基于变频控制和HMI的纸管机控制系统设计

　　1 引言

　　随着电子技术的发展，生产设备的电控系统向着各机构具有独立的控制器和驱动系统模块化的方向发展，控制器也从以前的单片机、PLC为处理器到现在的DSP、ARM高速处理器发展。纸管机是一种纸料加工机械，它以单光面牛皮纸为原料，经过切刀成片，将其卷成纸卷的设备。

　　生产的纸管主要用于穿在的横粱上，代替塑料外皮，符合环保的标准。将纸管用作衣架横梁的外壳，就可根据需要调整直径，而衣架的重量不变，克服了传统金属和塑料衣架弊端。此外，经过喷漆的纸管外形美观。还可起到滑轮的作用。该种纸管衣架主要大批量向国外出口，专门生产该种纸管的机械，在国内几乎是空白。

　　国内相似的纸类产品加工机多为半自动机型，主要采用机械传动的方式实现纸的切片，之后由人工将纸片送到卷纸机内进行卷管，生产效率比较低，不能适应时代的要求。设计开发的是全自动机，无需人工送纸，实现了送纸、切纸、卷纸全自动化生产，有效的提高了生产效率，为企业创造的效益。

　　2 纸管机控制系统分析

　　纸管机要求实现自动化生产，在生产过程中实现自动送纸，自动抹胶，自动卷纸等功能，生产速度可实时调节，在整个工艺过程中，要求系统高速运行时稳定，并且废品率低。

　　根据客户提出的的要求，依据以下原则进行方案设计：

　　(1)实用性;以解决实际问题为主，坚持为客户的生产服务的原则。以往人工生产为每分钟8个.客户要求自动化生产能达到每分钟60个左右，有效的提高生产效率。并且要兼顾未来的发展趋势，采用成熟的技术。

　　(2)易用性：系统操作简便、直观，以利于各个层次的人员使用。

　　(3)经济性：以节约成本为基本出发点，设计成一个运行可靠、满足客户实际需求的全自动卷管设备。

　　(4)可靠性：是评价系统安全最重要的因素。为确保系统可靠运行，在关键部分应有安全报警和保护措施。

　　(5)可维护性：系统从设计、元件、设备等的选型都必须考虑到系统的可管理性和可维护性。

　　根据以下设计原则，并综合考虑纸管机工作现场的环境因素，采用触摸屏作为人机界面进行交互式操作。利用可视化的操作界面可以实现运行速度设定，系统控制，产能计算，调试维护，报警显示等功能。触摸屏安放在操作台上，便于员工操作;控制柜放置在台下，既节省了电缆和空间，又方便运行、操作和管理。

　　结构设计是本课题的基础。在借鉴相关领域成熟卷管设备的基础上，机械部分运用机构学和力学原理进行分析和改进，提出了模块化设计的思路，使本课题在实现功能的基础上进一步提高机构运行的稳定性和精度。