用PLC和变频器实现造纸机同步传动控制

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　　造纸机同步传动控制能在纸机传动过程中实现高精度稳速控制及恒张力控制的过程控制模型及控制策略。该模型建立了过程运行参数与控制目标的准确定量关系，既没有理论误差，又避免了多电机的性能差异及负载波动等对控制的影响，为实现造纸机多电机高精度同步传动提供了技术手段。

1引言 造纸设备虽然种类繁多，传动结构也各异，但从系统组成来看都是由压榨烘干压光卷取等几大部分组成，各部分都有电机驱动。造纸工艺要求设备传动时应保证纸在各部分传送时具有恒定的速度及恒定的张紧度。目前造纸设备实现这个要求对变频器的控制主要有两类，PLC或工控机控制。

　　造纸设备变频调速传动的特点光辐等均为直径恒定不变的圆柱体，当控制精度要求不时，可以近似认为辊外缘线速度与电机电源频率成正比而卷纸辊外缘直径在卷纸过程中不断增大，所以电源频率的大小不仅与卷纸辊外缘线速度成正比，还与其直径成反比但当进行商精度稳速控制时，电机的电源频率除与上述各因素有关外，还与各电机的性能及负载的大小有关。

　　算等直径辊的电机电源频率的确定不仅与各辊的直径系统的传动比电机的磁极对数等参数有关，而且还与电机的转差率自动控制时转差率不恒定有关对于变直径辊的电机电源频率还与辊的直径成反比。

　　不适宜进行复杂的逻辑运算，目前对于精度不高的纸机同步传动由以控制而对于精度纸机同步传动采用况机或工控机作为上位机完成复杂控制变频器，系统复杂，成本增加。

　　频器组合作为纸机传动的控制方案，实现多电机的同步传动，建立适于丹控制的能实现纸机传动的精度稳速控制及恒张力控制的过程控制模型及控制策略。

2技术方案2.i系统的组成辊烘缸中未画出压光辊卷纸辊张紧检测及标定装置光电传感器等组成。

　　张紧装置主要由导轮张紧轮挺杆弹簧光电开关等组成。光电开关3阳3奶用作张紧状态的极限控制，3犯8奶34用作张紧状态的检测及标定，以消除由各种因素可能导致差。

　　2.2控制电路系统的控制电路2所中仅画出压光辊及卷纸辊电略，其他电略可依此画出2.2.0的输入输出辊外缘位移检测传感器的输入信号，张紧装置状态检测信号。

　　2.2.2变频器的设置址；把485串行接口的波特率为9600，频率分辨丰为0.01珏2.

　　2.3控制模型本系统的控制目标有两个是多电机速度同步控制。即纸机各部分的传动速度相等并恒定不变。是恒张紧度控制。纸应始终处在最佳的张紧状态。

　　2.3.1多电机速度闻步控制研究源频率的计算与电机所带辊的直径与电机负载波动电机转差率电机和辊之间传动系统参数等无关的，能实现纸机各部分精度稳速控制的过程控制模型。该棋型能动态控制各辊电机各棍光电传感器输人张紧状态检测压光箱电机始终等于系统要求的理论速度。

　　卷简外缘线速度和其转速之间的关系为传动系统的传动比。

　　转速和电机电源频率之间数，转差率。

　　由上两式可得当用各辊处的光电开关信号作为控制多电机同步传动的控制信号时，上式可变成太力误差而产生的位移误差，其值为若两次频率调整的时间间限为则5.在4，内，辊外缘的理论线位移5.在内，辊外缘的实际线位移。

　　为消除速度误差所需，在，内，辊外缘达到理论线位移时电机的供电频率。在内，辊外缘线位移为队时电机的供电频率。

　　幻式避开了用辊直径及其他参数确定电机电源频率的不利影响，是建立在辊外缘实际线位移和电机电源当前频率基础之上的适于实施的过程控制模型。

　　变频器变频器1当辊外缘的线速度达理论值时，电机电源的频率应为，+恒张紧度控制研宄适于朽控制的，能动态消除相临两辊外缘位移之差，保证纸在传送过程中具有恒张紧度的过程控制模型。

　　上面1式只能保证各辊外缘的速度同步，不能消除相临两辊外缘的位移误差，只有消除这个位移误差，才能实现纸在传送过程中的恒张紧度控制。

　　位移协调性计算原理3.

　　位移差5=，要消除这个误差，可通过调整张紧装置两侧任辊电机的频率即可。系统补偿本段位移差所需的频率增量由；式导出如下间间隔，该值应大于系统时间常数的4倍以上速度同步调整后的频率；辊外缘的理论速度值。

　　调整前辊电机频率时，为消除本段位移误差么5而增加的频率么2又会引起下级传动张紧度控制时，既要考虑本段张紧度误差的影响，又要考虑它前边各段张紧度误差的影响。鉴于此，各段辊电机频率的确定应从某端开始向另端用递推法确定。

　　设4为消除第纟段张紧度误差所需的频率增童为从某侧开始传动辊的顺序号；42当实现整个系统纸恒张紧度时第段的频率增量。

　　实现恒张紧度控制时各辊电机的频率确定如下考虑了系统实现速度同步和恒张紧度控制之后第纟个辊电机的电源频率为

3结束语3.1该模型建立了过程运行参量与控制目标的准确的定量关系，没有理论误差，避免了多电机的性能差异辊直径误差负栽波动等因素对控制的影响。

　　该模型与各辊的直径无关，与传动系统的具体参数无关，因而对各类型的造纸机械及切纸机械的稳速或速度跟踪控制及恒张力控制普遍适用。

　　该模型简单，没有复杂的逻辑运算，容易实现该模型的控制策略，且程序较小，综上所述，用本文提供的控制模型，在中小型系统中即可实现纸在传送过程中粮度稳速及恒张紧力控制。

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　　收稿日期200301