著國內造紙行業規模的飛速發展及人力資源成本的不斷提高，成品紙生產工段對包裝過程自動化 及低成本化的要求也越來越迫切。之前，國內的大 規格令紙包裝主要依靠人工、半自動包裝機或進口包裝機完 成。某公司開發的全自動令紙包裝機成本合理、運行性能 高效、包裝效果優良，可替代進口包裝機，打破了國外壟斷該類包裝設備的格局。

全自動令紙包裝機上使用的智能係統主要包含： SIMATIC T-CPU、Profibus DP總線通訊網絡、伺服驅動 技術、同步控製技術、程序控製係統等。

某公司推出的新型運動控 製型CPU,硬件中集成了雙內核：SIMATIC PLC控製器、 SIMOTION控製器。兩個內核間的數據交換，完全由硬件完 成，不需要用戶額外編製任何程序。這就節約了用戶開發成 本，縮短了係統編製程序、調試和維護時間。其運動控製編程 塊符合國際PLCopen標準，可完成複雜的運動控製任務，例 如：電子齒輪、凸輪盤、凸輪開關輸出、電機力矩控製、電機位 置相位糾偏控製、定位控製等。

本係統通過西門子標準的Profibus DP網絡連接HMI人 機界麵，獲取包裝機的各種工作狀態、係統報警、參數輸入、 工藝參數計算等任務。通過運動控製專屬高速DP網絡連接 IM174接口模塊，完成運行控製過程的參數傳輸與計算。

在伺服控製技術方麵，設備上采用的A4/A5係列伺服驅 動器及電機，具有高性能的實時自動調整增益，根據負載慣 量變換。高速高響應，速度響應頻率達1kHz,同時低振動， 穩定性優良。與西門子IM174模塊通過脈衝控製方式，組成 非常合理的運行控製方案。

設備運行時，電機運動的同步控製非常重要，它是令紙 包裝質量的基本保障。對於需要同時動作的3台電機軸的位 置控製，通過設計脈衝分配器，將主軸實際運行反饋的位置 脈衝信號，分配至2路從動的電機軸，再根據機械傳動比來設 置電子齒輪參數，完成從動軸與主動軸的位置同步控製。

令包機控製部分主要部件包括:Technology型CPU、 DI模塊、ET200M從站接口模塊、DO模塊、IM174驅動器 接口模塊、MP277按鍵操作屏、MinasA4/A5伺服驅動器、 MM440變頻器、FESTO的SPC200氣動伺服控製係統。

其中控製係統內的觸摸屏界麵用於完成係統的操作輸入 與檢測功能，CPU完成主要動作的程序控製及伺服電機的運 動控製算法，所有的功能模塊通過2條高速的DP總線連接起 來。為正確完成所有工位電機的運動控製內容，需要針對每

一個伺服軸組態正確設置合適的參數，選擇合適的閉環控製 回路，同時設計特殊要求的原理電路。

首先是Step7中IM174通訊參數配置,IM174接口模 塊用於連接第三方伺服驅動器，通過特殊設計的高速通道 Profibus DP網絡連接，需要在IM174模塊內設置合適的同 步模式參數值。需要特別注意的是IM174隻能用於等時同步 的DP網絡，最小DP周期為1.5ms。

其次是S7T Config內的伺服軸組態0T-CPU的運動 控製組態主要部分是在Technology組態界麵完成的，該軟 件包集成於Step7內，在Step7內插入了T-CPU後，將可以在 S7T Config軟件包界麵完成各伺服驅動軸的參數設置，如 電機的機械參數、運動控製的閉環參數值設定。

同步控製主要依靠脈衝分配器實現，脈衝分配器需要將 主軸電機實際運行反饋脈衝分配至從動軸運行控製用的脈 衝輸入。需要確保脈衝電路形式與伺服驅動器的接線類型一 致，並設置相對應的電子齒輪參數，以倍數化脈衝頻率。

在程序設計方麵，主要包含人機界麵設計和PLC程序 設計。人機界麵使用的是觸摸屏控製麵板。全自動令紙包裝 機配置了功能強大的觸摸屏程序，觸摸屏的主界麵內顯示了 令紙包裝機的實時運行狀態，並顯示令紙在每一個工位上的 運行狀態。同時它操作簡單，操作人員隻需在主界麵上輸入 令紙規格尺寸數值，所有執行機構需要調整的參數將自動根 據工藝要求計算完成。如果包裝機在運行過程中出現任何故障，觸摸屏界麵將自動彈出故障位置顯示畫麵，提示操作人員 故障、前往故障地點，並告知故障內容。

邏輯控製PLC程序設計使用多種語言進行相應的功能 設計，全自動令紙包裝機的控製10點總計數量達到300個，內 部邏輯比較複雜。

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