自疫情发酵以来，外国人抢卫生纸的新闻屡见不鲜，各国先后进入紧急防控疫情状态。很多人不理解，为什么外国人抢卫生纸，国人不用抢卫生纸？
原来，随着城镇化的推进，以及人均生活用纸消费量的提升，国内生活用纸行业一直在不断增长。据统计，中国共有卫生用品类相关企业218.1万家，其中广东数量最多，达39.4万家。只是因为供货不紧张，国民对卫生纸需求显得没有那么明显。
随着消费升级和技术进步，生活用纸整体品质不断提升，纸巾的消费需求越发细化和专业化。卫生纸包装机械的产生，大大提高了包装效率。但在面临多样化包装时，往往需要多台多种机器，增加了企业负担。
英威腾所提供的用于卫生纸包装机的控制系统及方法，能适应多样化包装要求，明显提高包装效率和品质，降低企业营运成本。
本项目客户是专业的极具规模的卫生纸包装机制造商， 所生产的自动抽纸包装机主要用于各种规格的软抽纸巾的套袋包装，代替传统人工包装，把未包装的产品放到机器送料装置上，即自动完成包装。
英威腾深挖行业需求，深入研究工艺流程，为达到厂家的预算目标，推出了以英威腾控制器+伺服+变频器+触摸屏为核心的自动抽纸包装机生产线控制系统应用方案。该方案控制层采用英威腾AX70作为系统核心控制器，对切刀、拉膜、中送等要求位置精准控制的工艺环节使用伺服电机驱动，对于理料、放膜使用变频器驱动。伺服与控制器采用EtherCAT总线通讯连接。该系统传动精准，控制稳定，速度快，以优秀的性能和高性价比，帮助厂家提升包装效率和品质，大幅提升产能，减少营运成本。
自动抽纸包装机是由理料传送带、送料传送带、包装机台和热贴合传送带组成。
工艺流程：1理料→2送料→3压合→4拉膜→5切膜→6热封贴合封口→7中送弹出→8两侧整形→9两侧热贴合 。
设备在高速运行过程中，对于控制系统的整体稳定性、定位精度、性能都有较高的要求。因为纸巾的柔性特征，切刀、拉膜、中送是包装过程中极容易出错的环节，保证包装效果，避免封切不准，走膜跑偏、跑空袋等问题是一个不小的考验。
图1 自动抽纸包装机工艺图
1、该方案控制层采用英威腾AX70作为系统核心控制器，AX70除了PLC常有的功能之外，还具备高阶运动控制功能，具有规划32轴电子凸轮，64组TP补偿，支持飞剪，追剪，插补等功能，编程方便快捷。驱动层采用英威腾DA200系列高性能伺服和GD20系列变频器，伺服与控制器采用EtherCAT总线通讯连接。
2、系统拓扑图：
图2自动抽纸包装机电气系统应用示意图
该系统是英威腾PLC与伺服驱动器通过EtherCAT通讯总线实现多轴控制，与触摸屏通过 Modbus TCP 通讯，切刀与主轴采用电子凸轮关联，简便调节，换料方便。
3、英威腾电气方案的特点和优势：
* 核心电气部件全套采用英威腾产品，AX70集成电子凸轮、电子齿轮、飞剪、追剪等运动控制功能，满足用户高速、高精和个性化控制需求，只需通过简单的参数设定和程序编写，就可轻松实现定位控制、高度同步控制和凸轮控制等，轻松指挥伺服，变频器协同工作。
* 控制器与伺服采用EtherCAT高速总线连接，减少机械触点和连线，系统故障率低，抗干扰能力强，性能更稳定可靠。
* 具有优越的实时性，总线通讯速率高达100Mbps，数据高速实时传输。
* 使用电子凸轮功能曲线运动，机械运转更顺畅，柔性生产更灵活性。
* 总线通讯方式反馈故障情况，故障显示一目了然，简便高效排障。
* 省去复杂的接线，电控布线简便灵活，设置简单，彻底解决需技工操作、频繁调机、重复上机等无效工作，提高工作效率。
* 支持大规模分布式扩展，具备强大的组网能力，支持32轴多轴运动。
* 支持各种编程语言，简便易懂，兼容性高，可拓展性强强。
* 具备灵活的拓扑结构和开放性，可根据市场需求高低配置，满足细分市场。
4、电气选型清单：
|
名称 |
型号 |
数量 |
品牌 |
备注 |
|
控制层 |
||||
|
HMI |
VS-102HCS |
1 |
INVT |
以太网接口 |
|
CPU模块 |
AX70-C-1608P |
1 |
INVT |
|
|
电源模块 |
AX-PWR |
1 |
INVT |
|
|
数字量输入模块 |
AX-EM-1600D |
1 |
INVT |
|
|
数字量输出模块 |
AX-EM-0016DP |
1 |
INVT |
|
|
模拟量输出模块 |
AX-EM-4DA |
1 |
INVT |
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驱动层 |
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|
伺服驱动 |
SV-DA200-1R0-2N0 |
1 |
INVT |
中送伺服 |
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伺服驱动 |
SV-DA200-0R4-2-N0 |
2 |
INVT |
拉模伺服、切模伺服 |
|
变频器 |
GD20-1R5G-S2 |
1 |
INVT |
主轴变频 |
|
变频器 |
GD20-0R7G-S2 |
4 |
INVT |
理料变频 |
|
执行层 |
||||
|
伺服电机 |
SL-MM13-1R0E-2-9A0 |
1 |
INVT |
1.0kw |
|
伺服电机 |
SL-ML06-OR4G-2-9A0 |
2 |
INVT |
0.4kw |
|
普通异步电机 |
5 |
外购 |
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图3：自动抽纸包装机整体外观
运行实践表明，英威腾成功为该卫生纸包装设备厂家提供了成熟可靠的系统解决方案，包装性能优异，速度快，精度高，柔性好，参数设定方便快捷，易用性强，得到客户充分认可。
英威腾可编程序控制器AX70，采用高速处理器，运算速度极快，位指令1ns，浮点运算指令150ns。
DA200EtherCAT总线高性能伺服2.0kHz高速度响应，23位编码器高精度同步控制，处理速度快，整定时间短，各轴之间的同步时间偏差小于1微秒。
该设备包装产出最高速度可达105包/分钟，稳定生产速度达100包/分钟，包装合格率达99%，远远超过市场平均水平。
一份可靠，成就美好的家居生活。英威腾在产品研发生产、成本控制、供应链管理、全流程质量管理、全球化服务网络和6A专业服务都有极大优势，完全能满足包装设备客户的要求。
