系統簡介 ——這個全新的蜂窩紙板制造方案是一個要求在大約150米的生產空間范圍內，能夠實現每分鐘生產200張蜂窩紙板的，帶有延展功能的VISNO打漿制紙系統。為了在生產過程中實現無摩擦損耗的操作，該生產線的集成控制系統采用了奧地利Sigmatek公司先進的PLC系統 —— DIAS。這個經過反復推敲的方案使用了帶有旋轉測量編碼器設備的4個CPU模塊來控制42根伺服驅動軸聯動，從而大大節約了所需要敷設電纜和相關的減速傳動機械，減少了輔助的處理程序，并大大縮短了操作的延時。同時，這套系統也代表了當今“無軸傳動”的技術發展趨勢。 技術難點:生產過程的控制 ——蜂窩型的紙板制品是由兩層封面層和一層中心層粘接而成，這類似于一種“夾心餅干”的概念。而正是這種特殊的結構，能夠在同等的單位重量下，提供比當今流行的普通瓦楞紙板更高的強度。而對于中心層施加不同程度的拉伸力就能生產出不同規格的產品。因此在整個生產路程中，需要不斷的調校中心層拉伸力的方向和大小，以滿足不同延展工藝以及不同層數產品的生產。在安裝了4個帶有獨立PLC CPU的伺服處理終端后，多種簡易的菜單操作也得以輕松實現。 ——在總共150米的設備縱向排布如下：一個原料供應系統，一個膨脹減壓系統，一個干燥箱，一個牽引拉伸系統，一個滾動干燥帶和一個切割設備。 延展系統 ——該工藝的初始工序是將有厚度的原料半成品在進入系統前要對其進行對折。該工段被分成一些獨立的區域，每個區域都有一個獨立的開放式結構。它門的寬度在1.5到2米之間。 干燥箱 ——延展后的那些裸露的“核心”層直接堆放在20米長的干燥器之中。經過干燥后會立即檢測原料的規格。如果有不合格的半成品，則立即被剔除。根據工藝的需求，偶爾也會改變一下干燥箱的工作時間間隔，并與其他相關的時間相疊加，但這只作為輔助的工序。 牽引拉伸 ——初始干燥工序后，“核心”層就進入牽引拉伸階段。在涂敷刀具旁裝有兩個組合在一起的接觸片，對核心層敷上均勻的粘接劑，粘接劑涂敷的厚度和寬度都有一定的標準。傳送粘貼劑的滾筒由伺服驅動。以保證電機能良好的同步旋轉以避免產生相交和橫斷。轉動軸上都有一些標記部件隨軸聯動，并不斷記錄兩根傳動軸的數據。 牽引系統是置于一系列的大型的檢測裝置和有復雜技術要求的力學機械之前的。檢測裝置主要檢測和速度有關的部分。通過不斷調節軸控精度使速度達到某個水平固定的設定值，使核心層上的粘膠的寬度和厚度確保不變，且確保其精度。如此便使整個系統的操作更簡便，工序操作更直觀。 干燥帶 ——將兩層表層同蜂窩狀的核心層粘合后就是要通過一段30米長的干燥帶。干燥帶的主要要求之一就是對速度的兩級控制。在干燥帶下，所有聯動的伺服軸都各自有相對應的速度，通過實時測量出的各種參數進行動態調整。 ——同時，在寬度范圍為1.5到2米的蜂窩狀紙板導軌上，分散分布一些邊緣毛刺的切削設備，以保證產品的美觀。 特大號的切削刀具 ——工藝要求刀具的切割范圍為250米，切割厚度度在1到20厘米之間。同時應用一個40噸的水泥塊來起到一個巨大的鎮流電阻的作用。加上一個最大切削速度為3.3米/秒的伺服驅動飛剪刀具后，切削工具總共為1噸。其每分鐘200米的切削速度以及精確的落刀位置，都令人驚訝，而且相對應的，其生產速度也是可調整的。即紙板長度能夠做到從70到700厘米可調，切割速度許達到20米每秒。由一個偏心輪在控制刀具做類似圓周的運動，可不斷調整角度，無須動用人工調節以維持刀具的圓周運動。系統接收各種復雜的輸入信號然后對各個軸動做統一控制，以達成角度同步化。但該操作生產速度沒有影響。 Sigmatek產品技術的應用 ——該系統需要同時控制42根軸，按照工段分組聯動運動。Sigmatek的技術人員精確的判斷出，只需要使用4個CPU的計算能力就可以實現合理的控制，以便節約硬件成本：延展系統的CPU控制12根軸，核心組CPU控制12根軸，層疊工段CPU控制10根軸，切削刀具CPU控制8個伺服驅動軸。通過重新規劃設備裝置，每個模塊CPU都和控制終端（HMI）相連接，這樣就使及時的控制和現場報警變成可能。在延展模塊中，通常將延展功能和輸入儲存功能分組使用，這就能讓相關人員執行不同的過程操作。對于其他三個模塊亦然。 ——所有的CPU運算終端，都運用了傳輸速度達到11M的DIAS總線來連接。該生產系統以協調性為第一準則。通過使用PLC系統運行中單平臺單任務控制和整體聯動的操作特性，就使協調性發揮的淋漓盡致。通過Sigmatek的LASAL軟件系統所開發出來的程序結構十分簡潔明了，非常直觀。它按程序執行的必要性等級劃分來優化數據權限和削減程序耗費的資源。各個運算終端也是基于同一個過程工藝而配置。該程序涵蓋了同一軟件環境下的所有關聯功能。從而大大方便了日后對整個系統進行改造或者整合時所可能進行的修改工作。 ——整個DIAS系統配置有如下部件：帶有CPU的控制終端，開關量輸入輸出模塊，模擬量輸入輸出模塊，伺服定位模塊。DIAS總線使用了扁平電纜和光纖作為數據傳送介質。 ——所有的模塊組成了PLC控制系統并提供完善的伺服技術。系統響應周期為3ms，不論是控制12根軸的延展模塊，還是大型的切割機械皆亦然。 ——對于切割刀具而言，同步啟動運轉是最重要的要求。八個電機，每四個一面分別對應啟動偏轉安裝的刀具。所有的軸都能確保同步旋轉。伺服電機可以安裝電流調整回路，控制器接收其信號后可以起到調節位置的作用。伺服驅動軸和NC模塊相連接。該模塊由增量調整電路，一個模擬輸出端口，一個接受末端電路信號輸入輸出口。要檢測不斷更新的速度的一個可行性的辦法是增加導軌的數量。根據線形速度，理想切割形狀和芯片組的厚度范圍，可以得到一個大致的拋面圖。 ——基本上來說一個標準的刀具，具有多功能性。它必須能確定耦合的具體位置，還要能根據需要的長度進行切割。所以，將刀具安裝在一定角度的偏心位置能夠使它有一個圓形的工作軌跡。圓形更具有均衡性，這種均衡性在軟件的自動控制中，能很好地被體現。而模擬功能也能由這種均衡性而得以提升。 ——如此一來，這個經過反復推敲的方案就實現了對敷設電纜，輔助的處理程序和操作的時間等資源的最大程度節省，降低成本。