专利名称：滤嘴开松机伺服控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及控制系统，尤其涉及滤嘴开松机伺服控制系统。
背景技术：
KDF2嘴棒成型机是从德国HAUNI公司引进的嘴棒生产设备，国内进行了消化吸收和批量生产，是现今我国烟草滤棒生产的主力机型。运行线速度为400米/分，刀头最高速度为3333支/分(折合120mm棒长计)。根据原料开松的工艺要求以及辊子的直径不同，开松机第一、第二开松辊以及输送辊之间以及与主机之间各有一个速比关系。这个速比关系在运行中应比较稳定，以确保生产嘴棒的性能指标和质量，且根据所生产嘴棒的类型不同(如中压棒、高压棒及原材料的区别)，它们之间的速比关系也不同。因此，对速比关系应可选择和调节。
在原机中，二个开松辊和一个输送辊各有一个无级变速器驱动，其动力由主机经同步齿型带传送，三个无级变速器之间形成级联关系，以保证邻近辊对之间的速比关系，同时也适合速比调节的操作习惯。无级变速器方式无疑是符合工艺要求的，但由于无级变速器属机械机构，不可避免地要勤予保养和维护，以确保其宏观和瞬时的速度传递关系。整体或局部磨损到达一定程度后，当瞬时速比波动超过一个定值时，无级变速器就应修理或更换。由于其要求较高，国内尚无合适的替代品，其备件均需进口。由于价格昂贵，维护成本也较高，成为滤棒生产企业设备维护方面的瓶颈。因此，对开松机驱动系统进行技术改造是势所必然。
实用新型内容本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种滤嘴开松机伺服控制系统。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，包括以三个伺服电机配三个伺服控制变频器取代原机的机械动力传递系统，包括三个机械无级变速箱和动力传递带轮系统，形成三个电子齿轮箱，设置一套PLC系统和一个触摸屏，用以对其参数控制和显示，对增塑剂供给泵另设一个独立电机驱动，并由独立的变频器实现对主机速度的线性响应。
所述的主机速度由加设的分解能为2048的轴编码器提出，直接作为三个变频器的速度基准信号。
所述的伺服电机采用伦茨伺服电机，电机直配旋转变压器。
所述的伺服控制变频器采用伦茨9300ES系列伺服变频器，通过旋转变压器进行闭环以提高速度精度、启停时的响应速度和宽的动态范围，保证在运行的任何速度下均能与主机同步；采用伦茨制动单元满足对主机停机时机械刹车的响应。
所述的PLC系统采用西门子系列PLC系统作为控制器。
所述的触摸屏以西门子触摸屏为人机操作界面，完成对参数集的选择、各电子齿轮箱速比的调整和记忆、主要运行参数的显示、运行历史记录。
所述的各变频器通过PROFIBUS-DP总线联接。
所述的触摸屏上可进行甘油泵的流量调整，但保留原机甘油含量计。
根据原机工作原理及工艺要求，考虑到电子齿轮箱技术在现今已比较成熟并获得了广泛应用，根据烟厂使用车间的要求，改造方案的基本思路是，以三个伺服电机配三个伺服控制变频器取代原机的机械动力传递系统，包括三个机械无级变速箱和动力传递带轮系统，形成三个电子齿轮箱，设置一套PLC系统和一个触摸屏，用以对其参数控制和显示。对增塑剂供给泵另设一个独立电机驱动，并由独立的变频器实现对主机速度的线性响应。
图1为本实用新型的示意图。
具体实施方式
如图1所示，以三个伺服电机M1、M2、M3配三个型号相同的伺服控制变频器EVS9323取代原机的机械动力传递系统，包括三个机械无级变速箱和动力传递带轮系统，形成三个电子齿轮箱，设置一套西门子PLC和一个西门子触摸屏，用以对其参数控制和显示。对增塑剂供给泵另设一个独立电机M4驱动，并由独立的变频器E82EV实现对主机速度的线性响应。
具体叙述如下主机速度由加设的分解能为2048的主机速度编码器提出，直接作为三个变频器的速度基准信号，这样做可消除取样延时和转换误差，使取样直接、反应快捷，完全响应主机的启、停和运行状况。
采用伦茨伺服电机M1、M2、M3，电机直配旋转变压器，以便其同伦茨变频器获得最佳适配，且使传递误差最小，闭环效果好，动、静态跟踪误差极小。
采用伦茨9300ES系列伺服变频器，通过旋转变压器进行闭环以提高速度精度、启停时的响应速度和宽的动态范围，保证在运行的任何速度下均能与主机同步。采用伦茨制动单元EMB9352满足对主机停机时机械刹车的响应。由于伦茨伺服控制器强大的功能和使用的灵活性，通过对其功能的适当配置和对参数的精确调整，使系统达到最优状态，足以胜任各辊运行的各项技术指标。
采用西门子系列PLC作为系统控制器，以西门子触摸屏为人机操作界面，完成对参数集的选择、各电子齿轮箱速比的调整和记忆、主要运行参数的显示、运行历史记录等功能。通过PROFIBUS-DP总线与各变频器联接。
各辊的速比调整方式与原机的1+2+3，2+3，2三种方式相同。操作极其简单，显示十分明了。甘油泵的流量调整也在触摸屏上进行，但保留原机甘油含量计。
开松机独立伺服驱动改造是将原机的三个机械无级变速箱去掉，用三个伺服电机取代，控制方式采用伺服驱动器实现。那么对于电机与两个开松辊、一个输送辊的安装方式有两种情况1.开松机电机联轴形形式此安装模式其优点是系统控制精度相对准确，减少了一级齿形带传动误差，安装完成后内部简洁、清爽，便于操作维护；其缺点是三个辊的转动惯性直接加载到电机上，另外电机悬挂在墙板上，容易产生低频震动，长时间会影响墙板的强度(指原墙板不更换)，还有安装要求提高了，即电机轴与辊轴同心要求高，如安装不好会产生震动，影响电机使用寿命，现场安装时需返修墙板(拆卸)及外罩，所需时间长(约三天)。鉴于上述原因，此种模式适用于修理改造或翻新改造中进行。
2.开松机电机齿形带传动形式此安装模式适用于现场改造，安装约一天时间，通过了一级齿形带传动，相对运行精度差于直联式，安装完成后箱内零乱，不够简洁，但辊子惯性没直接作用在电机上，对墙板强度没有影响，现场安装同轴精度要求不需要，设备维护同样方便。
这两种安装形式各有其优缺点，但都能满足改造要求，可任选一种。
权利要求1.滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，包括以三个伺服电机配三个伺服控制变频器取代原机的机械动力传递系统，包括三个机械无级变速箱和动力传递带轮系统，形成三个电子齿轮箱，设置一套PLC系统和一个触摸屏，用以对其参数控制和显示，对增塑剂供给泵另设一个独立电机驱动，并由独立的变频器实现对主机速度的线性响应。
2.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的主机速度由加设的分解能为2048的轴编码器提出，直接作为三个变频器的速度基准信号。
3.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的伺服电机采用伦茨伺服电机，电机直配旋转变压器。
4.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的伺服控制变频器采用伦茨9300ES系列伺服变频器，通过旋转变压器进行闭环以提高速度精度、启停时的响应速度和宽的动态范围，保证在运行的任何速度下均能与主机同步；采用伦茨制动单元满足对主机停机时机械刹车的响应。
5.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的PLC系统采用西门子系列PLC系统作为控制器。
6.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的触摸屏以西门子触摸屏为人机操作界面，完成对参数集的选择、各电子齿轮箱速比的调整和记忆、主要运行参数的显示、运行历史记录。
7.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的各变频器通过PROFIBUS-DP总线联接。
8.根据权利要求1所述的滤嘴开松机伺服控制系统，其特征在于，所述的触摸屏上可进行甘油泵的流量调整，但保留原机甘油含量计。
专利摘要本实用新型涉及滤嘴开松机伺服控制系统，包括以三个伺服电机配三个伺服控制变频器取代原机的机械动力传递系统，包括三个机械无级变速箱和动力传递带轮系统，形成三个电子齿轮箱，设置一套PLC系统和一个触摸屏，用以对其参数控制和显示，对增塑剂供给泵另设一个独立电机驱动，并由独立的变频器实现对主机速度的线性响应。与现有技术相比，本实用新型具有反应快、精度高、成本低等特点。
文档编号A24D3/18GK2798619SQ2005200416
公开日2006年7月26日 申请日期2005年5月18日 优先权日2005年5月18日
发明者金辉 申请人:上海新平科工业技术有限公司