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石膏板定长剪切控制系统
The constant length cut control system in gypsum board production line
白宏成周建中(北新集团建材股份有限公司,北京10006
摘要:本文提出了一种石膏板定长剪切伺服控制系统,该控制系统实现了石青板湿板的定长剪切,具有较好的静态和
动态特性。系统授入运行后,剪切绝对精度达到3000n±2mm,相对精度达到0.67%,运行的结果证实了方案的有效性
关键词:石膏;定长剪切;伺服控制;PLC
Abstract: A constant length cur servo control system in gypsum board production line is introduced in this paper, the constant
length cut of wet gypsum board is implemented, and the system has good static and dynamic characteristics. When the system pur int.
use the absolue accuracy of the s stem is 30 mmmm and the relative accuracy of the system is.7%. The theory of the s stem
is proved by the results of the system operation
Keywords: gypsum board; constant length cut; servo control; PLC
中图分类号:TP368文献标识码:B文章编号:1003-8965(2016)04-0131-02
1言
其中下刀辊连接的光电编码器用来检测刀列在运动圆周的
具体位置,PLC是控制系统的核心
石膏板牛产线是自动化流水生产线,石膏板湿板的定
2.2伺服控制系统的数学建模
长剪切是石膏板生产线中一个重要工艺环节,石吾板工艺
刀刃运动控制模型示惹图如图2。本系统把刀刃运行
对湿板切断有两点要求:1)剪切的精度;2)实现刀刃切一周分成三个区:加速区GB、同步区BC和减速区CG,
板时刀刃的线速度与石膏板运动的速度同步,保证湿板切刀刃切完一块板后(即运动一周)停在G点。刀刃开始剪
断后的质量。
切石膏板时,先从停止点G加速运动到B点,刀刃到B
日前国内外主要是采用LC功能模块伺服控制系
点时线速度与石膏板的运动速度刚好相等,即在同步区实
统的方法来实现定长剪切,然而由于检测、建模、算法等现剪刃速度和石膏板运动速度的同步,然后刀刃在A点对
原因,剪切的精度一般只能控制在2%。左右。本文通过研石膏板进行剪切,切完板后,刀刃从C点以同步速度开始
究石膏板切刀的运动模型提出了一种新的控制算法,并减速到0,最后刀刃停在G点。根据设计的刀刃运动模型
用P?LC语言买现了这种控制算法,最后采用PLC+直流对各区段数学建模如下
伺服控制的模式设计制造了一套石吾板湿板定长剪切伺服
CB加速区
控制系统。这套系统具有很好的动静态特性,精度高,系
BC同步区:=.0ay"x
统稳定,满足了工艺要求。
C-B
CG减速区:,=1
2伺服控制系绕的原理及控制算法设计
在上面的公式中,N是刀刃加速区总脉冲数;t是切
检测
上川棍
刀刀刃线速度;Vt是石语板运动速度;C0刀刃到达零点
码器
时的园周脉冲数;B是刀刃位置反馈的实际脉冲数。
下刀棍
下面通过一具体的例子来说明系统算法的操作过程
何电机
1)假设需定长剪切的石膏板剪切给定长度L为
控制器
3000毫米,切刀刀刃的半径是192毫米,石板的运动
速度Vt是45米/分。
图1石膏板定长剪切伺服控制系统框图
若刀刃位置反馈编码器为10000个脉冲/周,则刀刃
脉冲当量为0.01206毫米/脉沖;同步区BC所占刀刃圆
2.1伺服控制系统的剪切原理
周的角度是36度,刀刃加速区对应脉冲数是7000个,
本石膏板定长剪切何服控制系统的工作原理框图如图同步区对应脉冲数是1000个,减速区对应脉冲数是200
1,本系统由光电编码器检测部分、中央处理器PLC部分
伺服控制器和伺服电机执行部分组成。在系统运行中,由
若对应剪切给定长度L!为3000亳米的脉冲数为
检浏轮上装的光电编码器来在线检测石香板运动的速度V12000个脉冲,则测长的脉冲当量是0.025毫米/际冲。
和石膏板运行的实际长度L,当石膏板运行的实际长度L
系统通过检测轮检测石杳板的运行速度和石板
与给定长度相等时,由伺服搾制系统控制的运动中的运行长度L(实际长度L为0到3000塞米,对应0到
上刀辊刀刃和下刀報刀刃刚好啮合,从而定长剪断石板。1200个脉冲数,到3000毫米切一次),并将石板
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万方数据