施耐德运动控制产品在包装行业的应用示例

伺服产品简介
　　
　　伺服系统在机电设备产品中的应用越来越多，其控制精度往往反映了机电设备的控制质量。施耐德电气运动控制部的产品分为两个系列，TWINLINE和LEXIUM，面对OEM客户时，我们主推TWINLINE系列的产品。TWINLINE系列中的驱动器部分又分为4种，分别是TLD：一般驱动；TLC4：具有特殊输入输出功能定义的数据设置型定位控制器；TLC5：通过现场总线控制的定位控制器；TLC6：可自由编程的定位控制器。
　　根据客户对伺服系统功能的不同需要，我们选择不同的驱动器类型。本文以某厂的塑膜剪切机为例说明TWINLINE产品的运用。
　　
　　机器及工艺
　　
　　图1即为该剪切机。该机器分成3个部分，左侧头部是放卷部分。左侧中部是伺服定位及剪切，其余部分为输送及缝织。
　　本系统是单伺服系统，而且需要与PLC的输入输出配合使用，所以我们选择了具有特殊输入输出功能定义的数据设置型定位控制器TLC4。

　　关于伺服定位及剪切，客户的基本要求包括两个部分，第一功能称为无色标模式，要求为每分钟剪切600MM－1000MM长的塑料编织袋35个，切刀在编织袋定位完成后进行剪切，具体到单次的时间，剪切动作需要0.5秒左右，伺服定位的时间约为1.2秒。第二功能称为色标模式，要求为当塑料编织袋上印有色标时，需要根据色标来进行剪切。通常是距离色标位置300MM处。
　　
　　系统配置：
　　
　　系统配置见图2所示:

　　伺服系统的功能说明：
　　
　　TLC4中有DATASET功能区，它可以存储50个定位的工作任务，而这50个任务可以通过外部的6个地址输入点来进行选择。输入输出端子可以提供相关的功能如：使能驱动器，自动手动选择，启动任务，任务完成，错误复位，紧急停车等。借助于这些端子，我们可以很容易的实现配合切刀动作的定位过程。一般的，我们把定位长度，速度等参数存在DATASET的0号任务中。6个地址输入点除了选择50个定位任务，还可以选择如寻原点的预置功能。在本机器的色标模式中，需要选择地址为63的正向运动寻找参考限位开关的寻原点方式。在此功能下，马达开始的时候进行正向运转，当接收到参考限位开关信号之后，马达再运转已经设定的长度。
　　用户可以在HMI上进行参数设定，PLC将设定的参数通过MODBUS通讯传送到伺服控制器。用户首先选择机器自动运行模式，然后选择功能模式，有色标或是无色标。然后用户按下启动键，PLC程序根据用户的选择控制TLC4的运动模式：DATASET运动任务0或63号寻原点方式。从而达到用户的功能要求。
　　
　　伺服系统应用的关键点：
　　
　　伺服系统在进行选型的时候有其特殊的要求，通常的来说，我们在传动相关的场合总是把功率放在首位进行考虑，在选用伺服系统时，不仅要考虑功率，还要考虑扭矩和负载系统的惯量，具体的分析就是不能因为马达的最大速度满足用户的需求就认为马达的选择是正确的，一定要注意在需求的速度下的扭矩是否满足负载的需求；此外，伺服马达对于负载惯量有专业的要求。因此必须准确地了解负载的机械尺寸及材料构成，从而进行正确的惯量计算。
　　在某剪切机上，经计算，负载的惯量是490KGCM2,马达自身的惯量为11.3 KGCM2，从惯量的角度看，直接驱动是不可行的，最终劝说客户通过1：3的同步带进行驱动，经实践检验满足要求。
　　
　　总　结
　　
　　事实上，本文所说的应用案例是伺服系统比较简单的应用，伺服系统所能提供的功能要丰富的多，各位同事如果有具体的应用案例，尽管与我们联系，欢迎各位批评指正。