复卷机伺服电机plc控制系统设计
摘要：复卷机是近年来自动化的产物之一，其现多用于纸类、云母带、薄膜设备等，其主要作用将造纸机生产的纸卷（原纸卷）通过放卷、牵引、收卷进行依次复卷，纸张进过复卷后做成成品纸后出厂。随着工业自动化的不断更新、换代，复卷机的功能及自动化程度也在不断的提升，其现在可以采用PLC电脑编程、人机交互、变频调速、封边、修边一次性完成，通过PLC控制伺服电机、变频器实现一系列的功能，通过触摸屏实现人机交互。本文针对复卷机伺服，开发、研究伺服系统的设计与运用。
关键词：复卷机；PLC；伺服电机
Design of servo motor control
system for rewinder
Abstract：The reel machine is one of the products of automation in recent years. It is mainly used in paper, mica belt and film equipment. Its main function is to reel the paper rolls (paper rolls) produced by paper machine through rewinding, traction and winding, and after the paper is made into finished paper, the paper is made out of the factory. With the continuous updating and replacement of industrial automation, the function and automation of the rewinder are constantly improving. It can be completed by PLC computer programming, human-computer interaction, frequency conversion speed regulation, edge sealing and trimming. A series of functions are realized by PLC control servo motor and frequency converter, and it can be realized through touch screen. Human-computer interaction. Aiming at the servo of rewinder, the design and application of servo system are researched and studied.
Keywords:The reel machine;PLC; servo motor
第1章 引言
1.1课题来源及研究意义
随着工业自动化的不断更新、换代，复卷机的功能及自动化程度也在不断的提升，其现在可以采用PLC电脑编程、人机交互、变频调速、封边、修边一次性完成，通过PLC控制伺服电机、变频器实现一系列的功能，通过触摸屏实现人机交互。本文针对复卷机伺服，开辟、钻研伺服系统的设计与应用。
本课题的完成对于伺服电机的研究、使用、后续的优化及操作可以提供参考，同时通过这类项目的开发与设计，也可以使我们的同学在实际操作，由理论到实践的过程中学习到更多的知识，对于学生的综合能力也可以得到极大的锻炼，进一步的提高的同学独立在项目中的能力。
1.2复卷机应用行业及其概括
本课题设计的复卷机伺服电机及驱动器的控制系统通过PLC逻辑程序与伺服驱动器的通讯，从而实现控制电机的精确控制到达控制要求。
1.2.1 国内复卷机技术的发展
近年来，由于新概念、新技术不断涌出，智能制造、智能控制也在不断的展现出大量的高新技术成果，获得了惊人的进步。当代复卷机成长的首要技术成绩以下:
1.复卷机的车速提高了，复卷机幅宽与纸张同步发展了10m之多。
2.出现了适用于不同纸种，纸板复卷的不同形式的现代复卷机。
3.现如今复卷机的控制水平、自动化程度都大幅度的提高。复卷中的很多工人操纵实现自动化，手工操纵大量削减。现在，国内已有连续复卷的现代化复卷机，并已创下340小时连续不停机工作。同时，因为自动化程度的进步，复卷质量也明显的获得了改良。
我国复卷机的制造技术相对于国外，还有些距离。
复卷机控制器主要功能是计较复卷运行参数，供给最好的参数值，使复卷机始终在最好条件下和最高的效率下开始复卷。
通过PLC程序的报警，历史记录，从而很容易的可以判断复卷的状态，对于以后改善复卷创造了有利的条件。
1.2.2 国外复卷机技术水平及现状
当今世界，在当代复卷机制造手艺方面，居于领先地位的只有俩家公司，一是Voith sulzer公司，另一个是Valmet 公司。也有别的几家公司虽亦属先进，但还没有到达现今当代复卷机制造手艺的前沿程度，只适用于中、低速和复卷质量要求不高的处所。
1.2.3 国外复卷机的技术特点及优势
Valmet公司推出Windrum--双鼓复卷机，这类复卷机可以应用于全部纸种复卷。同时还适用于浆板、纸板、大定量纸种和未涂布机器。其技术特点
1.纸幅运行平稳，不抖、不颤、不飘。
2.传送纸幅顺畅平和。
3.具有高效可调节和易于操作的纸幅分离机构。
4.采用模块化结构，易于后期的改进。
但其存在缺陷，不适合复卷质量高、卷径大。原因是，在复卷过程当中，纸卷直径增大，纸卷重量逐步增添，复卷区压力也随纸卷的直径的增大而提高。从而，就呈现了复卷早期纸卷紧密度小，之后，逐步增大，到了后期，外层紧密度较大。复卷机卷的最后直径需求越大，缺陷越显而易见。会造成全部纸卷自里向外紧密度不均匀，极易产生褶皱、爆裂等复卷常见问题。
而后又推出了WinBelt复卷机，解决了直径越大紧密度越大的缺点，其还可以施加反向扭矩（负值）又可以施加正向扭矩（正值），能在大范围的扭矩下运行。
WinAir-气垫减压式复卷机，其可以确保纸卷的紧密度匀称同等，实现既能复卷大直径的纸卷又有利于解除复卷纸常见问题挺高复卷质量。因为其体系易实现，投资少，见效快，是革新老式双鼓复卷机的最好选择。
再后来推出的WinRally其已经实现智能化特点如下：
1.高车速、纸张通过复卷全程时间短。
2.全自动功能，只需一人操作。
3.纸卷的紧密度主要是由复卷扭矩控制的。
另一个龙头公司Voith Sulzer公司在开发复卷机方面，取得了大量的研究成果。向市场供给了一些新型、技术含量很高的当代复卷机。为了改良质量，对复卷透气性小的纸种，第一只底轴应采取橡胶包层构造。可以使轴顺应纸卷形状转变，做到周密的符合，从而避免空气大量卷入。
1.3本课题的主要研究内容
本课题国内复卷机为设计依据，根据项目需求，实现复卷机伺服控制，通过PLC程序，通讯实现项目功能。本课题的计划内容首要的内容，包含以下几个方面：
1.复卷机伺服电机、驱动器的总体结构设计；
2.复卷机伺服电机、驱动器的硬件构成设计；
3.复卷机电路图，端子接线，端子排布设计；
4.复卷机伺服控制系统的软件设计；
5.复卷机触摸屏及伺服参数设计；
6.复卷机控制调试；
一、选题简介、意义
复卷机是近年来自动化的产物之一，其现多用于纸类、云母带、薄膜设备等，其主要作用将造纸机生产的纸卷（原纸卷）通过放卷、牵引、收卷进行依次复卷，纸张进过复卷后做成成品纸后出厂。
由卷纸机卷得的纸卷比较松软，内部可能会有破损或断头的情况，两侧边缘不整齐，纸幅宽度等多不能使用于纸加工或印刷等机器中，大部分纸种（如新闻纸、包装纸等）必须经过复卷机切边、分切、接头、在纸卷芯上重卷形成一定紧度要求、一定规格的成品纸卷才能出厂。
随着工业自动化的不断更新、换代，复卷机的功能及自动化程度也在不断的提升，其现在可以采用PLC电脑编程、人机交互、变频调速、封边、修边一次性完成，通过PLC控制伺服电机、变频器实现一系列的功能，通过触摸屏实现人机交互。本文针对复卷机伺服，开发、研究伺服系统的设计与运用。
本课题的完成对于伺服电机的研究、使用、后续的优化及操作可以提供参考，同时通过这类项目的开发与设计，也可以使我们的同学在实际操作，由理论到实践的过程中学习到更多的知识，对于学生的综合能力也可以得到极大的锻炼，进一步的提高的同学独立在项目中的能力。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）主要内容：
本课题是以复卷机为基础设计复卷机伺服电机控制系统。
（二）拟解决的主要问题：
1.复卷机伺服电机、驱动器的总体结构设计；
2.复卷机伺服电机、驱动器的硬件构成设计；
3.复卷机电路图，端子接线，端子排布设计；
4.复卷机伺服控制系统的软件设计；
（三）预期目标：
根据项目需求，通过研究PLC，上位机，伺服电机及驱动器，必须实现复卷机通过PLC、上位机控制伺服电机及驱动器实现需要动作功能等。
（四）研究步骤
本课题的工作步骤分为六个阶段：
第一阶段：查阅文献，市场调研、收集资料、确定课题方案，完成开题报告；
第二阶段：完成系统构架，进行结构设计；
第三阶段：进行电路、端子接线、端子排布设计。
第四阶段：通过前三阶段，进行软件设计。
第五阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
（五）工作方法及措施：
工作方法：本课题主要采用实验法。
措施：基于之前做非标设备所获得的实践经验，在教师指导下，以复卷机为基础，设计复卷机伺服电机及驱动器控制方法与应用。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
第1章 引言
1.1课题来源及研究意义
1.2产品应用的行业
1.3本文的主要研究内容
第2章 基于复卷机伺服电机控制总体结构
2.1复卷机概述
2.2复卷机机械结构设计
2.3伺服驱动器控制系统
2.4复卷机伺服电机控制方式及流程
2.5复卷机控制系统
第3章 复卷机伺服电机控制系统软件介绍及设计
3.1 编程软件及语言简介
3.2 组态触摸软件简介
3.3 PLC系统软件设计
3.4 触摸屏软件设计
3.5 软硬件调试系统
第4章 基于复卷机通过伺服控制在工业的应用
4.1客户需求分析
4.2优化方案分析
4.3应用效果分析
结论
主要参考文献
致谢
参考文献
1．过程控制技术/王爱广，黎洪坤主编-北学工业出版社，2005
2．自动控制原理/李友善主编-国防工业出版社，1980
3．机械设计基础与实践／吴明清，王真主编-北京：北京大学出版社，2010，9
4．现场总线技术及其应用/郭琼，姚晓宁主编-机械工业出版社，2014.7
5．小型综合自动化系统集成/奚茂龙，陆荣主编-西安电子科技大学出版社，2014.9
6．汇川InTouch系列HMI应用手册/汇川技术，2014.11
7．H3U系列可编程逻辑控制器简易手册/汇川技术，2016.5
8．汇川小型PLC指令及编程手册/汇川技术/2014.3
9．IS620P系列伺服系统常见故障处理/2015.9
10．IS620P系列伺服设计维护使用手册/2015.11
