基于臺達PLC鋁絲自動層繞控制系統

摘 要：鋁箔的應用越來越廣泛，鋁絲需求量也越來越大，同時要求層繞設備應適應各種規格的鋁絲，且運動精準可靠，自動化程度高。運用工業控制網絡技術實現生產過程的自動化，提高產品效率及操作人員的安全?；贛ODBUS協議的層繞機測控系統RS485總線與變頻器通信，層繞部分采用全數字交流變頻控制技術，提高了纏繞精度和自動化程度。

關鍵詞：自動層繞；MODBUS協議層；自動導開

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2015） 02-0000-01

本文介紹由基于臺達PLC與變頻器的鋁絲層繞系統，對方案的設計，實現原理和技術優勢進行了說明，給出了系統結構圖。PLC根據檢測到的線速度信號運算后模擬輸出調節收線變頻器的頻率，頻率隨著卷徑而改變。當層繞過程中亂絲時還可控制它的反轉后重繞，反轉時放線架自動將多余的線收回。電位器的反饋信號輸入放線變頻器來控制張力恒定。

一、層繞機的現狀

隨著各種鋁箔制品需求量猛增，迫切需求高精度和自動化程度高的連續生產纏繞設備，提高生產率和產品質量，目前的生產設備每臺都需要一個工人不斷用竹竿等進行輔助性撥動來配合層繞機，不但繞出的產品質量不穩定，而且還會出現層繞亂線。鋁絲沒有采用主動導開技術，使得繞線效率低下，為了提高產業的自動化水平，提高生產效率降低人工成本，基于全數字交流伺服的高精度纏繞技術的研究迫在眉睫。

二、一種高精度自動層繞機設計

下面針對一種高精度恒數控伺服層繞機的結構來分析該系統的設計過

（一）數控伺服層繞機的系統結構框圖

1.長度檢測單元主要用于定長度繞線，線的長度無須卷徑計算和初始卷徑給定，通過卷徑計算為理論值，與實際纏繞的長度有較大誤差，而通過專門的傳感器（編碼器或從動輪轉速傳感器）計算長度更為方便直接。（編碼器測角速度后計算卷徑或超聲波傳感器直接測卷徑）。

2.臺達PLC控制器部分采用專用的伺服控制主機DVP12SA211T來對伺服電機進行控制，層繞輪轉過一定角度層繞進給一定的偏移量，即通過凸輪控制方式實現連續精密進給，每轉過一周進給量為一個鋁絲的直徑長度，一周內分10等分進行凸輪控制。同時PLC對變頻器的頻率進行不斷調節。

這其中主要包括以下幾個主要模塊的考慮：（1）PLC的選取。在進行PLC選取要盡量選擇市面上質量較好，工作較為穩定的PLC，并且要能發高速脈沖，以更好的保證層繞系統的穩定性，在本方案中選取臺達DVP12SA211T；（2）張力控制系統的選??；（3）變頻器頻率的設定部分

在完成層繞系統整體框架結構的設計后，需要使用臺達軟件WPLSoft2.33編寫出系統的梯形圖形式，并且根據系統設計的方案進行反復調試研究，以保證系統設計的可靠性。

（二）通信協議

本系統采用MODBUS RTU模式通信協議，通訊的數據結構為：9600（波特率），8（數據位），EVEN（奇偶校驗位），1（起始位），1（停止位），具體數據幀格式如下表所示：

三、結束語

測控系統越來越走向分布式、網絡化，基于Modbus的網絡測控系統在數控伺服層繞機上已完全實現，通過RS一485串行通信總線，使測控網絡的連線簡潔，信號傳輸穩定可靠，并采用PID控制算法取得了良好的張力控制效果，極大提高了纏繞精度和自動化程度。設備現場運行良好，工作穩定可靠，便于操作，具有廣闊的市場前景。

參考文獻：

[1]臺達電通有限公司.DVP-SS.PDF文檔[J/OL]，2014.

[2]臺達變頻器技術手冊[M].

[作者簡介]臧斌（1979-），男，甘肅人，教師，本科，研究方向：自動化、機電一體化、電子工程。