西門子交流伺服系統在濾棒成型機組中的應用
表1 伺服系統選置（MC）
表2 ZL26機組與ZL22機組相關數據比較
表3 測試數據
圖1 電控柜中伺服系統、PLC布局圖
圖2 ZL26濾棒成型機組實物圖
摘要：通過對西門子交流伺服系統（MC）的應用介紹，說明在ZL26濾棒成型機組中，伺服控制系統比機械變速系統更靈活、更簡便，ZL26濾棒成型機組對原材料的適應性更好，改善了產品的品質。
關鍵詞：交流伺服系統，濾棒成型機組，速比，Profibus，simulink，同步
ZL26濾棒成型機組除風機、風泵外，絲束的縱向開松和傳送，甘油量的給定，封口膠和內線膠量的控制，都需要與主傳動同步。進口機型KDF2和國產機型ZL22濾棒成型機組，都是通過機械傳動方式與主傳動聯接。ZL26濾棒成型機組采用了當今先進的交流伺服系統，實現了各分傳動部分與主傳動電機速度同步，而且速比可調，使用簡便。
絲束從供絲開始至濾棒成型，要經過如下工藝過程：1級至3級開松，通過風泵產生的壓縮空氣，使之橫向開松（展開），開松效果怎樣，可通過調節壓縮空氣壓力大小解決，不需要其他控制；供絲輥、拉伸輥、傳送輥對絲束作縱向開松（拉伸），開松效果怎樣，需控制3對輥速與主傳動的同步關系；甘油量、內線膠量、封口膠量的給定，需與主傳動同步；高壓噴嘴的空氣壓力需要與主傳動同步。
一、初步方案
ZL26濾棒成型機組的速度為600米/分，機組的功耗為33千瓦。
根據ZL26濾棒成型機組的工藝要求，采用伺服系統控制設備的工作流程如下：主傳動采用伺服電機，拖動成型機及輸出部分，控制設備的速度按給定方式運行，并作為伺服控制系統的主軸；供絲輥、拉伸輥、傳送輥采用伺服電機，作為從動軸，受主軸控制；甘油量、內線膠量、封口膠量的供給也采用伺服電機，作為從動軸，受主軸控制；高壓噴嘴的空氣壓力不采用伺服控制，選用比例閥去控制和調節壓力大小。
二、系統配置及主要特點
由于交流調速系統具有維護簡便等優點，得到了普遍應用。所以，本系統采用了西門子交流伺服系統，選型配置（見表1）。
ZL26濾棒成型機組的PLC控制系統是西門子S7-300布局（見圖1），伺服系統通過Profibus-DP與PLC數據通訊，設備的運行指令及相關設定由PLC發出，伺服控制系統通過讀取這些指令及軸編碼器反饋信號，調整電機的運行狀態。
絲束的開松效果決定濾棒的品質，因此要求供絲輥、拉伸輥、傳送輥與主傳動按一定的速比實時同步，為了加速動態響應，這三對輥速的控制器與主軸控制器通過SIMOLINK進行實時數據通訊。
三、運行效果
ZL26濾棒成型機組（見圖2）采用伺服控制系統后，通過在長沙卷煙廠近一年的使用，效果很好，與ZL22機組（進口機型為KDF2，速度為400米/分）做過同類濾棒產品比較，針對不同規格的絲束，可以很方便地調整相應的輥速比、甘油量，所以生產出的濾棒重量、吸阻更穩定，幾項主要指標均優于ZL22機組（見表2）。
針對長沙卷煙廠的濾棒規格，ZL26濾棒成型機組的速度為600米/分。2006年1月6日，我們和用戶一起對ZL26濾棒成型機組進行過多次測試，現取其中一組測試數據（見表3）。
從測試結果來看，產品的各項主要指標比其他機型穩定，比用戶內控指標還要好，原材料消耗比用戶的考核計劃要低，傳動系統故障大大減少，可為用戶降低生產、使用成本。實踐證明，西門子交流伺服系統在ZL26濾棒成型機組上的應用是可行的，也是成功的。
【作者簡介】陳建平，現任職于常德煙草機械有限責任公司，長期從事煙草機械產品的設計、改進工作，目前主要從事ZL26濾棒成型機組電控系統的設計及日常維護工作。
信息來源：東方煙草報社
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