隨著包裝行業的迅速發展，包裝生產效率逐年提高，作為包裝行業關鍵的機型——橫切機，在控制系統上也要求越來越苛刻，既要實現精確的裁切長度又要滿足很高的裁切速度，其難點在于當物料處于高速運動狀態時，切刀的動態控制需要極高的運算速度和極高的跟蹤性能。傳統的變頻器控制方式主要有幾種：一是通過變頻器的操作面板來控制，二是通過變頻的控制端子控制。這兩種方式的變頻器參數檢測都是通過指針式儀器儀表進行各項運行參數的讀取，依賴多個指針式儀表使系統的體積龐大，線路連接復雜，維護困難，參數設置也麻煩。

二、系統 組成

結合工藝要求，現采用HMI+H2UPLC+匯川高性能變頻器作為主控制系統。該系統采用二級控制結構，觸摸屏負責接受用戶指令及監控當前系統狀態，觸摸屏的使用則為整個控制系統提高了靚號的人機操作界面。下位機采用PLC控制系統，利用PLC響應各種加任務和調試任務，控制伺服，變頻器完成加工任務。采用此系統可提高整個控制系統的可靠性。對提高控制精度和增強系統的抗干擾能力等起到重要作用。

三、產品功能

在實現橫切功能時，對于當前速度、長度等各種參數的運算要求速度快，以達到系統控制的精準，并做出快速響應。匯川的H2U系列PLC采用的是32位的CPU，使復雜的功能指令速度更快，浮點數運行指令僅需32US。

匯川H2U系列的PLC具有實時更改當前脈沖發送量的功能，當采用色標定位時，可以實現即時更改脈沖發送數。例如：當色標信號觸發PLC中斷，馬上將當前執行的高速脈沖指令目標脈沖只更改為當前已發送脈沖數+檢測到色標還往前脈沖數。這樣不經過掃描周期達到色標到后往前一段長度的目的，大大提高了控制的精度。

匯川變頻器的底層模塊是高性能電機控制模塊，它包含V/F、無速度傳感器矢量控制（SVC）和矢量控制（VC），主要完成對電機的高性能控制與全方位保護，它可以通過模擬量通道、PWM脈沖，MODBUS通訊等方式來控制變頻器頻率，還可以通過編碼器接口，進行閉環矢量控制。

四、基于匯川高性能變頻器與H2U PLC控制的方案

根據工藝要求，同時結合龍灣機械提出的功能，在保持原有系統具有的功能時，將送料及輸料帶連接在PLC上，通過PLC來控制橫切機的每個環節。

送料端，利用磁粉離合器實現張力控制，通過角度電位計將0~10V的模擬心海傳給屬兔PLC的3A卡的模擬量輸入端，PLC通過當前卷徑，自動調節3A輸出的模擬量0~10V，以此達到控制送料端的張力大小穩定。

送料系統，使用者通過觸摸屏輸入送料長度及速度，之后由PLC計算發送響應的頻率及脈沖量。

切刀系統，切刀變頻器根據送料速度做出變化，當送料定位一旦完成，變頻器馬上驅動切料馬達切料，切刀下限位導通時反轉回刀，直到上限位道通后，伺服拉料進行下一動作。

輸送系統，通過參數設定每張料的間隔距離，能結合每個送料速度，PLC自動計算調制接料變頻器的運行頻率。

接料系統，按HMI上設定的參數要求，自動接收了設定張數后下降設定的位置。同時插標也在設定的張數后做出插標動作。（整個控制圖如下：）

PLC控制變頻器頻率可采用三種模式：模擬量，通訊，PWM

1、采用模擬量控制：

    匯川PLC通過模擬量模塊H2U-4DA，將各融到的模擬電壓分別傳送到變頻器控制端子，根據設定變頻器的最大頻率famx與最小頻率fmin則與PLC模擬量0~10DCV形成線性的比例關系。從而達到PLC控制變頻器頻率的功能。該控制方式成本較高，但響應速度比較快，抗干擾性強。

2、采用通訊控制

    匯川PLC具有兩個通訊口，一個通訊口可以鏈接觸摸屏，另一個可以作為MODBUS主站與變頻器通訊。通過RS485接線，利用PLC發送通訊指令，修改變頻器當前運行頻率。該控制方式，利用匯川PLC則不需要額外增加費用，但采用通訊方式控制有一定的距離限制，抗干擾能力視現場情況而定，同時，采用通訊控制具有一定的延時。

3、采用PWM脈沖控制

利用高速脈沖輸出點，可以通過按發送一定周期的脈沖，修改脈沖的占空比，與變頻器設定的最大，最小頻率相對應。匯川變頻器具有PWM脈沖控制變頻器頻率的功能。變頻器通過設定的時間 ，對接受到的脈沖占空比進行檢測運算，相應修改當前頻率。

匯川H2U系列的PLC自帶三軸脈沖控制及倆個兩個通訊口，PLC用高速脈沖輸出控制伺服速度及長度定位，送料變頻及輸送變頻器采用PWM脈沖控制頻率，切刀變頻器則可以通過電位器設定頻率。  

五、系統配置清單

    H2U-16161MT  1臺      H2U-3A卡 1個    HMI  1臺     匯川變頻器   3臺