一种薄膜牵伸机卷绕周长的预控方法技术

本发明专利技术涉及一种薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法，其特征在于，根据线速度、角速度和旋转体的周长之间的函数关系，建立的数学模型，系统程序将按照数学模型来控制卷绕装置的角速度，直到将该卷薄膜拉伸完而停车，从而确保系统的稳定性、可靠性，确保其产品质量。本发明专利技术的优点是对测距仪的精度要求大大降低，节约了设备的成本，最主要的是控制系统精度提高了２０倍，确保用户产品的质量，系统运行稳定、可靠。

Method for controlling winding circumference of film drafting machine

Control algorithm of the present invention relates to a film drawing machine winding perimeter, characterized in that, according to the functional relationship between the circumference of linear velocity, angular velocity and rotation of the body, the established mathematical model, the system program will be in accordance with the mathematical model to control the winding device until the roll angular velocity, tensile and end stop to to ensure the stability and reliability of the system, to ensure the quality of their products. The invention has the advantages that the requirements for measurement accuracy is greatly reduced, saving the cost of equipment is the main control system accuracy is improved by 20 times, the user to ensure the quality of products, stable and reliable operation of the system.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法，使用超声波测距仪自动测量薄膜卷绕直径并控制卷绕角速度的恒张力卷绕装置，即薄膜牵伸机，属于薄膜牵伸机

技术介绍
目前薄膜牵伸机全都是依赖进口，其处理方式是以第四热辊牵伸伺服为主速度给定，其它五台伺服则通过伺服本身的数频级联总线来跟踪主机速度同步。而薄膜恒张力卷绕控制即是将超声波自动测量薄膜卷绕周长的电信号给伺服控制器，通过伺服处理，再与主机速度叠加，然后再把张力传感器反馈来的信号给伺服控制器，再与张力给定值比较来组成一个张力闭环控制系统来控制卷绕装置角速度，以达到恒张力卷绕的目的。其缺点是，一旦系统有干扰，超声波的信号将会失真，张力传感器的信号是模拟量的，抗干扰能力差，系统容易产生大的波动，其波动值可达20-40kg，直接影响到产品的质量。而且对传感器的检测精度要求极高，无疑大大地增加了产品的成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是专利技术一种因传感器控制精度不够或扰动使信号失真导致卷绕装置恒张力控制失真的薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法。为实现以上目的，本专利技术的技术方案是提供一种薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法，其特征在于，采用国际标准编辑程序IEC61131-3标准梯形图LD和语句表STL语言编制程序，运行于薄膜牵伸机的电气控制柜，其方法为第一步在同一批产品的第一卷薄膜进入正常的工作以后，根据卷绕装置编码器记录的圈数，第一次到20圈时作一个预控给定量Lu1(0.5-0.8mm)，和卷绕装置初始周长Lo叠加，再通过计算换算成伺服所需要的角速度值，对伺服进行一次调节，同时把调节的次数也记录下来；第二步然后在下次20圈到达的时候，先判断当前的实测值和预控值，当实测值减预控值大于0.6mm，在预控值上再增加一个给定量Lu1，则卷绕装置预控周长给定量Lu＝Lo+Lu1+Lu1，再给一次角速度调节，并把调节的速度记录下来；第三步如果实测值减预控值小于0.5mm，本次不作调整，不断重复步骤1和2，直到调节次数大于20-40次以后，再比较实测值和预控值，当它们的差值小于0.5mm，程序记录此时的卷绕装置编码器的圈数n1，和周长调节次数No，此时周长的调节总量为Lo+No*Lu1，这时卷绕薄膜周长的数据模型为Lu＝Lo+n*No*Lu1/n1，再根据线速度和角速度的关系，可以得到其角速度即电机转速Wn＝V*I/L的关系；其中V为卷绕装置线速度给定值，I为减速比，角速度的伺服控制器的给定Po＝Wn*16384/3000，Po随卷绕装置编码器的圈数的变化而变化；角速度的伺服控制器的给定量(Po)＝电机转速(Wn)*16384/3000，其中16384为伺服控制器在50HZ时的标定值，3000为伺服电机最高转速。第四步系统程序将按照这个数学模型来控制卷绕装置的角速度，直到将该卷薄膜拉伸完而停车。本专利技术根据线速度、角速度和旋转体的周长之间的函数关系，建立数学模型，系统程序将按照这个数学模型来控制卷绕装置的角速度，直到将该卷薄膜拉伸完而停车，从而确保系统的稳定性、可靠性，确保其产品质量。本专利技术的优点是对测距仪的精度要求大大降低，节约了设备的成本，最主要的是控制系统精度提高了20倍，确保用户产品的质量，系统运行稳定、可靠。附图说明图1为薄膜牵伸机结构示意图；图2为薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法程序流程图。具体实施例方式以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例如图1所示，为薄膜牵伸机结构示意图，所述的薄膜牵伸机由放卷装置及电机1、张力辊2、第一热牵伸辊的伺服电机3、第一热牵伸辊4、第二热牵伸辊的伺服电机5、第二热牵伸辊5、第三热牵伸辊的伺服电机7、第三热牵伸辊8、第四热牵伸辊的伺服电机9、第四热牵伸辊10、导热油加热装置11、操作台12、电气控制柜13、卷绕装置伺服电机14、测距仪15、编码器16和机身17组成。放卷装置及电机1和张力辊2安装在机身17的左端，第一热牵伸辊的伺服电机3连接第一热牵伸辊4，第二热牵伸辊的伺服电机5连接第二热牵伸辊6，第三热牵伸辊的伺服电机7连接第三热牵伸辊8，第四热牵伸辊的伺服电机9连接第四热牵伸辊10依次安装在机身17中，导热油加热装置11、操作台12和电气控制柜13分别安装在机身17的两侧，卷绕装置伺服电机14、测距仪15、编码器16安装在机身17的右端，伺服电机3、伺服电机5、伺服电机7、伺服电机9、伺服电机14、测距仪15和编码器16分别与电气控制柜13连接。电气控制柜13配有131套西门子S7-315-2DP中央处理单元及I/O输入/输出模块，2通道高速计数模块和1套TP270触摸屏。其中各伺服驱动器通过profibus-DP相连，TP270操作屏MPI口与S7-315PLC相连，完成各工艺参数的数据交换和同步控制，其中以卷绕装置为主速度给定，其它五台伺服则通过伺服本身的数频级联总线来跟踪主机同步，同时在卷绕装置传动轴上新增装有一个2048线编码器，其信号送到S7-315PLC的高速计数器端口，实时监控轴的运行状态。本专利技术采用可编程控制器PLC编程软件西门子S7-300/400的软件-STEP7V5.3SP2，触摸屏组态软件西门子触摸屏的软件-PROTOOL V6.0SP2，伺服组态软件伦茨的伺服组态软件GDC V4.9.3作为二次开发软件，采用国际标准编辑程序IEC61131-3标准梯形图(LD)和语句表(STL)语言编制程序，如图2所示，为薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法程序流程图，具体的处理方法是在同一批产品的第一卷薄膜，对其卷绕装置卷绕薄膜的周长作预控处理，也就是当第一卷薄膜进入正常的工作以后，根据卷绕装置编码器记录的圈数，第一次到20圈时作一个预控给定量Lu1(0.5-0.8mm)，和卷绕装置初始周长Lo叠加，再通过计算换算成伺服所需要的角速度值，对伺服进行一次调节，同时把调节的次数也记录下来，然后在下次20圈到达的时候，先判断当前的实测值和预控值，当实测值减预控值大于0.6mm，在预控值上再增加一个给定量Lu1(0.5-0.8mm)，则Lo+Lu1+Lu1的值为周长预控给定量，再给一次角速度调节，并把调节的速度记录下来，如果实测值减预控值小于0.5mm，本次不作调整，这样不断重复上述的步骤，直到调节次数为30次，再比较实测值和预控值，当它们的差值小于0.5mm，程序记录此时的卷绕装置编码器的圈数n1，和周长调节次数No，此时周长的调节总量为Lo+No*Lu1，这时卷绕薄膜周长的数据模型为Lu＝Lo+n*No*Lu1/n1，再根据线速度和角速度的关系，可以得到其角速度的Wn＝V*I/L关系；其中V为卷绕装置线速度给定值，I为减速比，角速度的给定量Po＝Wn*16384/3000，这时Po随卷绕装置编码器的圈数的变化而变化，系统程序将按照这个数学模型来控制卷绕装置的角速度，直到将该卷薄膜拉伸完而停车。然后再进入下一个同样产品的生产，此后的所有卷绕装置角速度则完全按照Po的数学模型来运行，直到把这批产品做完，其张力波动值小于2kg，从而确保了产品的质量，这样对测距仪的要求也大大降低了，同时也大大降低了设备的制造成本。权利要求1.一种薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法，其特征在于，采用国际标准编辑程序IEC61131-3标准梯形图LD和语句本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜牵伸机卷绕周长的预控算法，其特征在于，采用国际标准编辑程序ＩＥＣ６１１３１－３标准：梯形图ＬＤ和语句表ＳＴＬ语言编制程序，运行于薄膜牵伸机的电气控制柜，其方法为：第一步：在同一批产品的第一卷薄膜进入正常的工作以后，根据卷绕装 置编码器（１６）记录的圈数，第一次到２０圈时作一个预控给定量Ｌｕ１（０．５－０．８ｍｍ），和卷绕装置初始周长Ｌｏ叠加，再通过计算换算成伺服所需要的角速度值，对伺服进行一次调节，同时把调节的次数也记录下来；第二步：然后在下次２０圈到达 的时候，先判断当前的实测值和预控值，当实测值减预控值大于０．６ｍｍ，在预控值上再增加一个给定量Ｌｕ１，则卷绕装置预控周长给定量Ｌｕ＝Ｌｏ＋Ｌｕ１＋Ｌｕ１，再给一次角速度调节，并把调节的速度记录下来；第三步：如果实测值减预控值小于０． ５ｍｍ，本次不作调整，不断重复步骤１和２，直到调节次数大于２０－４０次以后，再比较实测值和预控值，当它们的差值小于０．５ｍｍ，程序记录此时的卷绕装置编码器的圈数ｎ１，和周长调节次数Ｎｏ，此时周长的调节总量为Ｌｏ＋Ｎｏ＊Ｌｕ１，这时卷绕薄膜周长的数据模型为Ｌｕ＝Ｌｏ＋ｎ＊Ｎｏ＊Ｌｕ１／ｎ１，再根据线速度和角速度的关系，可以得到其角速度（电机转速）Ｗｎ＝Ｖ＊Ｉ／Ｌ的关系；其中Ｖ为卷绕装置线速度给定值，Ｉ为减速比，角速度的伺服控制器的给定Ｐｏ＝Ｗｎ＊１６３８４／３０００，Ｐｏ随卷绕装置编码器的圈数的变化而变化；角速度的伺服控制器的给定量Ｐｏ＝电机转速Ｗｎ＊１６３８４／３０００，其中１６３８４为伺服控制器在５０ＨＺ时的标定值，３０００为伺服电机最高转速。第四步：系统程序将按照这个数学模型来控制卷绕装置的 角速度，直到将该卷薄膜拉伸完而停车。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：胡楚江，刘杰，张勇军，袁斌，
申请(专利权)人：上海德重科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]