Bối cảnh
Máy ép màng là thiết bị chuyên dụng để cán giấy và màng phủ. Trong đó, dòng máy ép màng dùng màng đã tráng sẵn (pre-coated) có ưu điểm nhỏ gọn, chi phí thấp, dễ vận hành, phù hợp với cả xử lý số lượng lớn lẫn văn phòng tự động. Tuy nhiên, nhiều máy hiện nay vẫn gặp phải vấn đề về khoảng cách cấp giấy không ổn định, gây sai lệch vị trí cán màng.
Yêu cầu từ khách hàng
Một công ty cơ khí tại thành phố Sán Đầu phản ánh rằng hệ thống cũ không đạt yêu cầu, mong muốn cải thiện những nhược điểm như:
- Khoảng cách cấp giấy phải ổn định theo đúng độ chồng lề đã cài đặt trên HMI
- Cắt giấy phải ổn định, giảm thiểu tình trạng dính giấy
- Có thể điều chỉnh tỷ lệ tốc độ giữa các trục mà không cần thay đổi cơ khí phức tạp
Giải pháp từ INVT
Dựa trên yêu cầu này, INVT đã triển khai hệ thống tích hợp:
- Biến tần GD20
- Servo drive DA200
- Hai PLC dòng IVC3
- Màn hình HMI dòng VS
1. Lựa chọn thiết bị
| Tên thiết bị | Model | Số lượng | Chức năng |
|---|---|---|---|
| HMI | VS (10 inch) | 1 | Giao tiếp dữ liệu qua Ethernet |
| PLC | IVC3 | 2 | Điều khiển hệ thống và giao tiếp giữa các phần |
| Servo drive | DA200 | 1 | Nhận lệnh từ PLC và điều khiển động cơ |
| Servo motor | Dòng SM | 1 | Truyền động trục cấp giấy |
| Biến tần | GD20 | 8 | Điều khiển các động cơ khác |
2. Nội dung giải pháp
- Hệ điều khiển phân tán
Do khoảng cách giữa cụm cấp giấy và cụm cắt giấy xa nhau, INVT sử dụng 2 PLC IVC3 riêng biệt, kết nối với nhau qua giao thức CAN để truyền dữ liệu nhanh và chống nhiễu hiệu quả. - Điều khiển vị trí bằng servo DA200
Servo hoạt động ở chế độ điều khiển vị trí, lấy xung từ encoder của trục chính làm tín hiệu đầu vào. Khi chiều dài giấy thay đổi, hệ thống tự tính lại tỷ lệ truyền điện tử (electronic gear ratio) dựa trên đầu vào từ HMI để điều chỉnh tốc độ cấp giấy, đảm bảo vị trí chồng lề chính xác. - Sử dụng biến tần GD20
Dòng biến tần vector điều khiển mạnh mẽ, hoạt động tốt trong các ngành như thực phẩm, in ấn, đóng gói. Tín hiệu điều khiển tốc độ được cung cấp qua HDI thay vì Modbus giúp tăng tốc độ phản hồi, không có độ trễ. - Tùy chỉnh tốc độ từ HMI
Người vận hành có thể điều chỉnh tỷ lệ tốc độ giữa trục chính và các trục phụ (quấn giấy, xé giấy) ngay trên HMI, thay vì phải điều chỉnh cơ khí như trước. Điều này giúp dễ sử dụng và linh hoạt hơn trong quá trình sản xuất.
Ưu điểm của giải pháp
- Độ chính xác cấp giấy cao
Ở tốc độ trục chính 65m/phút, thông số xung giữ của servo được duy trì ổn định ở mức 3–5. Sai lệch vị trí gần như không đáng kể, đảm bảo độ chính xác khi cán màng. - Cắt giấy ổn định
Nhờ khả năng điều chỉnh tỷ lệ tốc độ và đồng bộ encoder, quá trình cắt giấy diễn ra chính xác hơn. Khi có giấy đi vào, cảm biến quang sẽ phát hiện và thực hiện đếm để điều khiển xi lanh cắt giấy đúng vị trí, giảm hiện tượng cắt sai hoặc không cắt.
Kết luận
Giải pháp của INVT sử dụng biến tần 5.5kW cho trục chính và servo 1.5kW cho cụm cấp giấy, tạo nên cấu trúc điện đơn giản nhưng hiệu quả cao. Bằng việc kết hợp giữa điều khiển chính xác và truyền thông tốc độ cao, hệ thống này đảm bảo sự ổn định và chính xác trong quá trình ép màng, đặc biệt phù hợp với các máy cán dùng màng đã tráng sẵn.