1. 引言

    流延膜是通過(guò)熔體流延驟冷生產(chǎn)的一種無(wú)拉伸、非定向的平擠薄膜，有單層流延和多層共擠流延兩種方式。其特點(diǎn)是生產(chǎn)速度快，產(chǎn)量高，薄膜的透明性、光澤性、厚度均勻性等都很出色。同時(shí)，由于流延膜是平擠薄膜，其后續工序，如印刷、復合等都極為方便，因而被廣泛應用于食品、醫藥用品、紡織品、鮮花、日用品的包裝。我國流涎薄膜的生產(chǎn)起步較晚，基礎較為薄弱，但發(fā)展速度較快。經(jīng)過(guò)近20年來(lái)的不斷發(fā)展壯大，流涎薄膜加工業(yè)在我國目前的包裝行業(yè)中已成為具有相當生產(chǎn)能力和生產(chǎn)水平的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè).。

　　我國流延膜設備經(jīng)過(guò)了80年代中期到90年代初期的完全依賴(lài)進(jìn)口設備的初級階段，90年代后的初步自己研制設備的發(fā)展階段，21世紀國內研制的成熟階段。

　　隨著(zhù)流延膜市場(chǎng)需求的不斷擴大，國內外流延膜設備也在不斷的向高速，寬幅，自動(dòng)換卷方向發(fā)展。

　　廣東仕誠塑料機械有限公司，是專(zhuān)業(yè)設計生產(chǎn)CPP/CPE流延薄膜生產(chǎn)線(xiàn)、PVB玻璃夾層薄膜綜合生產(chǎn)線(xiàn)和EVA高粘度流延薄膜生產(chǎn)線(xiàn)等系列產(chǎn)品的高科技技術(shù)企業(yè)。其產(chǎn)品以高品質(zhì)、高成品率、高產(chǎn)量、高性?xún)r(jià)比、低能耗等優(yōu)點(diǎn)暢銷(xiāo)國內外，并逐漸發(fā)展為世界高端流延薄膜設備的標志性品牌之一，引領(lǐng)著(zhù)高端流延膜設備的發(fā)展。

　　2007年底，仕誠公司準備開(kāi)發(fā)500m/min高速，幅寬2500mm，全自動(dòng)收換卷流延膜生產(chǎn)線(xiàn)，由于當時(shí)這種機型生產(chǎn)速度高，換卷難度大，投資風(fēng)險大，國內流延膜設備廠(chǎng)家還不敢輕易涉足，只有國外高端廠(chǎng)家做過(guò)，仕誠公司經(jīng)過(guò)多方考察評估，決定率先開(kāi)發(fā)這種高速寬幅流延膜生產(chǎn)線(xiàn)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。鑒于這種高速寬幅流延膜生產(chǎn)線(xiàn)控制難度大，仕誠公司對多家控制系統廠(chǎng)家進(jìn)行評估，最終選擇了與來(lái)自?shī)W地利的運動(dòng)控制專(zhuān)家貝加萊公司合作開(kāi)發(fā)。

　　2. 系統概要

　　2.1流延膜生產(chǎn)流程

　　流延膜生產(chǎn)線(xiàn)是將流延膜材料經(jīng)過(guò)擠出機熔融基擠出－熔體分層分流－電暈處理－冷卻－測厚－牽引－收卷來(lái)實(shí)現生產(chǎn)工藝完成流延膜制品。

流延膜生產(chǎn)線(xiàn)的流程圖

　　3. 系統性能要求

　　3.1性能要求：

　　生產(chǎn)線(xiàn)速度高達500m/min

　　寬幅2500mm；

　　3.2功能要求

　　自動(dòng)換卷：系統通過(guò)機械手實(shí)現了自動(dòng)換卷，收卷后即為成品膜，無(wú)需再經(jīng)過(guò)分切。

　　張力控制：該高速生產(chǎn)過(guò)程中確保張力的穩定可靠，精度控制在+/-0.5kG范圍內；

　　遠程維護：由于機器將出口到國外，為了降低系統的維護成本，對于遠程維護提出了要求。

　　配方管理：生產(chǎn)工藝配方可存儲，并可調用，便于系統的生產(chǎn)。

 
成品膜

　　4. 貝加萊系統解決方案及特點(diǎn)

　　仕誠在流延膜設備領(lǐng)域擁有多年的深厚經(jīng)驗，對于自身的設備市場(chǎng)定位較為清晰，這種良好的基礎結合B&R對于運動(dòng)控制的深度理解使得雙方的溝通非常通暢，經(jīng)過(guò)需求分析，仕誠提出了500m.min、2500mm幅面這一在國際上具有競爭力的設備性能要求，并就系統的功能設計進(jìn)行詳細的探討，貝加萊很好的理解了項目的難點(diǎn)和要點(diǎn)，并提出了相應的解決方案，得到了仕誠公司的認同。

　　4.1溫度控制

　　B&R智能PID溫控技術(shù)已經(jīng)被大量應用于擠出系統，而在該設備上實(shí)現了對擠出溫度區間的良好控制，這得益于PCC本身的溫度控制算法設計，實(shí)現了高精度的溫度控制。

　　4.2電子齒輪同步控制

　　在該機器中，主冷、次冷、牽引1、牽引2、收卷軸1、收卷軸2等多個(gè)伺服軸之間建立了穩定可靠的電子齒輪比關(guān)系，ACOPOS借助Ethernet POWERLINK實(shí)現了各軸之間的高速電子齒輪同步關(guān)系，每400uS系統實(shí)現各軸之間的數據交換，以確保軸與軸之間的電子齒輪比關(guān)系得以綁定，而隨著(zhù)速度的變化，各個(gè)軸之間也能夠保證嚴格的同步關(guān)系，并且通過(guò)數學(xué)建模，不同的材料、速度、溫度要求下，也能夠實(shí)現高精度的同步關(guān)系。

　　4.3張力控制

　　在牽引和收卷軸之間的線(xiàn)速度同步，收卷軸通過(guò)卷徑預測算法對角速度進(jìn)行調整，即可實(shí)現帶張力傳感器、無(wú)傳感器等多種形式下的張力補償算法，保證高精度的張力控制。

　　4.4自動(dòng)換卷功能

　　自動(dòng)換卷過(guò)程要保證系統的快速換卷同時(shí)的張力穩定可靠，系統在高速運行時(shí)，對于伺服系統的速度同步提出了巨大的要求，在卷徑切換后，要保證新卷的線(xiàn)速度快速的與牽引保持一致，這樣才能保證換卷過(guò)程的平穩和薄膜的可靠，提高整機效率。

　　4.5遠程監控的實(shí)現

　　B&R Power Panel一體化人機界面可通過(guò)插入VNC Server、Web Server、FTP Server等不同方式實(shí)現遠程診斷與維護，在無(wú)需增加任何設備成本的情況下，通過(guò)在A(yíng)utomation Studio里為Power Panel設置VNC Server即可對遠程的計算機實(shí)現監控，Power Panel作為服務(wù)器端，通過(guò)Internet為遠程設備分配IP地址，本地的VNC Client即可實(shí)現兩級監控，一級參數監控和一級修改權限的設置，而Web Server則實(shí)現了通過(guò)IE瀏覽器的設備狀態(tài)、系統參數的監控，FTP Server可將修改的程序通過(guò)遠程方式下載到設備上，供現場(chǎng)維護人員對程序進(jìn)行升級。

　　這些功能本身屬于系統內置的功能，幾乎無(wú)需增加成本即可實(shí)現，而對于降低售后服務(wù)成本而言，這切實(shí)有效。

 
　　4.6科學(xué)的人機交互設計

　　人機設計采用三部分結構，系統狀態(tài)、報警顯示處于畫(huà)面最上層，中間為實(shí)時(shí)狀態(tài)、曲線(xiàn)和參數設計畫(huà)面，而最下面則是不同的頁(yè)面間的切換按鍵，這些設計結構清晰、簡(jiǎn)潔明了，統一的操作風(fēng)格便于操作和維護人員的使用。

　　5. 系統配置與特點(diǎn)說(shuō)明

　　高性能的系統得益于高性能的硬件基礎與軟件的集成設計,該系統配置為如下：

　　5.1HMI &CPU-Power Panel 400系列

　　Power Panel系列HMI是基于PCC設計的集成顯示與控制的HMI，它有500MHz的主頻，可執行高達200uS的循環(huán)掃描任務(wù)，對于500m/min的高速同步運算而言，這至關(guān)重要，模塊化設計結構使得它實(shí)現了該機器的需求：

　　5.1.1大容量存儲-對于工藝參數、復雜的程序設計、PP400內置128MB的SDRAM，并且可插入CF卡，支持8GB的大容量存儲，此系統為配置512MB的存儲卡。

　　5.1.2支持多種總線(xiàn)控制卡，X2X總線(xiàn)、Profibus DP Slave和Master、Ethernet POWERLINK、RS485、CAN、DeviceNet均可選擇相應卡件支持，這就使得閥島和第三方直流調速系統得以開(kāi)放的連接。

　　5.2ACOPOS智能型伺服驅動(dòng)

　　ACOPOS伺服驅動(dòng)器具有125uS的速度環(huán)刷新能力，支持高速的速度同步關(guān)系，通過(guò)建立軸之間的電子齒輪比、CAM曲線(xiàn)可實(shí)現高速的同步控制，內置的智能路徑搜索可實(shí)現最佳的運動(dòng)曲線(xiàn)，機械沖擊被極大的降低，系統平穩而可靠。

　　5.3Ethernet POWERLINK實(shí)時(shí)通信技術(shù)

　　這個(gè)高性能系統得以實(shí)現的核心來(lái)自于Ethernet POWERLINK這一前沿的實(shí)時(shí)通信技術(shù)，在B&R Motion Control滿(mǎn)足了現代運動(dòng)控制的前瞻性理念-系統被設計為軸與軸之間的數學(xué)關(guān)系，通過(guò)不斷的進(jìn)行軸與軸之間的數據交換，確保所建立的關(guān)系被良好的維持，而POWERLINK以高達400uS的刷新、小于1uS的系統抖動(dòng)，將各個(gè)軸之間的同步關(guān)系得以緊密的耦合。

　　6. 結語(yǔ)

　　廣東仕誠和貝加萊的合作取得了巨大的成功，通過(guò)使用貝加萊強大的PCC控制系統以及伺服系統，很好的解決了流延膜生產(chǎn)線(xiàn)500米/分高速生產(chǎn)情況下的多軸同步以及快速全自動(dòng)收換卷問(wèn)題，從而拉近了廣東仕誠公司的流延膜生產(chǎn)線(xiàn)技術(shù)與國際高端流延膜廠(chǎng)家的距離，同時(shí)跑在了國內高端流延膜市場(chǎng)的最前端。

　　“通過(guò)和貝加萊的合作，縮短了我們公司高端產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，推動(dòng)了我們產(chǎn)品技術(shù)引領(lǐng)行業(yè)的腳步，貝加萊可靠的產(chǎn)品和優(yōu)秀的技術(shù)團隊值得我們信賴(lài)”張春華總經(jīng)理說(shuō)道。