着国内造纸行业规模的飞速发展及人力资源成本的不断提高，成品纸生产工段对包装过程自动化 及低成本化的要求也越来越迫切。之前，国内的大 规格令纸包装主要依靠人工、半自动包装机或进口包装机完 成。某公司开发的全自动令纸包装机成本合理、运行性能 高效、包装效果优良，可替代进口包装机，打破了国外垄断该类包装设备的格局。

全自动令纸包装机上使用的智能系统主要包含： SIMATIC T-CPU、Profibus DP总线通讯网络、伺服驱动 技术、同步控制技术、程序控制系统等。

某公司推出的新型运动控 制型CPU,硬件中集成了双内核：SIMATIC PLC控制器、 SIMOTION控制器。两个内核间的数据交换，完全由硬件完 成，不需要用户额外编制任何程序。这就节约了用户开发成 本，缩短了系统编制程序、调试和维护时间。其运动控制编程 块符合国际PLCopen标准，可完成复杂的运动控制任务，例 如：电子齿轮、凸轮盘、凸轮开关输出、电机力矩控制、电机位 置相位纠偏控制、定位控制等。

本系统通过西门子标准的Profibus DP网络连接HMI人 机界面，获取包装机的各种工作状态、系统报警、参数输入、 工艺参数计算等任务。通过运动控制专属高速DP网络连接 IM174接口模块，完成运行控制过程的参数传输与计算。

在伺服控制技术方面，设备上采用的A4/A5系列伺服驱 动器及电机，具有高性能的实时自动调整增益，根据负载惯 量变换。高速高响应，速度响应频率达1kHz,同时低振动， 稳定性优良。与西门子IM174模块通过脉冲控制方式，组成 非常合理的运行控制方案。

设备运行时，电机运动的同步控制非常重要，它是令纸 包装质量的基本保障。对于需要同时动作的3台电机轴的位 置控制，通过设计脉冲分配器，将主轴实际运行反馈的位置 脉冲信号，分配至2路从动的电机轴，再根据机械传动比来设 置电子齿轮参数，完成从动轴与主动轴的位置同步控制。

令包机控制部分主要部件包括:Technology型CPU、 DI模块、ET200M从站接口模块、DO模块、IM174驱动器 接口模块、MP277按键操作屏、MinasA4/A5伺服驱动器、 MM440变频器、FESTO的SPC200气动伺服控制系统。

其中控制系统内的触摸屏界面用于完成系统的操作输入 与检测功能，CPU完成主要动作的程序控制及伺服电机的运 动控制算法，所有的功能模块通过2条高速的DP总线连接起 来。为正确完成所有工位电机的运动控制内容，需要针对每

一个伺服轴组态正确设置合适的参数，选择合适的闭环控制 回路，同时设计特殊要求的原理电路。

首先是Step7中IM174通讯参数配置,IM174接口模 块用于连接第三方伺服驱动器，通过特殊设计的高速通道 Profibus DP网络连接，需要在IM174模块内设置合适的同 步模式参数值。需要特别注意的是IM174只能用于等时同步 的DP网络，最小DP周期为1.5ms。

其次是S7T Config内的伺服轴组态0T-CPU的运动 控制组态主要部分是在Technology组态界面完成的，该软 件包集成于Step7内，在Step7内插入了T-CPU后，将可以在 S7T Config软件包界面完成各伺服驱动轴的参数设置，如 电机的机械参数、运动控制的闭环参数值设定。

同步控制主要依靠脉冲分配器实现，脉冲分配器需要将 主轴电机实际运行反馈脉冲分配至从动轴运行控制用的脉 冲输入。需要确保脉冲电路形式与伺服驱动器的接线类型一 致，并设置相对应的电子齿轮参数，以倍数化脉冲频率。

在程序设计方面，主要包含人机界面设计和PLC程序 设计。人机界面使用的是触摸屏控制面板。全自动令纸包装 机配置了功能强大的触摸屏程序，触摸屏的主界面内显示了 令纸包装机的实时运行状态，并显示令纸在每一个工位上的 运行状态。同时它操作简单，操作人员只需在主界面上输入 令纸规格尺寸数值，所有执行机构需要调整的参数将自动根 据工艺要求计算完成。如果包装机在运行过程中出现任何故障，触摸屏界面将自动弹出故障位置显示画面，提示操作人员 故障、前往故障地点，并告知故障内容。

逻辑控制PLC程序设计使用多种语言进行相应的功能 设计，全自动令纸包装机的控制10点总计数量达到300个，内 部逻辑比较复杂。

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