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1、您的论文得到两院院士关注控制系统文章编号:1008-0570(2008)08-1-0055-03基于T400的复卷机放卷张力控制系统设计ADesignofReeling-offTensionControlSystemofRewinderBasedonT400(陕西科技大学)王宁孟彦京WANGNingMENGYan-jing摘要:本文分析了复卷机退纸辊张力控制方式及T400工艺板的工作原理,设计了一套基于T400工艺板的退纸辊直接张力控制系统,详细说明了系统的软硬件组态。关键词:复卷机;T400工艺板;变频器;直接张力控制;组态。中图分类号:TP2文献标识码:BAbstract:
2、ThispaperanalyzesthetensioncontrolstrategiesofrewinderandtheprinciplesoftheT400technologyboard,designedasystemofreeling-offdirecttensioncontrolbasedonT400.Thesoftwareandhardwareconfigurationsareilluminated.Keywords:rewinder;T400technologyboard;converter;directtensioncontrol;configuration引言在复
3、卷机电控系统中,纸幅退卷张力控制对成品纸卷形态的影响至关重要。复卷机在卷取的过程中,退纸辊的卷径和转动惯量不断减小,为时变参数。为了保证纸张在卷取过程中平稳工作,必须要求纸幅张力和线速度恒定。因此,对于放卷系统而言,进行张力控制是核心技术,也是变频调速的难点。在实际控制系统中通常采用可编程逻辑控制器(PLC)由用户自行编写程序,这样的系统编程复杂尤其在闭环张力控制系统中,对PLC的运算速度有很高的要求,在控制精度和稳定性上都有一定的限制,而其在编程和调试过程中需要投入大量的人力和时间。本文针对以上问题和复卷机的工作特点,提出了基于T400工艺板的复卷机退纸辊张力闭环控制方案,并
4、介绍了此系统的具体实现方法。1复卷机退纸辊张力控制方式目前应用的张力控制系统,根据其测量控制的原理结构,主要有间接张力控制和直接张力控制。间接张力控制是一个开环抗扰动的控制系统,即按照现场张力与实际设定值之间的偏差来进行调节,通过间接张力执行部件激励电流,磁场等电气参数来动态补偿现场的干扰量,但间接张力控制做出的机理电流补偿精度主要取决于现场卷径值的测量精度,任何对于系统的扰动也只能通过机理电流的调节环节进行补偿,而对于电机空载损耗和动态转矩引起的扰动,却没有办法进行补偿,一定程度上限制了间接控制在精度控制要求高的应用。加之间接张力控制是通过针对现场的各种干扰因数,改变电动机的
5、电气参数来达到张力恒定的目的的。然而实际运行环境中,张力控制的现场是十分恶劣的,各种干扰因数对系统的影响比较严重,因而就造成了间接张力控制不能对这些干扰要素动态的做出补偿,从而使控制精度不高。相比之下,采用直接控制方式,可以得到较好的控制精度。直接控制方式即利用张力检测元件,《PLC技术应用200例》邮局订阅号:82-946360元/年-55-将现场的张力转化为与之相应的电信号,并作为反馈信号接入王宁:在读研究生到输入端,与设定的张力信号进行比较运算,调节张力执行部件,从而构成张力闭环的控制,这样能够对现场总的干扰因数做出电气上的补偿,因而这类张力控制能够得到较高的控制精度。
6、在要求较高的应用场合下通常采用直接张力控制方式。技术创新2基于T400工艺板的退纸辊直接张力控制系统的实现图1复卷机控制系统结构简图图1为此次方案的复卷机控制系统简图,本系统为三级控制方式,第一级为变频器控制级,变频器采用SIMENS公司6SE70系列矢量控制变频器,变频器上均配有PROFIBUS-DP通讯板(CBP),第二级为PLC控制系统,第三级为OP-270人机界面,与PLC及传动控制器以通讯方式构成局域网络。从图中可知工艺板T400是作为西门子公司传动装置6SE70配置的标准选件,通过变频器电子箱插槽连接到变频器上,西门子公司并为其提供了SPW420标准软件包可实现卷曲
7、控制。2.1系统硬件设计及数据传输T400工艺板是西门子SMADYN-D全数字控制系统的新一代的工艺类产品。它是为西门子交直流传动装置设计的标准选件板,可以插到这些传动装置的电子箱中,用以扩展变频器功能。从硬件来看,T400工艺板只是一块单板计算机,采用的是32位的SMANDYN-D处理器,具有强大的计算能力和极高的运算速度,它最快的执行周期小于0.8ms,运算数据类型为浮点小数。其外围接口包括,I/O接口:T400工艺板有8个二进制数字量输入口,4个二进制数字量输出口,2个模拟量输出口(模
