引言

隨著(zhù)我國經(jīng)濟的發(fā)展，制漿造紙業(yè)已經(jīng)成為我國工業(yè)經(jīng)濟增長(cháng)的重要支柱，早期的造紙機生產(chǎn)產(chǎn)量較低，對電控沒(méi)有太高要求，隨著(zhù)造紙規模的擴大，對造紙機的產(chǎn)量及速度要求越來(lái)越高，從而對紙機配套電控系統的要求也越來(lái)越高。

本方案采用森蘭SB70G系列變頻器和西門(mén)子S7-200 PLC組成一套文化紙機傳動(dòng)控制系統。通過(guò)可編程邏輯控制器（PLC）和變頻器之間的通信，控制傳動(dòng)點(diǎn)的啟動(dòng)、停止、增速、減速、緊紙等操作，由軟件自動(dòng)實(shí)現負荷分配、速度鏈等功能，充分滿(mǎn)足造紙工藝及電控的需要。

1 紙機對電氣傳動(dòng)控制系統的要求

1．1 該機結構簡(jiǎn)圖如圖4所示。紙機為1760/250m/min長(cháng)網(wǎng)多缸文化紙機，生產(chǎn)40～65g/m²高級文化用紙，穩態(tài)精度≤0.01%。

圖4  結構簡(jiǎn)圖

1.2 為了能生產(chǎn)出質(zhì)量標準較高的產(chǎn)品，紙機對電氣傳動(dòng)系統提出如下的要求：

（1）  紙機工作速度要有較大的調節范圍，調節范圍為1:8；

（2）  車(chē)速要有較高的穩定裕度，總車(chē)速提升、下降要平穩。要求紙機穩速精度為±0.05～0.01%；

（3）  速差控制，速比可調、穩定。速差在一定范圍內變化不引起紙頁(yè)質(zhì)量的突變，誤差應控制在0.1%以?xún)?。紙機各分部的速度必須是可以調節的，為±10～15%。

（4）  各分部傳動(dòng)點(diǎn)具有速度微升、微降功能，同時(shí)在這些分部中，應具有單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)功能，并可以同時(shí)起動(dòng)、停止。

（5）  紙機為恒轉矩負載性質(zhì)，要選擇具有恒轉矩控制性能的變頻器，并具有較高的分辨率，良好的通訊能力。

2 控制系統組成

系統原理圖如圖5所示。該紙機傳動(dòng)系統采用由S7-226小型PLC作為系統的控制中心；由森蘭SB70G系列變頻器為驅動(dòng)單元，頻率分辨率為0.01Hz以上；變頻專(zhuān)用電機作為執行單元；歐姆龍PLC提供速度反饋信號，使紙機傳動(dòng)在速度閉環(huán)運行，穩速精度達可達0.01%。由PLC通過(guò)西門(mén)子MODUBUS協(xié)議、RS485網(wǎng)絡(luò )與變頻器實(shí)現速度鏈功能、速差控制、負荷分配功能、總車(chē)速升、降、各分部點(diǎn)的速度升、降及緊紙、松紙等功能，較理想地滿(mǎn)足紙機正常工作的需求。

3 速度鏈設計及速差控制

速度鏈結構采用二叉樹(shù)數據結構算法，完成數據傳遞功能。首先對各傳動(dòng)點(diǎn)位置進(jìn)行數學(xué)抽象，確定速度鏈中各傳動(dòng)點(diǎn)編號，此編號應與變頻器內部地址一致。然后根據二叉樹(shù)數據結構，然后根據二叉樹(shù)數據結構，確定各結點(diǎn)的上下、左或右編號。即任一傳動(dòng)點(diǎn)由3個(gè)數據確定其在速度鏈中的位置，填入位置寄存器數值該傳動(dòng)點(diǎn)速度給變頻器后，訪(fǎng)問(wèn)位置寄存器，確定子寄存器結點(diǎn)號，若不為0，則對該經(jīng)點(diǎn)進(jìn)行相應處理，直到該鏈完全處理完；再查兄弟寄存器結點(diǎn)號，處理另一支鏈。

4 負荷分配設計

該紙機傳動(dòng)結構上有柔性聯(lián)結的傳動(dòng)點(diǎn)，烘缸部和壓榨部。它們之間不僅要求速度同步還需要負載率均衡，否則會(huì )造成一個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)由于過(guò)載而過(guò)流，而另一傳動(dòng)點(diǎn)則由于被帶動(dòng)而過(guò)壓，影響正常抄紙，甚至可能撕壞毛布，損壞變頻器、機械設備。因此這兩個(gè)傳動(dòng)部分的傳動(dòng)點(diǎn)之間需要負荷分配自動(dòng)控制。

5 結語(yǔ)

森蘭SB70G系列變頻器具有很高的可靠性和和完善的功能實(shí)現，通過(guò)豐富的參數組態(tài)與PLC通過(guò)MODUBUS協(xié)議通訊協(xié)調工作，可滿(mǎn)足中、高速造紙機對傳動(dòng)系統要求大速比變化、高穩態(tài)精度等控制性能的需要。