in EV6000 converter, by EV6000 and PLC of EMERSON, significantly Simplify the system design, thus greatly enhancing the overall system reliability and stability of tension control.
Key words: Emerson Automatic production PLC converter HMI inspection Winder
一 引言
檢品機是一種具有高精度、高靈敏度的複卷、檢品設備。適用於卷筒狀的印刷薄膜、複合薄膜及卷筒紙製品的印刷、塗布、複合後的全自動品質檢驗，也可用於上述材料的複卷，是印刷、塗布、複合等工序必不可少的檢驗設備。
二 係統選型設計
2.1觸摸屏選型設計
本係統選用的是艾默生EZ600-TT06P型 5.7 寸觸摸屏， 顯示色彩為64K色，解析度為 320×240像素。 按鍵包括 1 個清單鍵和 5 個使用者定義的功能鍵。 此外還有三個 RS232、RS422 和 RS485 的通訊接口， 以及 2個 USB連接口。 內建的 CF 卡插槽可以讓您擴充曆史記錄和配方，以及進行數據備份。 前蓋為 IP65 等級，這樣對於任何方向的低壓水流沖洗，它都能提供保護效果。
2.2 PLC選型設計
係統選用了艾默生EC20-1614BRA可編程控製器，作為主控單元，主要用於實現的邏輯控製功能；外加一個EC20-4DA模擬量輸出模塊作為擴展模塊，主要用於實現係統的線速度設定和張力給定功能。
EC20是艾默生推出的高性能小型PLC，具有極快的運算速度，和12K步(bu)的(de)大(da)程(cheng)序(xu)容(rong)量(liang)，並(bing)且(qie)自(zi)帶(dai)兩(liang)個(ge)通(tong)信(xin)口(kou)，一(yi)個(ge)通(tong)信(xin)口(kou)用(yong)於(yu)與(yu)觸(chu)摸(mo)屏(ping)通(tong)信(xin)，實(shi)現(xian)係(xi)統(tong)的(de)參(can)數(shu)設(she)定(ding)與(yu)狀(zhuang)態(tai)顯(xian)示(shi)功(gong)能(neng)，另(ling)一(yi)個(ge)通(tong)信(xin)口(kou)用(yong)於(yu)與(yu)變(bian)頻(pin)器(qi)通(tong)信(xin)，實(shi)現(xian)變(bian)頻(pin)器(qi)運(yun)行(xing)狀(zhuang)態(tai)的(de)讀(du)取(qu)，以(yi)及(ji)參(can)數(shu)設(she)定(ding)功(gong)能(neng)，這(zhe)樣(yang)大(da)大(da)降(jiang)低(di)了(le)用(yong)戶(hu)成(cheng)本(ben)。
2.3 變頻器選型設計
係統選用了艾默生EV6000變頻器，用於係統的驅動及張力控製功能。
EV6000是艾默生最新推出的一款創新型平台產品，集自主研發的無速度傳感器矢量控製的核心算法技術、伺服定位控製技術、EMC技術和可靠性技術的優勢與一身，使之在性能上有了質的飛躍。
EV6000高性能矢量控製變頻器擁有超大功率範圍，可以從0.4到250kW之間進行選擇，而它的最高輸出頻率也可高達1000Hz。EV6000可以實現無PG矢量控製和有PG矢量控製驅動永磁同步電機，而且在無PG矢量控製時，能在0.25Hz下可以滿足200%額e定ding負fu載zai突tu變bian時shi轉zhuan矩ju能neng快kuai速su地di響xiang應ying和he穩wen定ding運yun行xing，能neng滿man足zu眾zhong多duo低di速su大da轉zhuan矩ju應ying用yong要yao求qiu，在zai變bian頻pin低di頻pin脈mai動dong技ji術shu難nan題ti上shang邁mai出chu了le一yi大da步bu，處chu於yu國guo際ji領ling先xian水shui平ping。
三 係統介紹
3.1 係統原理介紹
圖一 係統原理圖
(1) 觸摸屏：通過觸摸屏，用戶可以對工作速度、運行張力、料卷直徑等參數進行設置；並且，通過觸摸屏，可以顯示設備的當前運行狀態，並對當前的故障信息進行顯示，以便用戶作進一步處理。
(2) EC20控製器：該控製器是艾默生公司的高性能控製器，它是整個係統的控製中心，協調外圍設備的動作，並按用戶設定的工藝控製設備的運作。通過EC20-4DA模塊對變頻器作張力給定和頻率設定。
(3) 變頻器：本係統采用EV6000變頻器做收放卷控製，通過該變頻器可保證檢品機械的張力恒定、速度穩定，是整套係統的控製核心部分。
3.2控製流程圖
圖二 係統正常啟停流程圖
正常啟停流程主要是用於用戶查找產品缺陷，當發現缺陷時，用戶通過按鈕記錄當前位置，以備查找；難點主要是在於加減速，以及零頻時張力的控製。
圖三 檢查點啟停流程圖
jianzhadianliuchengzhuyaoshiyongyuquexiandezhazhao，zheyeshigaishebeidezuizhongyaodegongnengzhiyi，benxitongshitongguoyingjianzhongduandefangfajiluquexiandeweizhide，suoyi，keyibijiaozhunquedefaxianquexiandeweizhi。youyubenguochengshejidaoduociqiting，erqiezairenhesuduxiadouyaobaochizhangliwending，suoyiduibianpindezhanglikongzhixingnengyaoqiuhengao。
圖四 張力控製示意圖
圖四是整個係統的張力控製示意圖，EV6000作為主驅動，控製整個係統的運行，EV6000張力控製用變頻，驅動收/放卷電機，通過張力傳感器反饋回來的張力的大小，做閉環控製，以保證整個係統的張力恒定、速度穩定。利用編碼器與變頻器作閉環控製，使變頻器可以在高速度精度和恒張力下運行，同時PG3把信號送給EC20，由PLC計算當前的運行速度、距離等數據。
PLC實現傳動點的協調控製，邏輯控製處理。PLC實現線速度，運行命令傳遞到變頻器，並收集變頻器的運行狀態。同時傳遞變頻器參數修改信息。
選用EV6000張力控製專用變頻器實現放卷和收卷控製，選用EV6000高性能矢量控製變頻器實現主牽引控製。變頻器以閉環矢量控製運行，安裝脈衝編碼器（PG），編碼器信號類型：集電極開路輸出型；
收、放卷變頻器工作於張力閉環速度模式，EV6000自帶卷徑計算功能和斷帶檢測功能。
為了保證係統的快速起停要求，尤其是急停的技術指標。變頻器都需外接製動電阻。
圖五 主牽引變頻器接線圖
變頻器通過端子進行起停運行控製，運行方向設定，運行速度設定，故障停機和複位處理。
圖六 收、放卷變頻接線圖
變頻器通過端子進行起停運行控製，運行方向設定，張力給定設置，張力方向設定，運行線速度設定，收、放卷模式設定，初始卷徑複位，故障停機和複位處理。
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