造紙機傳動控制系統日期：2007年7月31日11:14來源： admin直字號［小中大］本文采用森蘭sb80系列變頻器和西門子s7-200plc組成一套文明紙機傳動控制系統。經過可編程邏輯控制器（plc〕和變頻器之間的通訊，控制傳動點的啟動、中止、增速、減速、緊紙等操作，由軟件自動完成負荷分配、速度鏈等功用，充沛滿足造紙工藝及電控的需求。1紙機對電氣傳動控制系統的要求1.1 該機結構簡圖如圖1示。紙機為1760/250m/min長網多缸文明紙機，消費40~65g/m2初級文明用紙，穩態精度W0.01%。圖1結構簡圖1.2為了能消費出質量規范較高的產品，紙機對電氣傳動系統提出如下的要求：〔1〕紙機任務速度要有較大的調理范圍，為了使造紙機具有較強的產品、原料的順應性（如打漿度、漿料配比與種類、定量、紙種等〕，紙機傳動可在較大的范圍內平均的調理速度，調理范圍為1:8（2〕 車速要有較高的動搖裕度，總車速提升、下降要顛簸。為了

動搖紙頁的定量和和質量、增加紙幅斷頭，要求紙機穩速精度為±0.05?0.01%；(3〕 速差控制，速比可調、動搖。紙幅在網部和壓榨部時，其縱向伸長橫向收縮，而在烘干部時，兩向都收縮，因此紙機各分部的線速度稍有差異，即速差。速差在一定范圍內變化不惹起紙頁質量的突變。此時的速差對成紙來說，主要影響紙頁的克重。誤差應控制在0.1%以內堅持紙張不被拉斷。紙機各分部的速比的最大動搖值與漿料配比、定量、車速、消費工藝、紙頁收縮率及分部之間的紙幅無承托引段的張力等要素有關。因此，造紙機各相鄰分部間應有適當的速差來構成良好的紙頁。紙機各分部的速度必需是可以調理的，為±10~15%。利于任務時調整。為了消費較高質量的紙幅和增加斷頭率，還要堅持各分部間速比的動搖；(4〕 各分部點具有速度微升、微降功用，引紙操作時的緊紙、松紙功用。具有剛性結合或軟結合的傳動分部，如網部、壓榨部、施膠部，能停止負荷靜態調理。防止某點的速度發作變化而惹起負荷在分部內靜態轉移，如不及時停止自動的調理(由于如今運用的變頻器基本上都不具有臨時四象限運轉才干〕，有的傳動點負載能夠超越它自身的功率范圍惹起過流發作，有的傳動點被拖動而惹起過高的泵升電壓，招致變頻器過壓而維護跳閘，甚至損壞變頻器和損壞毛布。同時在這些分部中，應具有單動、聯動功用，并可以同時起動、中止。必要的顯示功用，如線速度、電流或轉矩、運轉信號、缺點信號等；(5〕匍匐速度。為了檢修和清洗聚酯網、壓榨毛毯、干網以及各

分部的運轉工況，各分部應有15?50m/min可調的匍匐速度，但不宜在此速度下長時間運轉；(6〕 紙機為恒轉矩負載性質，要選擇具有恒轉矩控制功用的變頻器，并具有較高的分辨率，良好的通訊才干，并采用plc作為控制單元，完成對整個控制系統的牢靠、協調的控制，以滿足紙機控制系通正常任務的需求。2控制系統組成系統原理圖如圖2所示。該紙機傳動系統采用由S7-226小型plc作為系統的控制中心；由功用較弱小的森蘭sb80系列變頻器為驅動單元，頻率分辨率為O.Olhz以上；變頻公用電機作為執行單元；歐姆龍編碼器提供速度反應信號，使紙機傳動在速度閉環運轉形式下，從而使控制系統穩速精度到達0.01%。由plc經過西門子modubus協議、rs485網絡與變頻器完成速度鏈功用、速差控制、負荷分配功用、總車速升、降、各分部點的速度升、降及緊紙、松紙等功用，較理想地滿足紙機正常任務的需求。

PRFc85K4CO1—10總0PA021PRFc85K4CO1—10總0PA021森蘭sb80系列變頻器米用ti推出的32位150mips的高速電機控制公用dsp和自主開發的嵌入式實時軟件操作系統；電機控制實際的先進性一一轉子磁場定向和準確磁通觀測器的閉環電流矢量控制；零件設計的先進性一一高啟動轉矩、高過載才干、高速電流限制等。森蘭sb80能滿足各種苛刻工況下的電機控制，普遍運用于恒轉矩控制、位置控制、張力和卷繞控制、紡織運用等范圍。3控制系統軟件設計控制系統的軟件設計基于以下原那么：1 順序模塊化結構化設計，其中負荷分配、速度增減、初始化、緊紙、速比計算、校驗、數據發送、接納等作為子順序調用;2 順序采用循環掃描的方式對傳動點停止處置，簡化順序，提高順序執行效率3 采用中綴子順序停止數據的發送、接納;確保數據的準確快速的傳輸;4必要的軟件維護措施，以免形成嚴重機械損害。因此該順序通用性強，可移植性好，運用不同的變頻器，只須停止相應

協議的格式的定義。即數據發送、接納、校驗順序的相應修正即可，滿足紙機運轉的需求。主順序流程圖如圖3所示圖3主順序流程圖3.1速度鏈設計及速差控制速度鏈結構采用二叉樹數據結構算法，完成數據傳遞功用。首先對各傳動點位置停止數學籠統，確定速度鏈中各傳動點編號，此編號應與變頻器外部地址分歧。然后依據二叉樹數據結構，確定各結點的上下、左或右編號。即任一傳動點由3個數據（''父子兄〃或''父子弟〃〕確定其在速度鏈中的位置，填上天位寄存器數值。如圖4所示iSl圖4位置寄存器表示圖

該傳動點速度給變頻器后，訪問位置寄存器，確定子寄存器結點號，假定不為0,那么對該經點停止相應處置，直到該鏈完全處置完；再查兄弟寄存器結點號，處置另一支鏈。所以只須對位置寄存器初始化，即可構成具有恣意分支結構的速度鏈。算法設計采用了調理變比的控制方法。如圖五所示，紙機二壓點作為速度鏈中的主節點，它的速度就是整個紙機的任務車速。在plc內，我們經過通訊檢測到車速調理信號那么改動車速單元值，同時送給驅網、吸移、真壓、一壓分部，其速度值乘以相應的速比，即是該傳動點的速度運轉值。假定某一分部速度不滿足運轉要求，說明該分部變比不適宜，可經過操作該分部的減速、減速按鈕完成，plc檢測到按鈕信號后調整了變比，使其順應傳動點間的速差控制要求。相當于在plc外部有一個高精度的齒輪變速箱，可以恣意無級調速。假定正常消費中變比適宜，需求緊紙、松紙操作時，按下該分部緊紙、松紙按鈕,plc將對應在速度鏈上附加一正或負的偏移量那么完成緊紙、松紙功用。同時送下一級計算，依此類推，構成速度鏈及速差控制系統。前一級車速調整，前面跟隨調整，后級調整不影響前級,順應紙機操作引紙的順序要求。速度鏈的傳遞關系由圖5來表達，由plc軟件完成。

圖5 紙機速度鏈結構圖3.2負荷分配設計該紙機傳動結構上有柔性結合的傳動點，烘缸部和壓榨部。它們之間不只要求速度同步還需求負載率平衡，否那么會形成一個傳動點由于過載而過流，而另一傳動點那么由于被帶動而過壓，影響正常抄紙，甚至能夠撕壞毛布，損壞變頻器、機械設備。因此這兩個傳動局部的傳動點之間需求負荷分配自動控制。負荷分配任務原理：假定pie、p2e為兩臺電機額外功率，pe為額外總負載功率，pe=p1e+p2e。p為實踐總負載功率，pi、p2為電機實踐負載功率，那么p=p1+p2o系統任務要求p1=p*p1e/pe，p2=p*p2e/pe，兩個值相差W3%。由于電機功率是一間控制接量。實踐控制以電機定子轉矩替代電機功率停止計算。plc采樣各分部電機的轉矩，計算每一組的總負荷轉矩，依據總負荷轉

矩計算負載平衡時的希冀轉矩值。計算平均負荷轉矩方法如下公式所示。m=其中： mll、ml2是壓榨、烘缸電機實踐輸入轉矩；pel、pe2是壓榨、烘缸臺電機額外功率；m 為負荷平均希冀轉矩plc經過modbus總線失掉電機轉矩，應用上述原理再施以pid算法，調理變頻器的輸入，使兩電機轉矩百分比分歧。即完成負荷自動分配的目的。設置最大限幅值，假設負荷偏向超越該設定值，要停機處置，以防機械、電氣損害發作。負荷分配控制完成的前提是合理的速度鏈結構，使負荷分配的傳動點組處于子鏈結構上，該部負荷調整時，不影響其它的傳動點，因此速度鏈結構是采用主鏈與子鏈相結合的方式。3.3輔佐控制的機、電、液一體化設計輔佐局部的機、電、液一體化、連鎖及維護、卷紙機自動換卷控制、稀油站潤滑系統等輔佐電氣系統協調任務，以保證系統正常運轉和設備平安。4變頻器局部主要參數設置變頻器主要參數設置如下表所示，本表適宜各系列森蘭變頻器，所以未列出代碼，實踐只需找到相應功用設置好即可:

對表中局部參數注釋如下：加減速時間，在造紙機傳動系統中，由于傳動點數目較多，即變頻器數量較多，所以負載不近相反。這就要求加減速時間設定不同，對烘缸類大慣性負載加減速時間要長一些，否那么會招致變頻器過載報警，對其他輥類負載那么加減速時間可稍短一些。通訊參數中地址設定普通從一側設置至另一側，即由1至最后。本表為主要參數，還有一些其