西門子標準變頻器在汽車玻璃加工行業中的應用

分類：技術教程日期：2007-06-26 00:00:00

摘要:
在汽車玻璃生產的預處理工序（玻璃成型前的工序）中，以線速度控制為基礎；根據工藝要求，必須同步切割、掰邊、磨邊→洗滌吹干→噴粉→印邊→烘干等工序的獨立設備的線速度；應用MICROMASTER420/440變頻器的模擬量給定速度和端子給定速度兩者的疊加功能，就很好地解決了各傳輸段的線速度同步問題。
關鍵詞：
汽車玻璃、線速度控制、線速度同步、MM4變頻器、模擬速度與給定速度疊加功能。
一．引言
本文主要是講述西門子MICROMASTER420/440變頻器在汽車玻璃加工的預處理工序中的應用：西門子MICROMASTER420/440變頻器的模擬量給定速度和端子給定速度兩者的疊加功能很好地解決了汽車玻璃加工的預處理工序中的線速度同步問題。具體應用見下文的運行原理及功能部分。
二．系統介紹
在汽車玻璃生產的預處理工序（玻璃成型前的工序）中，主要是由以下幾道工序來完成的：切割、掰邊、磨邊→洗滌吹干→噴粉→印邊→烘干等。這些工序大都是由獨立的設備來進行加工的，且這些設備一般是由不同的廠家提供的，他們只提供設備的運行速度范圍。因此為了連接這些設備和滿足生產汽車玻璃的其他輔助工序的要求，就必須在各設備之間插入一些過渡傳輸來使這些設備銜接起來。但是汽車玻璃的生產對設備的同步要求又較高，如果各傳輸段的線速度不一樣，就容易造成玻璃在兩傳輸段之間產生相對滑動，從而導致玻璃劃傷，前后玻璃撞片等等，而且生產不同品種的玻璃或原片玻璃不一樣時，有時又要調整洗滌機的傳輸速度以便玻璃流經洗滌機后能夠清洗和吹得干凈。以確保玻璃流經洗滌機后的質量（因玻璃清洗是汽車玻璃生產的預處理工序的重要環節，如果玻璃洗不干凈或吹不干就容易造成玻璃在成型后產生光畸變和光斑等等，且這些缺性都是汽車玻璃所不允許的），下圖是生產汽車玻璃的預處理工序的大概工藝流程圖：

以往在這些工序中有使用過TE、MOELLER、三菱和臺達等品牌的變頻器，這些變頻器雖然都帶有模擬量的輸入/輸出功能，但是要使這些工序的設備的線速度同步起來，單靠模擬量的輸入/輸出還是不夠的，它們還受電機的減速箱減速比、嚙引輪的速比、傳輸輪直徑等等因素的影響。因此，以往只能在各設備中設定一個大概的能滿足大都是玻璃生產的速度，不能使各傳輸段的線速度完全同步起來，使用SIEMENS的MICROMASTER420/440變頻器的模擬量給定速度和端子給定速度兩者的疊加功能，就很好地解決了各傳輸段的線速度同步問題，具體解決方案見系統配置部分。
三．控制系統構成
在以上所示的工藝流程圖的預處理線中，整個系統由以下幾個部分組成：PLC及輸入/輸出模塊（用來控制外圍的輸入/輸出及變頻器和接觸器的啟停）、馬達空開、MICROMASTER440變頻器、接觸器等。系統的布置圖如下：

四．運行原理及功能：
在上述工藝流程圖中，數控切割、掰邊、磨邊機及洗滌機、印邊機、烘干機是獨立的，具體的速度匹配如下：將數控切、掰、磨的模擬輸出接到上片傳輸的變頻器U1的模擬輸入1，然后將變頻器U1的模擬輸出1接到升降傳輸的變頻器U3的模擬輸入1，變頻器U3的模擬輸出1接到變頻器U4的模擬輸入1；將洗滌機的模擬輸出接到檢驗傳輸的變頻器的U6的模擬輸入1，然后將變頻器U6的模擬輸出1接到變頻器U7的模擬輸入1；以此類推印邊機和烘干機也是這樣的。在調試時只要算出以上各獨立設備在額定頻率下的線速度（由機械參數給定），然后通過設定MICROMASTER420/440變頻器的參數（見變頻器的主要調試參數部分）就可以很好地實現線速度的匹配。因為數控切割、掰邊、磨邊機及洗滌機、印邊機、烘干機都可以根據各廠家提供的速度范圍設定統一的線速度，只要過渡傳輸部分的線速度能與以上設備匹配就可以很好地實現整線線速度的匹配。具體控制如下：由PLC的外部輸入條件（光電開關、接近開關、磁性開關、聯機輸入信號等）經過PLC的邏輯運算輸出給中間繼電器（如圖中的C01、C02等），然后由中間繼電器的觸點去控制變頻器的啟停及由端子給定的速度，這時變頻器就會根據設定的參數將模擬輸入速度和端子給定速度進行疊加再輸出給電機，從而實現各傳輸段的線速度同步。
電氣原理圖如下：

MICROMASTER420/440變頻器的參數設定見參數設定部分。
五．變頻器的主要調試參數

參數	設定值
P0003	3
P0010	0
P0100	0
P0205	0
P0300	1
P0304	380
P0305	由電機給定
P0307	由電機給定
P0308	由電機給定
P0309	由電機給定
P0310	50
P0311	由電機給定
P0320	由電機給定
P0700	2
P0701	1
P0702	15
P0731	52.3
P0756	0
P0771	21
P0776	1
P1000	32
P1002	現場實際值
P1080	0
P1081	50
P1120	2
P1121	2
P1300	20
P2000	現場實際值

六.應用體會
類似該系統的幾條預處理線在投入使用近兩年來大大地減少了玻璃在生產過程中由于各設備的線速度不匹配所造成的劃傷、撞片等現象，提高了在產品的成品率及原片玻璃的利用率，為公司大大節約了生產成本，取得了良好的應用效果。
SIEMENS公司作為變頻調速技術，尤其是矢量控制技術的發明者和領先者，其開發和生產的變頻器的功能之強大也是其他品牌變頻器前所未有的。我剛開始使用SIEMENS的MICROMASTER420/440變頻器的時候，總覺得太復雜了，使用手冊那么一大本厚厚的，參數又那么多，看了頭都暈了，現在用起來倒覺得參數多了給我帶來了很多的方便。而且，SIEMENS的MICROMASTER420/440變頻器的功率范圍（0.12KW~250KW）及其小功率變頻器的安裝空間也是其他品牌變頻器少有的(其他變頻器功率一般都是從0.75KW開始且體積也比較大)，這些都給用戶帶來了極大的方便。
七.現場應用照片
由于整條生產線有100多米長及電氣柜內元器件分布在不同柜子內，都無法拍到全景，故在此只附上幾張局部照片：

（上片傳輸及數控切割、掰邊、磨邊機）