富士人機界面與變頻器在塑料薄膜生產線中的高級應用

控制、通訊、數據處理及人機界面于一體功能的實現
富士貿易公司系統集成部
關鍵詞：人機界面、變頻器、同步控制、系統集成、通訊

前言
塑料薄膜 吹拉成型機械設備 有著廣泛的市場，如薄膜包裝，腸衣制造，等等。 主要功能是將乙烯顆粒原材料加溫融化，經過擠出、中空、定型、拉伸、冷卻等幾部工藝，使原材料經過流水線成為中空薄膜，用于各種包裝材料場合。過去此類設備主要從國外進口，由于成本和維護費用高，維護周期長 ，漸漸國內企業也紛紛 研制，并在市場上有良好應用。富士貿易為北京塑料工業聯合公司技術開發部選型用富士人機界面作同步調速器，用變頻器作精確傳動控制，可完成相關設備的控制要求和精度，其售價只有意大利同樣產品的十分之一，為用戶創造新的經濟增長點。
系統控制工藝
該系統電氣控制主要由三部分構成：鼓風與上料系統、塑料顆粒加溫擠出系統，多步牽引與成型系統
鼓風與上料系統
系統工藝較為簡單，主要功能為原材料輸送及吹風系統。利用富士變頻器可輕松實現調速控制。
塑料顆粒加溫擠出系統
系統主要是材料擠出溫度及牽引各環節薄膜溫度的恒 溫控制。主要利用富士PXW5型溫控器實現各點 溫度自動控制。
富士溫控表有各種規格，具有自整定及模糊控制功能，并具有各種輸入/輸出形式及相關報警模式。三鍵式面板操作十分方便。
多步牽引與成型系統
此部分為整個生產工藝控制過程中最為復雜的部分，該部分要求系統由5臺變頻器構成，分為一牽、二牽、三牽、四牽、五牽個部分，動作如下：
A：一牽為為基準速度控制，該臺變頻器作為主要變頻器，配合生產工藝增減速度，其他四臺變頻器跟蹤其速度作線性變化。
B ：二牽、三牽為中間過度傳送系統，其速度為跟蹤一牽成一定比例的 線性 調速，使薄膜不會過緊或過松。
C：四牽、五牽為拉伸 系統，跟蹤一牽成一定比例變化。最后成型與卷繞。
D：所有各牽的比例系數隨工藝調整隨時變化，每次開車 時需調用不同的工藝參數。
系統電氣設計
根據以上控制要求，本方案不用變頻器同步卡和PLC控制，充分利用富士POD集控制、通信、數據處理及人機界面于一體的強大功能，采用POD實現5臺變頻器集成聯動頻率和參數換算，及相應各臺變頻器的頻率，線速度，工作電流 的集中顯示。并利用POD內的存貯器，將各種工藝參數存貯起來，每次開機時根據不同產品生產，一鍵式調用工藝參數。
系統構成與分析
本電氣系統要求較高，技術含量較大，大多是用軟件來實現其功能，因此要求選用優質產品，可靠性高，系統運行穩定，在一定基礎上做到免維護。因此在硬件上全部選用富士電機優質產品。
變頻器
選用富士電機無錫工廠生產的G11系列變頻器。該工廠已獲得ISO14001認證和ISO9002認證。G11系列變頻器為低噪聲高性能，多功能變頻器。具有 動態矢量 轉矩 控制，0.5HZ低頻輸出200%的啟動 轉矩 能在各種運行條件下實現對電動機的最佳控制。本系統中充分利用了G11變頻器的 恒轉矩 輸出功能，通訊 功能，低速脈動小功能及萬用DI/DO功能，和變頻啟/停調速多種方式任意切換功能。其豐富 的保護功能和維護功能也在系統診斷與可能性提高上發揮了完美應用。
人機界面
選用日本富士電機生產的優質觸摸屏UG221H-LC4。 機器為5.7英寸，蘭底單色。內部有大量的宏指令運 算 功能用于數據處理和通信。有 專用 通信口可與變頻器及溫控表等產品通信，有打印機接口，可打印相應生產和系通診斷 工況，內部有存儲空間，用于放置各種工藝參數。與富士變頻器萬能DI/DO口實現完美控制。漂亮的外觀及清晰的顯示器能將整個 系統狀態完美顯示。其觸摸功能可讓用戶在屏上控制監視各級工藝與工況。
本系統具體操作如下；
㈠、調 車 狀態：這步根據不同產品生產及不同工藝要求進行試 車過程，將調試好的各種工藝參數存貯在POD中，以便正常生產時隨時調用。
首次調試：在POD上按手動。這時5臺變頻器的頻率調整由外部端子點動 加/減速，達到現想工況之后按存貯鍵，這樣此步工藝就存在POD中。
㈡、正常生產：在POD 上按自動，根據工藝要求調用已存貯的1-5號工藝，按生產要求生產。在生產中需要提高或減少產量，只要點動一牽變頻加速或減速，那么二牽、三牽、四牽、五牽會自動按照 數學模型跟蹤一牽速度增加或減少，達到正常生產。
結束語：
本系統將大量工作用于開發上，硬件聯接簡單，可 靠，維護方便。主要功能由軟件實現，工人操作與維護十分簡單，真正可稱為傻瓜機。 在環球公司運行一年多，性能穩定可靠，操作方便，至今已創造產值一億余元。本應用案列還可應用在許多 其他類似場合，對于多臺變頻聯動應用都適合。