PLC与变频器在纸机负荷分配中的应用

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1、http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛PLC与变频器在纸机负荷分配中的应用孟彦京陈果（陕西科技大学，陕西西安，710021）摘要：举例说明了造纸机变频传动中负荷分配产生的原因、造成的影响以及用程序实现负荷分配的设计原理。结合工程实例，重点介绍了造纸机在交流变频传动控制的情况下，用PLC的通讯控制功能和用高性能变频器的直接转矩控制功能实现负荷分配的原理及方法。关键词：负荷分配；控制算法；PLC；ACS800中图分类号：TP2文献标识码：BTheApplicationofPLCand

2、FrequencyInverterinLoadDistributionforPaperMachineMENGYan-JingCHENGuo(ShaanxiUniversityofScienceandTechnology,Xi′an710021,Shaanxi,China)Abstract:ThispaperIllustrateswithexamplesaboutthereason、impactandprogramdesignprincipleofloaddistributionforfrequencyconversiondrivepapermachine

3、.CombinetheconcreteinstanceswithACfrequencyconversiondrivepapermachineinprojects,theprinciple、methodofloaddistributioncontrolledbyPLC’scommunicationcontrolfunctionandhigh-techfrequencyconverter’sdirecttorquecontrolfunctionarealsointroducedemphatically.Keywords:LoadDistribution;Co

4、ntrolalgorithms;PLC;ACS8001负荷分配问题产生的原因和影响在造纸机传动控制过程中经常遇到由几台电机同时拖动同一负载的情况。例如网部每个网辊都有自己的电机，带动同一条网同步运行。类似的还有压榨部真空吸移、真空压榨等复合压榨；光压上、下辊；施胶机上、下辊等都属于多电机传动。这样的传动只有电动机速度同步并不能满足实际系统的工作要求，各传动点电机负载率也应相同，否则会出现某台电机出力大，某台电机出力小的情况。当负荷不均匀分布时，有可能撕坏网子、毛布或造成断纸。河北某造纸厂生产箱板纸，纸机采用交流分部式传动。在08年3月提速之后，发现三网的

5、成型网磨损严重，经常被迫停车换网，在很大程度上影响了生产。现场勘察可知：网部共四个网辊，规格相同，理论上四个网的转速应该相同，各自的负载（转矩）也应该一样。随即查看网部变频器的负载率显示，在车速为380m/min左右时，四网负载率明显高于其它三网10%左右。说明四网的速度过快了，承担了过大的负载，必须进行负荷分配调节，最终使得各网的负载率大致相同（偏差在3%之内）。经过调整后，四个网的负载率为：69.2%，69.5%。69.9%，70.4%，基本一致，负荷分配调试完毕，相应的三网成型网的磨损问题也得到了很好的解决。2负荷分配原理及算法要求2.1负荷分配原

6、理对于电机拖动负载的比例计算,以电机负载率表示：Λ=PP（1）LE其中：P为电机额定功率；P负载功率。EL解决负荷分配问题,就是要求所有电机的负载率都应一样。N台电机负荷分配的计算公式为：PP•eiLP=（2）LiN∑Peii=1http://www.elecfans.com电子发烧友http://bbs.elecfans.com电子技术论坛[1]其中：P为第i台电机出力功率；P为第i台电机额定功率；P为负载总功率。LieiL纸机负载多变，传动情况复杂，要求负荷分配稳定有效，能够随时适应负载变化，所以负荷分配设计时应考虑算法问题。2.2负荷分配控制算法要

7、求负荷分配一般要求采样各分部电机的转矩，主机与从机比较就可以进行调节，这种算法适合于传动点数在4点以下的负荷分配控制传动中。对于传动点数多的负荷分配必须依据负荷分配平均算法进行，这样计算出系统总负荷转矩，根据系统总负荷转矩再计算出负载平衡时的期望值转矩。计算平均负荷转矩方法如(3)式所示。N∑PMei*Lii=1M=（3）N∑Peii=1其中：M为第i台电机实际输出转矩；P为第i台电机额定功率；M为负荷平衡转矩。ei负荷分配控制系统根据平均期望转矩M和自己实际转矩M比较进行调节。纸机负载Li随时波动，计算出的平均期望转矩M也根据实际负载变化，所以这种控制

8、算法可以准确计[1]算出总负荷和每台电机应该输出转矩，为准确控制提供了方便。3交