中達電通公司上海機電業務處                  李  強

    摘  要：自動切台是用來定長分切卷材的專用設備，通常用於透明膠帶、不幹膠帶、塑料膜
、紙卷等生產工藝環節。本文描述基於台達自動化整合技術的自動切台電氣控製係統應用研發。
    關鍵字：伺服  自動切台  PLC 變頻器
1       引言
    自動切台的主要用途是用來定長切割透明膠帶、不幹膠帶、塑料膜、紙(zhi)卷(juan)等(deng)材(cai)料(liao)，將(jiang)整(zheng)卷(juan)寬(kuan)幅(fu)的(de)材(cai)料(liao)通(tong)過(guo)設(she)定(ding)的(de)寬(kuan)度(du)分(fen)切(qie)成(cheng)小(xiao)卷(juan)。例(li)如(ru)常(chang)用(yong)的(de)透(tou)明(ming)膠(jiao)
，就(jiu)是(shi)通(tong)過(guo)該(gai)設(she)備(bei)切(qie)割(ge)而(er)成(cheng)。切(qie)割(ge)的(de)寬(kuan)度(du)可(ke)以(yi)在(zai)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)上(shang)進(jin)行(xing)設(she)定(ding)。在(zai)人(ren)機(ji)界(jie)麵(mian)上(shang)可(ke)以(yi)建(jian)立(li)多(duo)種(zhong)工(gong)作(zuo)模(mo)式(shi)，每(mei)種(zhong)模(mo)式(shi)包(bao)含(han)：設定寬度、切割刀數兩個參數。例如如果客戶選擇模式1
，則運行後係統自動按照模式1設定的寬度進行切割，切割的刀數達到設定的刀數後，自動停機。如果選擇模式10

，則啟動後，係統將模式10所suo設she定ding的de刀dao數shu切qie割ge完wan畢bi後hou，自zi動dong停ting機ji。雙shuang伺si服fu與yu單dan伺si服fu的de區qu別bie就jiu在zai於yu，單dan伺si服fu控kong製zhi切qie台tai的de移yi動dong是shi通tong過guo伺si服fu帶dai動dong，進jin刀dao和he退tui刀dao依yi靠kao油you壓ya係xi統tong控kong製zhi。雙shuang伺si服fu不bu僅jin切qie台tai的de移yi動dong使shi用yong伺si服fu而er且qie進jin刀dao和he退tui刀dao也ye使shi用yong伺si服fu。進jin刀dao的de長chang度du能neng夠gou在zai人ren機ji上shang進jin行xing設she定ding，提ti高gao了le切qie割ge的de精jing度du。
    自zi動dong切qie台tai分fen為wei單dan管guan和he雙shuang管guan兩liang種zhong。這zhe兩liang種zhong設she備bei上shang海hai機ji電dian都dou已yi經jing有you了le成cheng功gong的de案an例li，而er且qie已yi經jing在zai客ke戶hu處chu穩wen定ding使shi用yong，配pei套tao機ji械xie廠chang商shang也ye已yi經jing在zai正zheng常chang的de使shi用yong台tai達da的de產chan品pin。因yin為wei該gai行xing業ye的de競jing爭zheng日ri漸jian激ji烈lie
，為wei了le能neng進jin一yi步bu提ti高gao設she備bei的de檔dang次ci並bing且qie滿man足zu更geng高gao的de精jing度du要yao求qiu
，我wo們men為wei客ke戶hu提ti供gong了le雙shuang伺si服fu自zi動dong切qie台tai的de控kong製zhi方fang案an，通tong過guo兩liang天tian的de開kai發fa及ji調tiao試shi，將jiang設she備bei開kai發fa成cheng功gong。近jin一yi步bu鞏gong固gu了le客ke戶hu使shi用yong台tai達da產chan品pin的de信xin心xin。同tong時shi台tai達da伺si服fu的de性xing能neng也ye得de到dao了le客ke戶hu的de認ren可ke。

2 電控係統設計
2.1 係統組成 
    係統組成參見係統框圖（圖1）。

2.2 基於台達技術平台的電控係統硬件配置

3 雙伺服自動切台的控製係統設計 
3.1 工藝主體分析 
    雙伺服自動切台由兩台變頻器驅動。一台驅動主軸馬達
；另外一台驅動圓刀（切刀）。兩台伺服同軸與絲杆相連，一台控製切台的定位，即定長。另外一台控製進刀和退刀。變頻器通過RS485通訊的方式控製，給定主軸和圓刀的轉速。伺服用Pt模式定位。根據客戶的要求為其提供了單段和連續兩種控製方式和10種操作模式。如果有特殊需要
，可以將操作模式擴展到幾十種模式。每種操作模式包含：寬度設定
、刀數設定兩個參數。 
3.2 工藝控製設計 
    客戶根據生產的要求，將需要生產的膠帶的寬度和該寬度需要切割的刀數在參數表中預先設定好，這兩個參數關聯PLC中的掉電保持寄存器。如果操作人員選擇單段控製方式，在人機上輸入模式號後，係統自動把對應該模式的參數（寬度和刀數）調(tiao)用(yong)出(chu)來(lai)。啟(qi)動(dong)後(hou)

，切(qie)台(tai)通(tong)過(guo)伺(si)服(fu)開(kai)始(shi)定(ding)長(chang)橫(heng)向(xiang)移(yi)動(dong)，當(dang)到(dao)達(da)設(she)定(ding)的(de)寬(kuan)度(du)後(hou)，切(qie)台(tai)橫(heng)向(xiang)移(yi)動(dong)停(ting)止(zhi)，通(tong)過(guo)另(ling)外(wai)一(yi)台(tai)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)切(qie)台(tai)縱(zong)向(xiang)移(yi)動(dong)。當(dang)切(qie)台(tai)移(yi)動(dong)至(zhi)前(qian)限(xian)位(wei)處(chu)，定(ding)時(shi)開(kai)始(shi)，保(bao)證(zheng)將(jiang)膠(jiao)帶(dai)完(wan)全(quan)切(qie)斷(duan)，定(ding)時(shi)時(shi)間(jian)一(yi)到(dao)
，自(zi)動(dong)退(tui)回(hui)至(zhi)後(hou)限(xian)位(wei)開(kai)關(guan)處(chu)停(ting)止(zhi)。如(ru)果(guo)該(gai)模(mo)式(shi)設(she)定(ding)的(de)刀(dao)數(shu)不(bu)為(wei)零(ling)，則(ze)重(zhong)複(fu)以(yi)上(shang)動(dong)作(zuo)，直(zhi)到(dao)切(qie)割(ge)的(de)次(ci)數(shu)等(deng)於(yu)該(gai)模(mo)式(shi)設(she)定(ding)的(de)刀(dao)數(shu)後(hou)，自(zi)動(dong)停(ting)止(zhi)。如(ru)果(guo)該(gai)模(mo)式(shi)設(she)定(ding)的(de)刀(dao)數(shu)為(wei)零(ling)則(ze)係(xi)統(tong)不(bu)動(dong)作(zuo)。而(er)如(ru)果(guo)操(cao)作(zuo)人(ren)員(yuan)選(xuan)擇(ze)連(lian)續(xu)控(kong)製(zhi)方(fang)式(shi)，在(zai)人(ren)機(ji)上(shang)輸(shu)入(ru)模(mo)式(shi)號(hao)，則(ze)啟(qi)動(dong)後(hou)係(xi)統(tong)自(zi)動(dong)按(an)照(zhao)模(mo)式(shi)1設定的寬度和刀數切割，當模式1切qie割ge完wan畢bi後hou，自zi動dong按an照zhao下xia一yi模mo式shi設she定ding的de寬kuan度du和he刀dao數shu切qie割ge
，如ru果guo該gai模mo式shi的de設she定ding刀dao數shu為wei零ling，則ze係xi統tong自zi動dong跳tiao過guo該gai模mo式shi，執zhi行xing下xia一yi模mo式shi，直zhi到dao將jiang設she定ding的de模mo式shi全quan部bu切qie完wan後hou自zi動dong停ting機ji。例li如ru：在連續模式下：選擇模式１０，啟動後係統按照模式１設定的參數切割
，模式１切割完畢，如果模式２中設定的刀數不為零，則按照模式２設定的寬度和刀數自動切割；如果模式２中設定的刀數為零，則係統自動跳過模式２
，按照模式３中設定的參數切割。以此類推

，直到將模式１０設定的寬度和刀數切割完畢後
，係統自動停機。切台橫向移動的速度可以在人機上進行設定
，橫向移動的速度分為兩段速：移動的初速、正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)速(su)度(du)。兩(liang)段(duan)速(su)度(du)的(de)切(qie)換(huan)通(tong)過(guo)定(ding)時(shi)完(wan)成(cheng)。兩(liang)段(duan)速(su)切(qie)換(huan)的(de)時(shi)間(jian)在(zai)人(ren)機(ji)上(shang)進(jin)行(xing)設(she)定(ding)。係(xi)統(tong)在(zai)正(zheng)常(chang)生(sheng)產(chan)前(qian)要(yao)進(jin)行(xing)對(dui)刀(dao)，以(yi)保(bao)證(zheng)圓(yuan)刀(dao)能(neng)夠(gou)將(jiang)所(suo)需(xu)要(yao)切(qie)割(ge)的(de)材(cai)料(liao)切(qie)斷(duan)，同(tong)時(shi)要(yao)求(qiu)快(kuai)速(su)地(di)進(jin)刀(dao)/退(tui)刀(dao)，當(dang)圓(yuan)刀(dao)即(ji)將(jiang)與(yu)材(cai)料(liao)接(jie)觸(chu)時(shi)
，圓(yuan)刀(dao)滿(man)速(su)切(qie)割(ge)。切(qie)割(ge)完(wan)畢(bi)，快(kuai)速(su)退(tui)刀(dao)。在(zai)這(zhe)一(yi)要(yao)求(qiu)下(xia)，我(wo)為(wei)客(ke)戶(hu)設(she)計(ji)了(le)非(fei)常(chang)人(ren)性(xing)化(hua)的(de)操(cao)作(zuo)。啟(qi)動(dong)前(qian)，在(zai)人(ren)機(ji)上(shang)設(she)定(ding)好(hao)進(jin)刀(dao)速(su)度(du)
、qiegesudu，ranhoushoudongjindao。shoudongjindaokaishishijindaosudujiaokuai，songkaishoudongjindao
，yuandaokuaisutuihui。cishi，xitongzidongjiyishoudongjindaoyunxingdeshijian
，bingqiejianggaiduanshijianzairenjishangxianshi。dangxitongchuyuzhengchangyunxingzhuangtaishi，meiciqiege，yuandaodouyishedingdejindaosudukuaisujiejinbeiqiegedecailiao，yunxingduidaoqianzidongjiyideshijian，shijianyidaobianyishedingdeqiegesudujinxingmansuqiege。caozuojianjiebianli
，gengjiarenxinghua。 
3.3 工藝控製流程 
    係統控製流程的順序如下所述：首先夾頭動作
，夾頭動作前，搖臂氣缸首先要向上動作， 
上shang到dao限xian位wei後hou
，夾jia頭tou和he頂ding針zhen動dong作zuo，將jiang主zhu軸zhou頂ding緊jin並bing且qie夾jia住zhu。然ran後hou主zhu軸zhou和he圓yuan刀dao才cai能neng啟qi動dong進jin行xing切qie割ge。在zai自zi動dong運yun行xing過guo程cheng中zhong如ru果guo按an全quan部bu停ting止zhi
，則ze主zhu軸zhou和he圓yuan刀dao停ting止zhi運yun轉zhuan，然ran後hou頂ding針zhen退tui回hui
，夾jia頭tou送song開kai
，頂ding針zhen退tui到dao位wei後hou，搖yao臂bi氣qi缸gang向xiang下xia，下xia到dao限xian位wei後hou停ting止zhi。在zai連lian續xu運yun行xing完wan畢bi後hou，係xi統tong自zi動dong停ting止zhi
，並bing且qie自zi動dong將jiang頂ding針zhen退tui回hui，夾jia頭tou鬆song開kai。搖yao臂bi氣qi缸gang向xiang下xia到dao位wei。然ran後hou當dang重zhong新xin換huan卷juan後hou，如ru果guo啟qi動dong夾jia頭tou，則ze切qie台tai自zi動dong複fu位wei到dao原yuan點dian
，並bing且qie搖yao臂bi向xiang上shang到dao位wei，頂ding針zhen頂ding到dao位wei，夾jia頭tou夾jia緊jin主zhu軸zhou，便bian於yu整zheng卷juan膠jiao帶dai切qie割ge完wan畢bi後hou，進jin行xing換huan卷juan時shi，方fang便bian使shi用yong人ren員yuan的de操cao作zuo。　　 
3.4 自動記憶功能 
    在整個自動切卷的過程中，如果出現任何故障或者操作人員手動停車，則係統記錄當前 
執行到的模式號和已經完成了幾次切割
，如果故障處理完畢後再次啟動
，則按照停車前的模式繼續切割。以上所述的是自動切割狀態。 
3.5 自動對刀功能 
    在手動狀態下，為客戶提供了自動對刀的功能。即在出現故障或前一次切割質量不高時
， 
在zai停ting機ji的de狀zhuang態tai下xia
，可ke以yi通tong過guo人ren機ji或huo操cao作zuo麵mian板ban上shang，按an間jian接jie歸gui位wei或huo間jian接jie前qian進jin按an鈕niu
，切qie台tai自zi動dong以yi當dang前qian模mo式shi設she定ding的de寬kuan度du向xiang後hou或huo向xiang前qian移yi動dong一yi個ge寬kuan度du
，達da到dao自zi動dong對dui刀dao的de功gong能neng。同tong時shi也ye提ti供gong手shou動dong對dui刀dao的de功gong能neng。 
3.6 關鍵技術設計 
1 模式參數的設定及調用 
    利用PLC中連續的掉電保持區的數據記憶所有的模式參數（寬度設定、刀數設定），且在PLC中對應的地址都是雙字。假如模式1中寬度設定對應PLC中的D500，則刀數設定對應PLC中的D502
，則模式2中兩個參數在PLC中對應的地址為D504、D506。所以可以利用變址來尋址。模式號的輸入對應D570，則通過以下程序即可實現參數的調用之功能。 
SUB D570 K1 D90 
MUL D90 K4 D92 
MOV D92 F2 
ADD D92 K2 D160 
MOV D160 F1  
DMOV D500F2 D192        //設定寬度 
MOV D500F1 D190         //設定刀數 
2 長度計算 
    絲杆的導程10mm,電子齒輪比為2，伺服每10000脈衝/圈
，伺服與絲杆同軸連接。寬度設定2位小數。因此可以推出設定的寬度與所需發送脈衝之間的關係如下： 
    所需脈衝=10000*設定寬度/100*電子齒輪比*導程=設定寬度*5 
3 模式轉換 
    當前已切割刀數以退刀到位為基準，每次加一。當已切割刀數與設定刀數相等時， 將模式自動加一。從而將運行參數自動轉換成下一模式設定的參數。 
4 通訊 
    主軸速度和圓刀的速度通過RS-485通訊，由PLC給定變頻器。 
4 係統調試 
4.1係統調試 
    1通過調試完成整個控製的邏輯部分。保證基本的邏輯動作無誤。 
    2將主軸和圓刀的頻率部分的通訊程序調試成功。 
    3用手動模式，使伺服以JOG的方式運行。 
    4伺服參數設定：1-00：2；1-01：0
；1-44：2；2-08：12

；2-10：1
；2-15：0；2-16：0；2-17：0；根據伺服具體的運行效果調整2-00；2-02
；2-04；2-25；2-26

；同時相應的調整1-08參數，以保證伺服在告訴運行時平緩一些，根據具體情況設定該參數。 
    5判斷伺服的運轉方向，與要求一致。 
    6將(jiang)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)上(shang)的(de)接(jie)地(di)按(an)要(yao)求(qiu)接(jie)好(hao)，同(tong)時(shi)將(jiang)變(bian)頻(pin)器(qi)上(shang)的(de)接(jie)地(di)線(xian)與(yu)可(ke)靠(kao)大(da)地(di)連(lian)接(jie)。否(fou)則(ze)有(you)可(ke)能(neng)因(yin)為(wei)變(bian)頻(pin)器(qi)運(yun)行(xing)起(qi)來(lai)的(de)幹(gan)擾(rao)使(shi)伺(si)服(fu)誤(wu)動(dong)作(zuo)。如(ru)果(guo)現(xian)場(chang)沒(mei)有(you)可(ke)靠(kao)的(de)大(da)地(di)，相(xiang)應(ying)的(de)降(jiang)低(di)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)載(zai)波(bo)頻(pin)率(lv)。如(ru)果(guo)電(dian)櫃(gui)內(nei)有(you)24V電源，可以考慮將變頻器的接地線與開關電源的24V-相連，以降低幹擾。 
4.2 整機圖片 

5 結束語 
    中達電通主要是中國最具成長潛力的自動化市場設備和服務供應商。台達變頻器、編碼器
、人機界麵、PLC、伺服、溫控器等機電製品和技術服務涵蓋主要的自動化技術領域。中達電通的母公司為世界著名的電子製造跨國企業――taidadianzijituan。taidajituanzaijiangsuwujiangjianyouguimopangdadeshengchanjidi，tigongjidianchanpindequanmianzhizao。zhongdadiantongdefuwutixibianbuquanguo。taidahaishiquanqiudiyidadianyuanguanlixitonggonghuoshang。zuoweigongkongxingyeneidezhimingchangshang
，tongguoyingyongzijidechanpinnenggouweigexinggeyedekehutigongquanmiandejiejuefangan。 最佳的產品性價比、周到完善的全國乃至全球聯保服務能夠保證客戶利益。