富士人机界面与变频器应用于塑料薄膜生产线

    一、前言

    塑料薄膜 吹拉成型机械设备 有着广泛的市场。 主要功能是将乙烯颗粒原材料加温融化，经过挤出、中空、定型、拉伸、冷却等几步工艺，使原材料经过流水线成为中空薄膜，用于各种包装材料场合。过去此类设备主要从国外进口，由于成本和维护费用高，维护周期长 ，渐渐国内企业也纷纷 研制，并在市场上有良好应用。富士贸易为北京塑料工业联合公司技术开发部选型用富士人机界面作同步调速器，用变频器作传动控制，可完成相关设备的控制要求和，为用户创造新的经济增长点。

    二、 系统控制工艺

    该系统电气控制主要由三部分构成：鼓风与上料系统、塑料颗粒加温挤出系统、多步牵引与成型系统

    1、 鼓风与上料系统

    系统工艺较为简单，主要功能为原材料输送及吹风系统。利用富士变频器可轻松实现调速控制。

    2、 塑料颗粒加温挤出系统

    系统主要是材料挤出温度及牵引各环节薄膜温度的恒 温控制。主要利用富士PXW5型温控器实现各点 温度自动控制。

    富士温控表有各种规格，具有自整定及模糊控制功能，并具有各种输入/输出形式及相关报警模式。三键式面板操作十分方便。

    3、 多步牵引与成型系统

    此部分为整个生产工艺控制过程中为复杂的部分，该部分要求系统由5台变频器构成，分为一牵、二牵、三牵、四牵、五牵个部分，动作如下：

    A：一牵为为基准速度控制，该台变频器作为主要变频器，配合生产工艺增减速度，其他四台变频器跟踪其速度作线性变化。

    B ：二牵、三牵为中间过度传送系统，其速度为跟踪一牵成一定比例的 线性 调速，使薄膜不会过紧或过松。

    C：四牵、五牵为拉伸 系统，跟踪一牵成一定比例变化。成型与卷绕。

    D：所有各牵的比例系数随工艺调整随时变化，每次开车 时需调用不同的工艺参数。

    三、 系统电气设计

    根据以上控制要求，本方案不用变频器同步卡和PLC控制，充分利用富士POD集控制、通信、数据处理及人机界面于一体的强大功能，采用POD实现5台变频器集成联动频率和参数换算，及相应各台变频器的频率，线速度，工作电流 的集中显示。并利用POD内的存贮器，将各种工艺参数存贮起来，每次开机时根据不同产品生产，一键式调用工艺参数。

    四、 系统构成与分析

    1、 变频器

    变频器的英文译名是VFD（Variable-frequency Drive），这可能是现代科技由中文反向译为英文的为数不多实例之一。（但VFD也可解释为Vacuum fluorescent display，真空荧光管，故这种译法并不常用）。变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源的频率和幅度的方式来控制交流电动机的电力传动元件。变频器在中、韩等亚洲地区受日本厂商影响而曾被称作VVVF（Variable Voltage Variable Frequency Inverter）。

    变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。国内技术较的品牌有英威腾、汇川、三 晶、紫日电气科技有限公司、雷诺尔、欧瑞（原烟台惠丰）、蓝海华腾。

    选用富士电机无锡工厂生产的G11系列变频器。该工厂已获得ISO14001和ISO9002。G11系列变频器为低噪声高性能，多功能变频器。具有 动态矢量 转矩 控制，0.5HZ低频输出200%的启动 转矩 能在各种运行条件下实现对电动机的控制。本系统中充分利用了G11变频器的 恒转矩 输出功能，通讯 功能，低速脉动小功能及万用DI/DO功能，和变频启/停调速多种方式任意切换功能。其丰富 的保护功能和维护功能也在系统诊断与可能性提高上发挥了完美应用。

    2、 人机界面

    选用日本富士电机生产的优质触摸屏UG221H-LC4。 机器为5.7英寸，兰底单色。内部有大量的宏指令运 算 功能用于数据处理和通信。有 专用 通信口可与变频器及温控表等产品通信，有打印机接口，可打印相应生产和系通诊断 工况，内部有存储空间，用于放置各种工艺参数。与富士变频器DI/DO口实现完美控制。漂亮的外观及清晰的显示器能将整个 系统状态完美显示。其触摸功能可让用户在屏上控制监视各级工艺与工况。

    本系统具体操作如下；

    ㈠、调 车 状态：这步根据不同产品生产及不同工艺要求进行试 车过程，将调试好的各种工艺参数存贮在POD中，以便正常生产时随时调用。

    首次调试：在POD上按手动。这时5台变频器的频率调整由外部端子点动 加/减速，达到现想工况之后按存贮键，这样此步工艺就存在POD中。

    ㈡、正常生产：在POD 上按自动，根据工艺要求调用已存贮的1-5号工艺，按生产要求生产。在生产中需要提高或减少产量，只要点动一牵变频加速或减速，那么二牵、三牵、四牵、五牵会自动按照 数学模型跟踪一牵速度增加或减少，达到正常生产。

    五、 结束语

    本系统将大量工作用于开发上，硬件联接简单，可 靠，维护方便。主要功能由软件实现，工人操作与维护十分简单，真正可称为傻瓜机。 在环球公司运行一年多，性能稳定可靠，操作方便，至今已创造产值一亿余元。本应用案列还可应用在许多 其他类似场合，对于多台变频联动应用都适合。