复卷机系统的改造.pdf

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1、!技术报告!复卷机改造!复卷机控制系统的改造向小波$朱劲!（$)佛山华丰纸业有限公司，广东佛山，3!,"""；!)同济大学，上海，!"""@!）摘要：分析了复卷机的控制过程，提出了以%&’和矢量工程变频器对复卷机的控制策略和实现方法。关键词：复卷机；%&’；矢量变频器；%A5B9C60中图分类号：701#(D)1E701#*文献标识码：C文章编号："!3(F3",G（!""#）$$F""($F"#复卷机是造纸生产线中上的力"的合力，沿纸芯与支撑滚轴向分解所组成。其的重要设备，复卷机的生产中纸的重量!$是变化的，而"要随着!$的变化而变化效率和质量直接影响纸厂的以保持压

2、力的恒定，因此"是%&’的一个控制点。作者简介：向小波先生，产量和效益。华丰纸业有限前后两个支撑辊没有机械上的关联，因此可以分别电气工程师；主要从事电公司的复卷机是从德国引进调节。两个支撑辊又是同时驱动一个纸卷，可以使用变气自动化控制技术工作。的二手机，原系统是西门子频器的主从控制，前后支撑辊都采用西门子的矢量变频早期的直流控制系统，几个重要的控制指标采用模拟器控制，前支撑辊为主传动，后支撑辊为从传动。回路进行控制，由于使用的时间较长，模拟回路零件参纸幅张力是指在卷纸过程中退卷辊产生一个向后数发生漂移，控制精度越来越难以控制，维护极为困的阻力，使纸拉紧并在纸张上产生一

3、定的张力。难。当提高纸机运行速度后，复卷机的车速难以跟上生"控制方案产。根据以上状况，对该系统进行了改造，使用%&’控制系统代替原有的模拟控制回路，变频器取代原来的选用西门子公司的012#$32!4%系列%&’作为直流控制，目前这台()!*+复卷机可以在,""+-+./控制器，西门子的5%!3作为操作界面（相当于上位的车速下良好运行。机），’%6为带集成4%口的#$32!4%。012#""系列%&’是西门子公司的中小型%&’系统，模块化的设计!复卷机系统分析以及各种通用、专用模块使系统配置变得简单，078%1复卷机主要由卷纸机构和退卷架两部分组成。复编程软件有友好的界

4、面，图形化的编程和组态使效率卷机有以下几个主要控制量，如图$所示：!卷纸时在大大提高，078%1语言简单而功能强大，01运算速度前后支撑辊上有适当的线压力（恒定），并能随纸卷的很快，非常适合工程控制应用。项目中采用098:8;0直径增大而适当调整；"前、后支撑辊前的主从传动控矢量控制的工程变频器来驱动交流电机，西门子工程制；#要保持一定的纸幅张力（恒定）。变频器具有良好的控制品质，能定义上升曲线、下降曲线、能配合抱闸工作、能组态各种控制规律。如图!所示，首先控制支撑辊的正压力：正压力收卷纸放卷纸#?$

5、量，而#要保持恒定，因此控制量"是一个变量。因为在078%1中浮点运算以及速度已不在是问题。虽然纸前支撑辊后支撑辊放卷电机轴卷半径变化是连续的，但与%&’扫描频率相比还是慢图$复卷机控制系统图过程，所以采用定时采样、计算来减轻%&’的负担。纸卷纸时在前后支撑辊上的线压力是由纸的重量!$，压纸辊的重量!!，纸芯的重量!#以及施加在压纸辊收稿日期H!""#F"*F$$《中国造纸》!""#年第!!卷第$$期·($·!技术报告压纸辊定时到达设定车速固定转矩部分半径计算273844759!实测车速平均值滤波给定张力计算"值张力调节器转矩调节器及电机速度电机计算低重支常规!&8调

6、节电机驱动部分电机转矩撑"测量张力4辊计算合力,图5张力控制原理图计算输出压力6输出压力此种控制方案在跟踪给定张力和恒张力控制中，对张力给定的变化、工作车速的变化及其他系统扰动，系统图:压力控制示意图都很好地工作。卷半径的变化是一个先快后慢的过程，因此定时时间!"#主要完成给定量、半径计算及固定转矩计算、也是一个变量，先间隔时间短，后间隔时间长。!"#实监视变频器和张力测量数值。张力控制要注意断纸保现这个控制规律是很方便的。护：当纸卷中原纸有很大差异或断头等异常情况，放卷其次前后支撑辊的转矩控制如图$：前支撑辊是辊采用纯力矩控制，9#变频器的反力矩越来越大，放卷主传动

7、，带速度反馈的速度控制，!"#根据程序给出合辊会反转，出现飞车现象，十分危险。采用速度3力矩控适的转速值由变频器自行调节，后支撑辊是从传动，转制切换，西门子的9#变频器可以方便地进行切换。当复矩控制。通过%&’("&)*（%&+’+)%’,-.,/"./0）从传卷过程出现纸张突然松弛、断纸时，!"#给出一个信号动分担主传动的转矩，!"#根据工艺要求给出一个分传给西门子的9#变频器，放卷辊从纯力矩控制切换到担主传动的转矩系数1，%&’("&)*是以光纤为介质速度控制，设定速度为零，放卷辊有一定的转速，9#变的串形通信协议，%&’("&)*的传输速度很快