案例 | 纸巾行业解决方案详解
文章出处：行业资讯 责任编辑：广东鸿浩电气股份有限公司 发表时间：2021-10-19从原材料制浆到造纸，再经过包装和物流，纸巾最终完成“蜕变”与消费者见面。包装和品质的印象分，加上规格多、可追溯、高标准、权威认证等因素综合作用，最终获取消费者的芳心，进而树立可信赖的品牌形象。这背后，有三菱电机的鼎力支持。三菱电机应对纸巾行业生产设备的多种课题，在搭建不同规模、不同控制要求的生产系统时均有相应对策，并为工厂的信息化、智能化和节能化升级提供多样解决方案。
一 纸巾行业工厂解决方案
三菱电机基于百年制造经验提炼出来的e-F@ctory智能制造解决方案，以及由E-JIT理念形成的绿色制造综合解决方案，帮助客户不断提升生产效率、提高产品品质、降低能耗和成本，由智能制造促进社会的可持续发展。
e-F@ctory智能制造解决方案
e-F@ctory核心理念是通过现场实时数据的精准采集、边缘处理、高效传输、科学分析，将FA与IT无缝衔接，实现生产管理的可视化和持续改善。
该方案解决数据采集、数据分析、生产管理、设备管理、网络无缝连接等现代化企业必须解决的问题，三菱电机能够提供从传感器层到现场层、控制层、信息层的整体解决方案：通讯速率达到1G且实时通信容量高达256k字的CC-LINK IE网络，开放式的总线结构，高性能的控制产品，专用服务器，以及可视化系统，帮助企业降低整体系统成本，提升企业价值。
E-JIT能源可视化解决方案
结合三菱电机的MC Works软件，可快速实施纸巾生产工厂能源管理的可视化系统，包括空调系统、照明系统、受点设备、供水系统、消毒系统、蒸汽系统等。
三菱电机改变以往引进节能设备或者改善设备的传统思路，创新性地提出了E-JIT的概念，利用节能分析系统，发现设备上的能耗问题，达到【运用改善】与【设备改善】的良性结合，实现长期节能。
二 纸巾行业典型设备解决方案
高效的系统由各种高性能的设备组成，纸巾行业中的干法造纸设备、复卷机、分切机、高速裁切机，以及大型/超大型的成品成套设备，都有高速度、高精度、控制能力等方面的要求。三菱电机针对典型设备和每种设备的关键控制点特征，深入研究、勇于创新，在张力控制、再生控制、往复凸轮控制、同步速度控制等方面表现优异，也获得了众多客户的认可。
湿纸巾生产线
在湿纸巾生产过程中，采用三菱电机的运动控制器，具备虚模式同步和高级同步两种同步模式，轻松完成多轴不同控制系统的编程和搭建，在放布、换卷、分切、折叠、拉布和加液、裁断、堆垛、包装整个工艺过程中发挥重要作用，保证产品品质。
（1）基于R系列PLC构筑没有偏差的系统
方案解读：湿巾生产线可以选用高性能的R系列PLC配置（如上图），凭借高速CPU和高速总线解决大量运算和数据传输课题，实现精准同步，提高整体系统精度。该架构中运动控制器通过光纤总线搭载J4-B伺服，实现多个工位的加工和各种复杂工序的同步控制；人机界面选用GOT2000系列产品，通过以太网连接PLC，可以轻松实现设备状态监控；高速模拟量模块实现变频器控制和液位测量功能。
（2）TSN网络构成的简洁、高效系统架构
方案解读：该架构中通过TSN网络模块连接了三菱电机的触摸屏、伺服、变频器、远程I/O、远程模拟量等产品，只需要3个模块即可实现全部功能，系统的效率更高、可扩展性更强，并且能够大幅度降低成本。
湿纸粘盖机
湿巾粘盖机的作用是在包好的湿巾袋上贴上塑料盖，主要工序包括推盖、贴标、抓盖、涂胶、粘盖，并同时对传送带和胶机、机器人等进行控制。
方案解读：该系统架构中PLC使用的是FX5U（指令快达34ns，容量128K步） ，可以通过内置模拟量来控制变频器驱动传送带运行，然后使用40SSC 简易运动模块，通过SSCNET3/H总线连接，控制贴标、推杆和回收三个JE伺服。机器人除与PLC和GOT通过以太网连接外，还与视觉连接用于跟踪运行中的传送带上纸巾袋的位置。
课题应对一：收放卷张力控制
收放卷张力控制在纸巾行业中最常见的课题，可以使用转矩控制或者速度控制实现精准控制。三菱电机不仅拥有伺服和变频产品用于张力控制，还有磁粉制动器、张力控制器等张力控制专用产品，让纸巾生产的收放卷张力控制更简单。
课题应对二：超百轴的多轴同步控制
纸尿裤、卫生巾等大型设备如果需要实现超过百轴的多轴同步控制，仅靠左侧同一运动控制器控制的64个伺服轴多轴同步是不能满足需求的。可以使用三菱电机R系列PLC，最多能够安装三个运动控制器，同时控制192根伺服轴实现高速、高精度同步控制。在超大型系统中，还可以使用三菱电机最新的RD78运动控制器，能够达到对768根轴（256*3）的精准和稳定同步控制。
课题应对三：材料纠偏
在同步控制中，由于机械偏差等各种原因会造成封装、切割、定位等的偏差，这时就需要通过运动控制器对移动速度和移动距离进行补偿，这就是色标补偿和纠偏功能。
课题应对四：限位输出功能
在高速喷胶控制中，可以使用限位输出功能，通过比较编码器反馈的位置数据，当到达指定位置时，打开胶枪开始喷胶。该功能的使用不用编程，能够减小程序容量从而降低扫描时间，提高控制精度。
课题应对五：电子凸轮功能
在纸巾行业中电子凸轮功能应用非常普遍，凸轮曲线可以自动生成和手动生成，一般可以自动生成旋切凸轮，而比较复杂的凸轮曲线无法使用自动生成功能，就需要通过手动手动进行角度、行程、曲线的设定来生成。
课题应对六：系统间同步
纸巾生产在包装环节中，设备间的同步功能更为重要，这在三菱电机的产品间能够简单实现。当不同系统间需要实现同步控制时，则可以使用编码器传输设备运动状态，实现多台不同设备之间的同步功能。
三 iQ Monozukuri PACKAGING包装应用包
在需要封口和切割凸轮生成或位置补偿的设备中，三菱电机包装应用包“iQ Monozukuri PACKAGING”的导入非常有效，被喻为行业“开发神器”。该功能包具有多种可以自动生成凸轮曲线的FB功能块，只需要设置简单参数，即可自动生成旋切、往复式、长停留和飞剪等多种电子凸轮曲线数据，适用于纸巾、包装行业的各种切割、封焊等工艺。
结语：智能制造实现可持续发展
三菱电机基于百年制造经验提出了e-F@ctory智能制造解决方案，并结合E-JIT能源可视化解决方案，将智能制造与低碳节能有机结合，降低制造能耗、促进社会可持续发展。在纸巾生产领域，三菱电机凭借高性能的控制产品和行业应用积累，提供应对现场课题的多样解决方案，帮助客户打造核心竞争力。三菱电机邀您携手，迎接智能制造时代的到来。
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