Lenze伺服系統在KDF2濾棒成型機中的應用

葉 娜

（河源市高級技工學校，廣東 河源 517000）

0 引言

某卷煙廠KDF2濾棒成型機組由AF2開松上膠機和KDF2濾棒成型機組成。AF2開松上膠機的作用是把醋酸纖維絲束帶展開、開松、壓平整，同時在均勻展開的絲束帶上噴灑三醋酸甘油脂增塑劑。KDF2型濾棒成型機的作用是將經過處理的醋酸纖維絲束帶包上濾紙，按規定的尺寸要求進行成型、切斷，通過分煙輪等輸送到濾棒庫和裝盤機裝盤，完成整個由絲束帶到濾棒的生產成型工藝過程。

1 KDF2濾棒成型機存在的問題

原KDF2濾棒成型機組由一臺主電機拖動喂料輥、拉伸輥、傳輸輥、濾棒成型和切割機。其中喂料輥、拉伸輥、傳輸輥采用無級變速箱傳動，機械速比微調采用機械旋鈕調節，由于機械磨損造成機械誤差影響了AF2開松質量，造成濾棒重量指標和圓周的變異，影響產品質量。為解決這一問題，采用Lenze伺服系統對KDF2濾棒成型機進行改造。

2 KDF2濾棒成型機改造方案

Lenze伺服系統非常適于機器內子過程的獨立控制，從動電機和主電機采用速度同步方式工作，通過PROFIBUS-DP現場總線傳輸和接收命令。Lenze伺服系統精確度高，能使被控量的精度跟隨給定值的變化，克服干擾因素的影響，系統穩定性好。

2.1 主電路改造

對主電路進行如下改造：

（1）拆除AF2開松上膠機的喂料輥、拉伸輥、傳輸輥的無級變速箱，更換為Lenze交流伺服驅動。

（2）拆除KDF2濾棒成型機原主電機及三菱變頻器，更換為Lenze交流伺服驅動，濾棒成型機組的濾棒成型和切割機仍由主電機拖動，甘油脂計量泵由Lenze交流伺服驅動控制。這樣就形成了由主電機、喂料輥電機、拉伸輥電機、傳輸輥電機及甘油脂計量泵共5臺交流伺服驅動系統，通過西門子PLC、MPI和DP通訊系統控制。

2.2 伺服系統組成

本伺服系統由主電機和喂料輥電機、拉伸輥電機、傳輸輥電機3臺輥電機形成直聯從動，通過電子齒輪使電機嚴格按照速比關系運行，使得電機保持速度和位移同步。主電機驅動器與喂料輥電機驅動器、拉伸輥電機驅動器、傳輸輥電機驅動器之間通過數頻線連接。伺服系統工作原理框圖見圖1，其中，SIMOLINK是一種數字串行數據傳輸協議，可實現在驅動器之間傳輸數據，傳遞主電機的實際速度值，速度同步信號直接由主驅動傳遞。

圖1 伺服系統工作原理框圖

伺服電機有兩種停車形式：①正常情況機組以1s的下坡時間停車，該時間可以在觸摸屏內設置，但不得小于快速停車時間；②當發生故障時，機組以0.5s的下坡時間快速停車，該時間不可以改變，以保護機組。

3 數據通信

由于控制系統選用西門子PLC，采用PROFIBUSDP現場總線進行數據傳輸，能實現數據的高速傳送，主站可周期地讀取從站的輸入信息并周期地向從站發送輸出信息，PROFIBUS-DP具有組態、診斷、報警處理功能。

PLC上位機通過PROFIBUS-DP通信控制驅動器，采用數頻級聯方式在伺服控制器之間建立連接，進行數據傳輸。PLC通過程序運行控制驅動器，實現對主電機啟動、停止、速度的控制。主電機的實際轉速通過SIMOLINK環傳送給喂料輥電機、拉伸輥電機、傳輸輥電機從動電機。驅動器向上位機PLC發送電機的實際轉速和狀態字，PLC通過PWM脈寬指令控制電機的運行速度，同時通過電機的狀態字、控制字實現電機的聯鎖、同步、啟動、停止功能。

4 結束語

通過數據測定，使用Lenze伺服系統改造KDF2濾棒成型機組后，濾棒重量指標的變異系數達到0.9%，濾棒重量指標的變異系數小于2%，濾棒出棒率得到提高，達到了產品的質量要求，滿足了工藝要求，提高了生產效率。

［1］張新華.四電機分部傳動粗紗機的數據通信與控制實現［J］.制造自動化，2003（4）：28-30.

［2］楊少光.機電一體化設備的組裝與調試［M］.南寧：廣西教育出版社，2009.