一、項目簡介

1. 旋切機用于將一定長度和直徑的木段加工成連續的單板帶，以供生產膠合板、細木上板和其它人造板貼面之用。

2. 項目當中使用的西門子自動化產品包括：

PLC: CPU 1511T-1PN(訂貨號：6ES7 511-1TK01-0AB0)，配12M存儲卡，數量：1臺

伺服：V90PN 1.5KW  (訂貨號：6SL3210-5FE11-5UF0),數量：1臺

電機：1FL6 1.5KW  高慣量(訂貨號：1FL6064-1AC61-2LA1),數量：1臺

伺服：V90PN （位置同步）5KW  (訂貨號：6SL3210-5FE15-0UF0),數量：2臺

電機：1FL6   5KW 高慣量(訂貨號：1FL6094-1AC61-2LA1),數量：2臺

HMI：KTP1200精簡屏 (訂貨號：6AV2123-2MB03-0AX0),數量：1臺

變頻器：功率單元 PM240-2 (訂貨號：6SL3210-1PE26-0UL0),數量：2臺

控制單元 CU240E-2 (訂貨號：6SL3244-0BB12-1FA0),數量：2臺

雙輥電機:11KW,22.4A,1470r/min,三角形接法，380V 數量：2臺

單輥電機:9.2KW,19A,1460r/min,三角形接法，380V 數量：2臺

二、 控制系統硬件組態構成

1.項目的硬件配置以及系統結構：

三、設備的調試以及相關問題

按照上面所得到的計算公式，對設備進行相關的伺服和G120的調試。

1、同步伺服調整

（1）伺服同步位置優化。由于推進的伺服在使用的時候二者始終是掛著同步的，那么使

用MC_GEARIN指令就可以很容易達到目的，需要注意的是，在調試的時候zuihao先不帶載調好

運行方向，否則可能會導致伺服帶上負載后由于機械傳動導致運動方向不一致，對設備造成

損害。

圖2

圖2是同步兩軸的位置曲線，可以看到誤差是9，考慮到機械相關特性，這個精度應該是很好了。

（2）同步伺服速度響應優化。對該設備來說是一個很重要的點，因為推進軸由二個伺服進行同步控制，那么V90調試軟件所自帶的一鍵優化功能就無法使用了，只能手動去調整。這里需要通過調試軟件所帶TRACE功能進行觀察，并Zui終確定相關的參數。

圖3

圖4

從圖3和圖4可以比較清楚的看到優化后的伺服效果，標準就是速度的波動越小越好。當然這個優化需要經過多次的調整和驗證，在空載和帶載、帶不同的負載等等各種情況下進行。

2、G120變頻器的優化

變頻器對電機的控制方式都是一拖二，測試過VF和無編碼器的速度控制兩種方式，Zui終采用的是后者。

對變頻的優化是這個系統中的另一個重點，由Zui開始的公式，可以很清晰的發現，對一個固定的木皮厚度來說，影響推進伺服速度的穩定性，除了伺服自身的因素以外，另外一個重要的因素就是N，也就是輥子的轉速，如果輥子的轉速波動的很厲害，那么伺服的推進速度就會忽快忽慢，這樣就切出來的木皮厚度就會有厚有薄，所以優化好變頻的性能對Zui終的產品質量有著非常重要的作用。

圖5

圖5是在使用VF控制的時候輥速度的波動曲線（橙色），速度曲線是由編碼器測量出來的，但是由于編碼器的安裝方式等，可以很容易看出速度的波動是非常大的，而這個還是在木頭已經旋切了一段時間之后，至于在木頭剛開始旋切的時候，測量的值波動會達到80~120轉左右，這樣的波動值，用于計算，結果可以想象。

圖6  P=12,I=300

圖7  P=9,I=300

圖6和圖7中的綠色曲線為設定值，黃色曲線為實際值，控制方式由VF改為矢量控制，從圖中可以看出調整相關參數還是有比較明顯的效果的（此時系統采用的是無編碼器的矢量控制，同時，原本加裝在電機尾部的編碼器也被取消掉，不再參與整個設備的控制運算，此時參與運算的是速度是通過報文獲取的速度實際值，當然，如果這個速度受干擾比較厲害，可以進行適當的濾波處理。）

圖8

圖8是經過優化后的速度曲線，這種情況下切出來的木皮的厚度精度已經比較穩定了。

當然，除了上述的調整以外，在其他的方面的調整也會對精度的穩定以及提高產生影

響。例如，更換1515T，可以看到掃描周期變短后，對精度的影響也有比較明顯的變化，原因是由于更短的掃描周期，可以使推進伺服更快的針對變頻器的速度變化進行響應，使木頭的實時半徑的計算更快，進而可以使產品精度表現更好，當然，更好精度還需要一個前提就是要處理好變頻器的實際速度穩定性和準確性。而針對初始進刀時的阻力大導致的轉速下降以及低速時電機特性偏軟，我們可以通過調整變頻器的參數進行啟動轉矩補償。同時，由于整個生產過程中，變頻器實際上一直處于加速的過程，所以加速時間的設置合理與否也將會對產品質量產生影響，這方面我們可以根據實際的需求將整個運行過程速度分為幾段，同時可以根據實際情況適當調整變頻器的加速附加轉矩，進而保證變頻器的速度的穩定性，減少速度波動對整個生產過程的影響。

對旋切機來說，想要得到非常高的加工精度，需要多方面的注意，除了電氣部件的調整

以外，機械部件的加工精度以及裝配精度也有著很高的要求，例如凸輪、單雙輥、切刀等

等。

四、 項目體會

使用SINAMICS V90伺服與1500T CPU進行juedui位置同步，程序的編寫非常簡單，只需要使用西門子提供的相關指令就可以很容易的實現，而不管是伺服調試軟件的TRACE功能還是PLC自帶的TRACE功能對客戶的程序調試以及伺服調試都能提供非常大的幫助，客戶可以比較方便的調試出想要的效果。而V90作為一款西門子低端的伺服在特性的表現上也是非常的亮眼的，不管是速度還是位置的控制都能很好的達到想要的效果，不管是調試軟件的使用還是伺服特性的調整，對于具備基本伺服知識的工程師來說也是非常容易的。