PLC在纸张复合机控制系统中的应用

　　0 引言

　　某印刷厂的台湾产JHML-T1000型湿式复合机原有的微机控制系统,采用各种板卡(信号采集输入卡、各种控制输出卡、张力控制板、显示卡等)和总线的分散控制结构。因年代久远和生产环境的影响以及没有对生产过程实施有效的张力控制，引起系统的不稳定。导致产品质量和产量下降。张力控制是整机的核心，也是影响产品质量的主要因素。在复合过程中，张力控制得当，就不会产生纵向或横向的褶皱，材料本身不会发生塑性形变。在印刷过程中，只要张力稳定，印刷的套准精度和废品率就很容易控制。机器速度越高，张力控制就显得越重要。要得到高质量的产品，就必须配备功能完善的张力控制系统。因此，对该复合机张力控制系统进行了全面的技术改造：用PLC为核心的控制系统取代原有的微机控制系统，以期对该设备进行稳定可靠的张力控制，从而满足生产工艺的需要。

　　1 系统介绍

　　复合机张力控制系统结构如图1所示。整个系统分为放卷、张力从动控制和复合、印刷与卷取主动控制两部分。

　　1.1 放卷张力从动控制

　　放卷张力控制分为两段，即纸料与复合辊之间的张力控制和铝箔料与复合辊之间的张力控制。放卷时均采用被动式的恒张力放卷，因此放卷过程中随着卷径的减小，张力要保持基本恒定，就要由磁粉制动器通过调节传动力矩来满足张力恒定的要求。同时因为这两段的距离比较短，所以张力初始值的设定要小一些。值得注意的是，料卷越重，放卷张力就越大;卷径相同时，料卷越宽，张力越大。

　　1.2 复合—印刷—收卷张力控制

　　复合—印刷—收卷张力是由复合辊、印刷辊和收卷辊之间的速度差造成的。在复合机中，通过调节复合辊电机、印刷辊电机和收卷辊电机的速度输出来达到调节这部分的张力。除了受速度差的影响外，还与实际基材的伸缩率、厚薄变化、干燥温度、高燥区长度、料带的传输速度等因素有关。如果基材的伸缩率越大，在张力作用下越容易变形，所以应针对不同材质的基材适当调整整流输出，改变速度差，从而得到一个合适的张力值。如果基材厚度不均匀，复合辊和印刷辊的压力就会波动，从而造成速度的变化，也影响了张力。如果这部分的张力太小，就会出现褶皱，甚至造成堆积现象。但也不能过大，张力太大会使料带发生变形，甚至出现纵向皱纹。

　　2 系统方案

　　针对原来工控机系统分立板卡结构的缺陷，采用以PLC为核心的张力控制系统，数字量输入输出采用CPU226自带的输入输出和数字量扩展模块EM221的8路输入和EM223的16路输入/16路输出实现;模拟量输入采用EM235模块，模拟量输出采用EM235模块和EM232模块。系统总体结构框图如图2所示。利用2台磁粉制动器控制放卷过程的张力，4路张力检测器实现各段张力的检测输入，3台直流调速器实现对3台拖动直流电机的控制，最后通过PLC完成系统的逻辑控制。