一、前言
随着包装行业的迅速发展，包装生产效率逐年提高，作为包装行业关键的机型——横切机，在控制系统上也要求越来越苛刻，既要实现精确的裁切长度又要满足很高的裁切速度，其难点在于当物料处于高速运动状态时，切刀的动态控制需要极高的运算速度和极高的跟踪性能。传统的变频器控制方式主要有几种：一是通过变频器的操作面板来控制，二是通过变频的控制端子控制。这两种方式的变频器参数检测都是通过指针式仪器仪表进行各项运行参数的读取，依赖多个指针式仪表使系统的体积庞大，线路连接复杂，维护困难，参数设置也麻烦。
二、系统 组成
结合工艺要求，现采用HMI+H2UPLC+汇川高性能变频器作为主控制系统。该系统采用二级控制结构，触摸屏负责接受用户指令及监控当前系统状态，触摸屏的使用则为整个控制系统提高了靓号的人机操作界面。下位机采用PLC控制系统，利用PLC响应各种加任务和调试任务，控制伺服，变频器完成加工任务。采用此系统可提高整个控制系统的可靠性。对提高控制精度和增强系统的抗干扰能力等起到重要作用。
三、产品功能
在实现横切功能时，对于当前速度、长度等各种参数的运算要求速度快，以达到系统控制的精准，并做出快速响应。汇川的H2U系列PLC采用的是32位的CPU，使复杂的功能指令速度更快，浮点数运行指令仅需32US。
汇川H2U系列的PLC具有实时更改当前脉冲发送量的功能，当采用色标定位时，可以实现即时更改脉冲发送数。例如：当色标信号触发PLC中断，马上将当前执行的高速脉冲指令目标脉冲只更改为当前已发送脉冲数+检测到色标还往前脉冲数。这样不经过扫描周期达到色标到后往前一段长度的目的，大大提高了控制的精度。
汇川变频器的底层模块是高性能电机控制模块，它包含V/F、无速度传感器矢量控制（SVC）和矢量控制（VC），主要完成对电机的高性能控制与全方位保护，它可以通过模拟量通道、PWM脉冲，MODBUS通讯等方式来控制变频器频率，还可以通过编码器接口，进行闭环矢量控制。
四、基于汇川高性能变频器与H2U PLC控制的方案
根据工艺要求，同时结合龙湾机械提出的功能，在保持原有系统具有的功能时，将送料及输料带连接在PLC上，通过PLC来控制横切机的每个环节。
送料端，利用磁粉离合器实现张力控制，通过角度电位计将0~10V的模拟心海传给属兔PLC的3A卡的模拟量输入端，PLC通过当前卷径，自动调节3A输出的模拟量0~10V，以此达到控制送料端的张力大小稳定。
送料系统，使用者通过触摸屏输入送料长度及速度，之后由PLC计算发送响应的频率及脉冲量。
切刀系统，切刀变频器根据送料速度做出变化，当送料定位一旦完成，变频器马上驱动切料马达切料，切刀下限位导通时反转回刀，直到上限位道通后，伺服拉料进行下一动作。
输送系统，通过参数设定每张料的间隔距离，能结合每个送料速度，PLC自动计算调制接料变频器的运行频率。
接料系统，按HMI上设定的参数要求，自动接收了设定张数后下降设定的位置。同时插标也在设定的张数后做出插标动作。（整个控制图如下：）
PLC控制变频器频率可采用三种模式：模拟量，通讯，PWM
1、采用模拟量控制：
汇川PLC通过模拟量模块H2U-4DA，将各融到的模拟电压分别传送到变频器控制端子，根据设定变频器的最大频率famx与最小频率fmin则与PLC模拟量0~10DCV形成线性的比例关系。从而达到PLC控制变频器频率的功能。该控制方式成本较高，但响应速度比较快，抗干扰性强。
2、采用通讯控制
汇川PLC具有两个通讯口，一个通讯口可以链接触摸屏，另一个可以作为MODBUS主站与变频器通讯。通过RS485接线，利用PLC发送通讯指令，修改变频器当前运行频率。该控制方式，利用汇川PLC则不需要额外增加费用，但采用通讯方式控制有一定的距离限制，抗干扰能力视现场情况而定，同时，采用通讯控制具有一定的延时。
3、采用PWM脉冲控制
利用高速脉冲输出点，可以通过按发送一定周期的脉冲，修改脉冲的占空比，与变频器设定的最大，最小频率相对应。汇川变频器具有PWM脉冲控制变频器频率的功能。变频器通过设定的时间 ，对接受到的脉冲占空比进行检测运算，相应修改当前频率。
汇川H2U系列的PLC自带三轴脉冲控制及俩个两个通讯口，PLC用高速脉冲输出控制伺服速度及长度定位，送料变频及输送变频器采用PWM脉冲控制频率，切刀变频器则可以通过电位器设定频率。
五、系统配置清单
H2U-16161MT 1台 H2U-3A卡 1个 HMI 1台 汇川变频器 3台