畢業(yè)設(shè)計(論文）紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計

1、i紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計摘 要紙機傳動控制系統(tǒng)對紙機能否正常運行起著決定性的作用，對本次設(shè)計將完成紙機傳動的方案選擇和程序設(shè)計。在方案選擇中，本文結(jié)合所選器件的可靠性、穩(wěn)定性、市場價格等因素，使傳動控制系統(tǒng)與造紙機整體裝備水平相適應(yīng)，以確保整個紙機系統(tǒng)的高性價比和穩(wěn)定。在程序設(shè)計時，針對不同要求的紙機傳動系統(tǒng)和硬件設(shè)備,本課題將試著完成一套通用 plc 程序，在使用時當變頻器發(fā)生變化，只需改變它的初始設(shè)定值,此程序具有很強的通用性和可移植性，可以滿足不同紙機的傳動控制要求，從而節(jié)約工程成本和提高工程可靠性的并節(jié)約了大量的設(shè)計工作。文中介紹的紙機傳動控制系統(tǒng)中，plc 是控制核心，它通過

2、現(xiàn)場總線與變頻器構(gòu)成 dcs 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了整個紙機傳動過程中的加速、減速、緊紙、速度鏈等功能。本論文對其中所用到的歐姆龍 plc、abb 變頻器作了詳細的說明，對 rs485 網(wǎng)絡(luò)組建的技術(shù)要點及其在紙機傳動中的實際運用作了比較詳細闡述。關(guān)鍵字：plc，變頻器，變頻器，rs485iioptions and procedures designed in the drive control system of paper machineabstractwill the paper engine drive control system to the paper machine normal o

3、peration decisive function, be completing whether the paper engine drive to this design the plan choice and the programming. in the plan choice, this article unifies chooses factors and so on component reliability, stability, market price, causes the transmission control system and the paper mill wh

4、ole equipment level adapts, guarantees the entire paper machine system the high performance-to-price ratio and stable. when programming, in view of different request paper engine drive system and hardware equipment,this topic will try to complete a set of general plc procedure, when use when the fre

5、quency changer will change, will only have to change its initial setting value,this procedure has the very strong versatility and the probability, may satisfy the different paper machine transmission control request, thus saved the project cost and enhances engineering reliability and saved the mass

6、ive design work.in the article introduced in the paper engine drive control system, plc controls the core, it constitutes the dcs control system through the field bus and the frequency changer, has realized entire paper engine drive functions and so on in process acceleration, deceleration, tight pa

7、per, speed chain. the present paper to ohm dragon plc, the abb frequency changer which used has given the detailed explanation, transported to the rs485 network creation technical main point and in the paper engine drive reality has served as the quite detailed elaboration.keywords: programmable log

8、ic controller，inverter，speed chain，rs485iii目 錄摘 要 .iabstract.ii1 緒論.11.1 紙機變頻控制系統(tǒng)的發(fā)展概況.11.2 plc 技術(shù)的發(fā)展概況和趨勢.21.3 課題設(shè)計內(nèi)容及意義.32 紙機傳動控制系統(tǒng)與原理.42.1 典型造紙機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工藝流程.42.2 紙機傳動工藝控制主要特點.42.3 紙機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu).62.4 系統(tǒng)工作原理.82.4.1 速度鏈控制.82.4.2 負荷分配控制.102.4.3 張力控制.112.4.4 加壓順序控制.122.4.5 轉(zhuǎn)移施膠涂布機控制.122.4.6 斷紙連鎖控制.123 傳動控制系

9、統(tǒng)的方案選擇和硬件設(shè)計.133.1 方案選擇的原則和注意事項.133.2 大型紙機傳動控制系統(tǒng)的方案選擇.133.3 中、小型紙機傳動控制系統(tǒng)的方案選擇和相關(guān)設(shè)計.143.2.1 交流變頻的選擇與參數(shù)設(shè)置.153.2.2 變頻的接線及說明.183.2.3 plc 的選擇和外圍接線.203.2.4 通訊系統(tǒng)的方案選擇.214 rs485 通訊控制系統(tǒng)的設(shè)計.234.1 rs485 標準.234.1.1 rs485 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及硬件組建.234.1.2 rs485 組網(wǎng)技術(shù)及其特點.244.2 rs485 通訊參數(shù)設(shè)置.244.3 通訊協(xié)議分析.255 plc 程序設(shè)計.28iv5.1 總程序設(shè)計.

10、285.1.1 程序要求.285.1.2 數(shù)據(jù)區(qū)分配和子程序代碼.285.1.3 程序流程圖及說明.295.2 速度鏈的設(shè)計.305.2.1 速度鏈算法設(shè)計.305.2.2 查詢掃描子程序設(shè)計流程圖.315.3 通訊程序設(shè)計.365.3.1 通訊程序流程圖.375.3.2 通訊循環(huán)控制程序.375.3.3 信息打包子程序.385.3.4 通訊發(fā)送子程序.395.3.5 信息解包子程序.405.3.6 crc 子程序.415.4 程序的擴展性.42致 謝.43參 考 文 獻.44紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計11 緒論隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，書刊、報紙、印刷量的急劇增加，加大了對紙張的需求，因此

11、，造紙技術(shù)的改進也就迫在眉睫。變頻器技術(shù)的推廣應(yīng)用已經(jīng)取得了明顯的經(jīng)濟效益，變頻器是一種集電力、電子、計算機技術(shù)等現(xiàn)代化技術(shù)為一體的一種典型的高科技產(chǎn)品。在造紙機傳動應(yīng)用的控制領(lǐng)域，隨著變頻技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使造紙廠的自動化程度、控制精度、控制速度、系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性提高到了一個新的水平。但是，對于不同的情況和技術(shù)要求，仍然存在著選取不同的控制系統(tǒng)和編寫不同程序的問題。本課題將對目前多種典型造紙機傳動系統(tǒng)的傳動工藝過程進行分析和學(xué)習(xí)，綜合紙機傳動特點，完成對紙機傳動系統(tǒng)硬件、軟件實現(xiàn)標準化設(shè)計，以滿足不同紙機的傳動控制要求，從而節(jié)約了大量的設(shè)計工作。1.1 紙機變頻

12、控制系統(tǒng)的發(fā)展概況紙機變頻傳動技術(shù)水平是和變頻器的技術(shù)發(fā)展水平緊密相關(guān)的。按變頻器的技術(shù)水平分，紙機傳動水平大致可以分為以下幾個階段:1）模擬開環(huán)階段：v/f 控制通用型變頻器+模擬外部速度鏈控制是這一時期的系統(tǒng)主要形式。隨著變頻速度技術(shù)逐步進入工業(yè)領(lǐng)域，國內(nèi)真正應(yīng)用的主要是開環(huán)和 v/f 曲線控制的通用型變頻器。此外，模擬給定電位器，或外部放大器模擬速度鏈控制器是這一階段系統(tǒng)的主要組成形式。2）數(shù)字式 plc 邏輯控制和電動電位器工作方式：這種方式是隨著變頻器功能的完善而開發(fā)設(shè)計實現(xiàn)的，可以是開環(huán)工作（視變頻器的性能而定） 。其設(shè)計的依據(jù)是變頻器的電動電位器功能而定。隨著 dcs 計算機控制

13、系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，plc 和變頻器的通訊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)并應(yīng)用到變頻傳動控制中來，這種控制方式依賴于變頻器和 plc 通訊功能的完善和實用化。以 plc 或工控機通過總線協(xié)議方式實現(xiàn)同步速度鏈控制的紙機傳動系統(tǒng)開始成為主要形式。由于通訊功能和 plc 的引入使變頻傳動系統(tǒng)在自動化和可編程方面產(chǎn)生了質(zhì)的變化，使傳動系統(tǒng)不再是變頻器的簡單應(yīng)用，而真正成為系統(tǒng)中的一個控制和信息傳遞單元。隨著對交流電機研究的不斷深入，交流電機的數(shù)學(xué)模型也日漸完善，在此基礎(chǔ)上，一些電機的變頻控制方式也相繼問世，如矢量控制，直接轉(zhuǎn)矩控制(dtc ) ,磁場定向控制(force)等，基于這些技術(shù)，一些大公司也相繼推出了自己的

14、變頻器，如 abb公司的 acs600, acs800 系列，siemens 公司的 6se70 系列，rockwell 公司的1336 系列等，由于這些產(chǎn)品的出現(xiàn)，交流傳動系統(tǒng)的功能指標及動靜態(tài)特性己能與直陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）2流傳動系統(tǒng)相媲美。在造紙行業(yè)，目前廣泛采用的是用晶閘管等靜止變頻裝置構(gòu)成變頻電源(如變頻器)對紙機上的異步電機進行調(diào)速和功率分配，就其系統(tǒng)構(gòu)成方式而言，目前比較流行的主要有以下兩種： （a）交流母排，即將多個變頻器直接掛在交流母排上，通過通訊的方式將各個變頻器聯(lián)接起來。這類系統(tǒng)，目前主要用于中小型的低速紙機上。 （b）公共直流母排，將交流電源整流后，設(shè)一

15、公共直流母排，在直流母排上再掛有多個逆變器，通過逆變器來控制各個傳動電機。紙機變頻傳動系統(tǒng)正在進入一個通訊網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展時期，紙機變頻傳動系統(tǒng)也正在進入以通訊網(wǎng)絡(luò)為結(jié)構(gòu)框架的大型控制系統(tǒng)，并且成為車間乃至 dcs 系統(tǒng)的部分或子系統(tǒng)，在配置結(jié)構(gòu)上都采用公共直流母線式結(jié)構(gòu)。雖然在硬件上國內(nèi)可以和國外相齊并論，但是，在系統(tǒng)的軟件及程序上，國外的發(fā)展水平遠遠超過了國內(nèi)。要達到乃至趕上國外的發(fā)展水平，需在軟件及程序設(shè)計上下工夫。另外，從工業(yè)自動化的方向來看，紙機傳動控制系統(tǒng)在朝著多功能化、智能化發(fā)展。1.2 plc 技術(shù)的發(fā)展概況和趨勢第一臺可編程控制器(以下簡稱 plc)的設(shè)計規(guī)范是美國通用汽車公司

16、提出的。當時的目的是要求設(shè)計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂。操作方便、價格便宜等優(yōu)點的基礎(chǔ)上，同時具有現(xiàn)代化生產(chǎn)線所要求的時間響應(yīng)快、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質(zhì)與功能。這一設(shè)想提出后，美國數(shù)字設(shè)備公司(dec)于 1969 年研制成第一臺 plc，型號為 pdp-14,投入通用汽車公司的生產(chǎn)線控制中，取得了令人滿意的效果，從此開創(chuàng)了 plc 的新紀元。在短時間內(nèi)，plc 在其他工業(yè)部門也得到應(yīng)用。到 20 世紀 70 年代初，食品、金屬和制造等工業(yè)部門相繼使用 plc 代替繼電器控制設(shè)備，邁出其實用化階段

17、的第一步。70 年代中期，由于大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 8 位微處理器和位片處理器相繼問世，在邏輯運算功能的基礎(chǔ)上，增加了數(shù)值運算。閉環(huán)控制，提高了運算速度，擴大了輸入輸出規(guī)模。在這個時期，日本、西德和法國相繼研制出自己的 plc，我國在 1974 年也開始研制。70 年代末由于超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使 plc 向大規(guī)模、高速性能方向發(fā)展，形成了多種系列化產(chǎn)品。進入八九十年代后，plc 的軟硬件功能進一步得到加強，plc 已發(fā)展成為一種可提供諸多功能的成熟的控制系統(tǒng)，能與其他設(shè)備通信，生成報表，調(diào)度產(chǎn)出，可診斷自身故障及機器故障。plc 未來的發(fā)展不僅依賴于對新產(chǎn)品的開發(fā)，還在于 plc 與

18、其他工業(yè)控制設(shè)備和工廠管理技術(shù)的綜合。無疑，plc 將在今后的工業(yè)自動化中扮演重要角色。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中，plc 技術(shù)和機器人、cad/cam 將成為實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化的三大支柱。目前 plc 朝以下幾個方向發(fā)展：紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計3（a）大型網(wǎng)絡(luò)化:主要朝 dcs 方向發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化和強通信能力是 plc 發(fā)展的一個主要的方面，向下與多個智能裝置相連，向上與工業(yè)計算機、以太網(wǎng)等相連構(gòu)成特殊的控制任務(wù)。（b）多功能:為了適應(yīng)特殊功能的需要，連續(xù)推出多種智能模塊，如模擬量模輸入輸出、回路控制、通信控制、機械運動控制、高速技術(shù)、中斷輸入等。這些智能模塊以為處理器為基礎(chǔ)，其 cpu 與

19、plc 的 cpu 并行工作，占用主機 cpu 時間很少，有利于提高 plc 掃描速度和完成特殊的控制任務(wù)。（c）高可靠性、好兼容性:由于現(xiàn)代控制系統(tǒng)的可靠性和兼容性日漸受到人們的重視，一些公司強自診斷技術(shù)、冗余技術(shù)、容錯技術(shù)廣泛應(yīng)用到現(xiàn)有產(chǎn)品中，推出了高可靠的冗余系統(tǒng)。（d）編程語一言向高級語言發(fā)展:plc 的編程語言在原有梯形圖語言、順序功能塊和指令表語言基礎(chǔ)上，推出了可運行與計算機 windows 環(huán)境下，界面友好的強勁的梯形圖和語句表兩種形式的編程、調(diào)試、診斷等功能。simatic 則使用 c/c+等高級語言進行編程，體現(xiàn)了面向未來的種種特征。1.3 課題設(shè)計內(nèi)容及意義本文介紹了一種紙

20、機傳動控制系統(tǒng)，plc 通過通訊控制與變頻器構(gòu)成 dcs 控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了整個紙機傳動過程中的速度鏈、負荷分配、張力控制等功能，對其中所用到的儀器如 c200hg 型 plc、acs600 的變頻器都作了詳細的說明,并對 rs485 網(wǎng)絡(luò)組建的技術(shù)要點及其在紙機傳動中的實際運用作了比較詳細地闡述。通過 plc 與變頻器的鏈接應(yīng)用，實現(xiàn)紙機傳動的自動控制，從而達到節(jié)約工程成本、提高工程可靠性和控制精確度的目的。本課題通過對造紙機不同分部的傳動工藝過程分析，綜合紙機傳動特點對紙機傳動系統(tǒng)硬件、軟件實現(xiàn)標準化設(shè)計，能夠滿足不同類型紙機的傳動控制要求，當所用紙機的變頻器不同時，只需改變程序的初始化值。

21、從而節(jié)約了大量的設(shè)計工作。本程序設(shè)計體現(xiàn)了諸多優(yōu)點。一是對于不同的紙機只需對程序數(shù)據(jù)區(qū)重新設(shè)定，而程序的不作變化；二是充分利用了 plc 掃描周期；三是如果所用變頻器發(fā)生變化，只需重新編寫信息打包程序和解包程序，就可以再次使用。程序具有很強的通用性和可移植性。陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）42 紙機傳動控制系統(tǒng)與原理2.1 典型造紙機傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工藝流程造紙工業(yè)中廣泛使用的造紙機可以看作是一種由多臺設(shè)備組成的聯(lián)動機（如圖 2-1 所示） 。通?？煞譃闈癫亢透刹績纱蟛糠?。濕部包括漿料流送設(shè)備、網(wǎng)部和壓榨部；干部包括干燥部、壓光機和卷紙機。圖 2-1 造紙機傳動系統(tǒng)簡圖經(jīng)過配漿、施膠、加填和

22、凈化以后，具有適于抄紙的性能的漿料，在 0.31.3的濃度下進入造紙機的漿料流送設(shè)備。在這里，紙料經(jīng)過漿流分布器和流漿箱對漿流的分布和勻整以后，均勻而穩(wěn)定地流送到運動著的成形網(wǎng)的網(wǎng)面上。漿流在網(wǎng)案的胸輥中心線附近上網(wǎng)以后，逐漸地過濾、脫水，形成連續(xù)的濕的紙幅。網(wǎng)案上通常設(shè)有案輥、真空吸水箱、伏輥等成形-脫水元件。當濕紙幅脫水到一定干度(通常是 20%左右)，便可以從網(wǎng)面剝離，送至壓榨部繼續(xù)脫水。造紙機的壓榨部是由若干組輥式壓榨組成。濕紙幅是由壓榨毛毯支托著，在壓輥間用機械擠壓的方法脫水的。為了保持壓榨毛毯的良好脫水性能，壓榨上輥配設(shè)有毛毯洗滌裝置。經(jīng)壓榨部后，濕紙幅的干度一般可達 40%左右。

23、濕紙幅在紙機上進一步脫水，通常是用加熱蒸發(fā)干燥的方法。造紙機的干燥部通常是 由許多用蒸汽從內(nèi)部加熱的烘缸組成。烘缸上包覆著干毯(或帆布、干網(wǎng))，目的是將紙幅緊壓到缸面上，提高傳熱效率和增進紙幅的表面質(zhì)量。干燥后，通常使用由 68 輥組成的壓光機來提高紙幅表面質(zhì)量。最后用卷紙機卷成紙筒，供整飾工段進一步加工使用。2.2 紙機傳動工藝控制主要特點 （1）網(wǎng)部底網(wǎng)驅(qū)網(wǎng)輥、真空伏輥和底網(wǎng)第二驅(qū)網(wǎng)輥負荷分配自動控制紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計5芯網(wǎng)驅(qū)網(wǎng)輥、芯網(wǎng)復(fù)合輥和芯網(wǎng)第二驅(qū)網(wǎng)輥負荷分配自動控制面網(wǎng)復(fù)合輥、面網(wǎng)驅(qū)網(wǎng)輥負荷分配自動控制襯網(wǎng)驅(qū)網(wǎng)輥、襯網(wǎng)復(fù)合輥負荷分配自動控制頂網(wǎng)驅(qū)網(wǎng)輥與芯網(wǎng)的速差控制底網(wǎng)

24、、芯網(wǎng)、襯網(wǎng)、面網(wǎng)的速差控制與速差保護等自動控制（2）榨部真吸移輥、真空壓榨輥的負荷分配自動控制真吸移輥、靴型壓榨的負荷分配自動控制光壓上輥、光壓下輥的負荷分配自動控制（3）烘干部各組烘缸的速度同步自動控制各組烘缸主傳動與輔助傳動的速度同步自動控制與負荷平衡控制引紙輥與烘缸之間的速度同步控制前烘干部與轉(zhuǎn)移施膠機之間的直接（或間接）張力自動控制后烘干部與可控中高壓光機之間的直接（或間接）張力自動控制（4）轉(zhuǎn)移施膠機施膠機在分輥時的速差自動控制施膠機在合輥加壓后的負荷分配自動控制轉(zhuǎn)移輥、計量輥的速差控制功能引紙輥、弧形輥的速度同步控制施膠機張力控制（5）可控中高壓光機壓光機兩輥之間的速差控制與負荷

25、分配控制壓光機張力控制（6）涂布機控制涂布機各傳動點的速度同步控制涂布機各傳動點的直接轉(zhuǎn)矩控制,在操作臺上能夠直接設(shè)定電機轉(zhuǎn)矩，并能夠控制電機轉(zhuǎn)矩，使其工作在設(shè)定值涂布區(qū)負荷分配：統(tǒng)一協(xié)調(diào)分析各涂布區(qū)的負荷狀況，根據(jù)張力傳感器的檢測值，計算并依據(jù)整體涂布區(qū)工藝設(shè)定負荷分配，調(diào)節(jié)電機輸出轉(zhuǎn)矩，進行恒張力自動調(diào)節(jié)（7）卷紙機卷紙機的直接（或間接）張力自動控制卷紙機的自動計長控制（8）其它控制引紙繩為速度跟隨控制，出現(xiàn)斷紙時自動重新啟動，正常抄紙時停止陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）62.3 紙機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)根據(jù)以上的工藝流程，一般紙紙控制系統(tǒng)采用交流變頻傳動控制，系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)圖如圖 2-2 所示

26、。系統(tǒng)為三級控制方式。變頻器控制級為傳動系統(tǒng)的第一級，配有閉環(huán)控制編碼器反饋板，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。變頻器上有 modbus 通訊接口，與 plc 組成 modbus 現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)。 圖 2-2紙機控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖plc 控制系統(tǒng)為傳動系統(tǒng)的第二級，plc 上配有通訊板，能與變頻器組成現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)，完成整個紙機操作控制 plc 還與上位機進行通訊，完成信號的集中顯示和監(jiān)控功能。上位優(yōu)化控制系統(tǒng)為傳動系統(tǒng)的第三級，采用工業(yè)控制計算機，用于整個紙機傳動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。上位機采用組態(tài)軟件，可以通過工業(yè)以太網(wǎng)與 qcs 上位機、dcs 上位機、車間管理級、廠級管理級等聯(lián)網(wǎng)控制，實現(xiàn)紙機傳動控制系統(tǒng)優(yōu)

27、化控制紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計7和自動控制。（1）上位計算機優(yōu)化控制系統(tǒng)：造紙車間計算機優(yōu)化控制系統(tǒng)能夠?qū)⒄麄€紙機車間各控制部分聯(lián)系起來，由車間管理級計算機統(tǒng)一管理控制。qcs 系統(tǒng)、dcs 系統(tǒng)制漿系統(tǒng)、流送系統(tǒng)、熱泵控制系統(tǒng)、和傳動控制系統(tǒng)上位機通過工業(yè)以太網(wǎng)將各自部分的工作狀況送往車間管理級計算機，車間管理級計算機經(jīng)過分析得出各部分的最佳工作參數(shù)，使各部分處于最佳的工作狀態(tài)。如車速發(fā)生了變化，則紙漿流送系統(tǒng)，三段通氣系統(tǒng)都將跟隨進行調(diào)節(jié)。在生產(chǎn)過程中，根據(jù)市場的變化可能經(jīng)常更換生產(chǎn)品種，傳動系統(tǒng)可以做到自動更換。車間管理級計算機可以通過以太網(wǎng)與廠級管理計算機聯(lián)網(wǎng)，接受廠級管理計算機

28、管理。若需要更換品種，由其發(fā)出所需的生產(chǎn)品種、車速等指令，則各紙機控制部分統(tǒng)一動作，調(diào)節(jié)工作狀況滿足當前生產(chǎn)需求，實現(xiàn)統(tǒng)一的自動化控制。傳動部上位機對傳動部分進行優(yōu)化控制，它負責將紙機傳動部分工作狀況送往車間管理級和其它過程控制部分，同時接受車間管理級和其它過程控制部分的指令，調(diào)節(jié)整個傳動部使之滿足生產(chǎn)要求。上位機能夠記錄各種狀態(tài)下紙機傳動系統(tǒng)運行狀況，能夠?qū)崟r檢測顯示紙機運行狀況，便于操作人員及時了解生產(chǎn)狀況。上位機采用動畫技術(shù)可以模擬再現(xiàn)紙機實際運行狀況，使您在工作的同時有身臨其境的感受。傳動部上位機備有通訊接口，系統(tǒng)軟件組態(tài)軟件具有開放性、兼容性，可以與任意其它系統(tǒng)方便聯(lián)網(wǎng)，進行綜合控制

29、。傳動部上位機與 plc 之間采用 rs232 通訊方式控制，上位機的具有監(jiān)控功能。完成紙機傳動過程的優(yōu)化控制。（2）plc 控制系統(tǒng)在紙機傳動系統(tǒng)中，plc 為控制中心， 它通過現(xiàn)場總線 modbus 與變頻器構(gòu)成 dcs 控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 2-3 所示。plc 與上位機、變頻器實行高速通訊。 圖 2-3 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖傳動部控制中心選用的 plc 上配有 modbus 接口，可與變頻器組成 modbus陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）8控制網(wǎng)絡(luò)，采用現(xiàn)場總線實現(xiàn)高速通訊，完成整個紙機傳動過程中的速度鏈、負荷分配，完成操作控制及過程數(shù)據(jù)顯示。plc 作為控制的第二級，在控制中有

30、承上啟下的作用，其作為控制的核心，有如下控制功能1。plc 主要控制功能： （a）現(xiàn)場控制信號的采集，plc 循環(huán)掃描檢測操作臺上的按鈕、開關(guān)等信號。（b）速度鏈的控制及計算，plc 根據(jù)工藝要求完成速度鏈的控制處理。調(diào)節(jié)前一級速度時后一級緊隨前一級的速度變化。調(diào)節(jié)后一級的速度時前一級速度不變。（c）速度控制的執(zhí)行。plc 接受上位機控制指令，通過上位機操作，plc 可以根據(jù)紙張生產(chǎn)品種自動調(diào)節(jié)車速、分部變比以適應(yīng)生產(chǎn)需求，并通過現(xiàn)場總線控制各分部變頻器的運行速度。（d）自動負荷分配控制功能，對于負荷分配點，plc 要完成負荷分配運算及控制。（e）plc 與變頻器實行高速通訊，將傳動各分部點工

31、作狀態(tài)采集到內(nèi)部數(shù)據(jù)區(qū)，并實時將信號送入上位機。（f）斷紙報警連鎖控制及電氣一體化連鎖控制。（g）與其它工藝過程的連鎖控制。操作臺控制： 操作系統(tǒng)配有多個操作臺，分別設(shè)立在控制現(xiàn)場。操作臺設(shè)有速度微調(diào)增加、速度微調(diào)減少、啟動、停止、爬行/運行等開關(guān)按鈕，設(shè)有變頻器運行狀態(tài)指示等。并設(shè)有數(shù)字線速度顯示表顯示各分部傳動點的工作車速和電機電流。可以對各傳動點實現(xiàn)全部控制功能，具體控制功能如下：起動/停止：用于控制本分部電機的起?？刂啤Ｅ佬?運行：用于低速調(diào)試檢修、正常抄紙切換。單動/聯(lián)動：對于要求負荷分配各傳動點的單動/聯(lián)動控制。速度微增： 用于本傳動點的速度微調(diào)。速度微減： 用于本傳動點的速度微調(diào)

32、。緊紙： 用于本傳動點的緊紙調(diào)節(jié)。負荷分配功能：負荷分配點自動實現(xiàn)分配。監(jiān)測顯示功能有：變頻器運行、故障等狀態(tài)顯示。電機的電流、分部線速度顯示。單獨設(shè)置緊急停車，按照需要安裝在紙機上，當紙機運行過程中出現(xiàn)意外事故，威脅到設(shè)備安全及人身安全時才可使用。緊急停車采用按鈕控制,信號直接送入 plc和變頻器,確保系統(tǒng)得可靠性。（3）變頻控制系統(tǒng)紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計9變頻器一般為新一代的全數(shù)字交流變頻器，它直接實現(xiàn)電機的轉(zhuǎn)動控制。變頻器可以通過設(shè)置參數(shù)來選擇不同的操作方式和各種功能，其配有編碼器反饋板，實現(xiàn)閉環(huán)控制。變頻器上帶有 modbus 通訊接口，與 plc 組成 modbus 現(xiàn)場總線

33、通訊控制系統(tǒng)。2.4 系統(tǒng)工作原理 在紙機傳動系統(tǒng)中，根據(jù)紙機系統(tǒng)本身的結(jié)構(gòu)和造紙工藝流程，需要注意控制方式的選擇和設(shè)計。2.4.1 速度鏈控制依據(jù)紙機傳動系統(tǒng)的工藝特點，速度鏈的設(shè)計采用了調(diào)節(jié)變比的控制方法實現(xiàn)速度鏈功能，這樣可以構(gòu)成任意分支控制速度鏈控制系統(tǒng)。（1）速度鏈結(jié)構(gòu)設(shè)計：速度鏈結(jié)構(gòu)采用二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)算法，用于完成傳遞功能。首先對各傳動點進行數(shù)字抽象，確定速度鏈中各傳動點編號，此編號應(yīng)與逆變器內(nèi)部地址一致。然后根據(jù)二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，確定各結(jié)點的上下、左或右編號。在此過程中，我們要按一定的順序，保證前級（父）的編號要小于后級（子）的編號。這樣任一傳動點由 2 個數(shù)據(jù)（其父和其子）確定其

34、在速度鏈中的位置，填位置寄存器數(shù)值。傳動點速度送給逆變器后，plc 訪問位置寄存器，確定子寄存器結(jié)點號，若不為0，則對該經(jīng)點進行相應(yīng)處理，直到該鏈完全處理完；再查兄弟寄存器結(jié)點號，處理另一支鏈。故只須對位置寄存器初始化，即可構(gòu)成任意分支速度鏈。（2）算法設(shè)計：例如，如圖 2-4 所示我們把紙機第一分部點作為速度鏈中的主節(jié)點，即它的給定速度就決定整個紙機的工作車速，調(diào)節(jié)其給定速度就調(diào)節(jié)了整個紙機車速。在 plc內(nèi)，我們檢測到車速調(diào)節(jié)信號則改變車速單元值，1 點處的速度就為第一臺逆變器的運行速度設(shè)定值，將其送第一臺逆變器執(zhí)行，并送給第二臺計算。第一分部的速度值乘以第二分部的變比 b1/a 則為第二

35、臺逆變器的給定值。若第二分部速度不滿足運行要陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）10圖 2-4 速度鏈控制示意圖求，說明第二分部變比不合適，可通過操作第二分部的加速、減速按鈕實現(xiàn)，plc 測到按鈕信號后調(diào)節(jié) b1 即調(diào)整了變比，使其適應(yīng)生產(chǎn)要求。相當于在 plc 內(nèi)部有一個高精度的齒輪變速箱，可以任意無級調(diào)速。若正常生產(chǎn)中變比合適，某種原因需要用緊紙、松紙時，按下該分部緊紙、松紙按鈕，plc 將對應(yīng)在速度鏈上附加一正或負的偏移量則實現(xiàn)緊紙、松紙功能。圖中 2 點就包含了調(diào)速和緊紙、松紙等操作指令的速度值，將它送給第二臺逆變器執(zhí)行，同時送下一級計算。依此類推，構(gòu)成速度鏈控制系統(tǒng)。速度鏈的分支設(shè)計采

36、用父子算法，可以構(gòu)成任意分支的速度鏈結(jié)構(gòu)。 本速度鏈的設(shè)計不僅只是為實現(xiàn)紙機傳動控制要求，而且為后續(xù)的計算機優(yōu)化控制提供了可能。在 plc 內(nèi)部有非常精確的傳動變比，我們設(shè)計為精度為 0.001%，通過設(shè)定參數(shù)可以做到更高。這樣有精確的傳動變比上位計算機可以精確地記憶紙機傳動過程參數(shù)，當需要更換品種或車速時，上位計算機可以準確地將紙機運行參數(shù)傳入到 plc，由 plc 執(zhí)行，將紙機調(diào)整到當前工作狀態(tài)。2.4.2 負荷分配控制如圖 2-5 所示，網(wǎng)部、壓榨部要求有負荷分配，它們之間要求速度同步的同時要求負載率均衡，否則會影響正常抄紙。當負荷不能均勻分布時，有可能撕壞毛布或造成斷紙，這些傳動部分的

37、各自傳動點之間實施負荷分配自動控制功能。負荷分配原理2：在紙機、印染機或其他傳動系統(tǒng)中，只是電動機速度同步并 圖2-5 負荷分配示意圖紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計11nieilieinipmpm11*不能滿足實際系統(tǒng)的工作要求，實際系統(tǒng)還要求各傳動點電機負載率相同，即=pi/pie相同（pi 為 i 電機所承擔負載功率，pie為電機額定功率） ?，F(xiàn)在以三點負荷分配為例，p1e、p2e、p3e為三臺電機額定功率，pe為額定總負載功率，pe= p1e+p2e+p3e 。p 為實際總負載功率，p1、p2、p3為電機實際負載功率，則 p=p1+p2+p3。系統(tǒng)工作要求 p1=p*p1e/pe ，p2

38、=p*p2e/pe，p3=p*p3e/pe。負荷分配的目的就是使 p1、p2、p3滿足上述要求。在實際控制當中，電機功率是一間接量，實際控制近似以電機定子電流或轉(zhuǎn)矩代替電機功率。負荷分配采樣各分部電機的轉(zhuǎn)矩，這樣計算出系統(tǒng)總負荷轉(zhuǎn)矩，根據(jù)系統(tǒng)總負荷轉(zhuǎn)矩可以計算出負載平衡時的期望值轉(zhuǎn)矩。計算平均負荷轉(zhuǎn)矩方法如下列公式所示。 （2-1） 其中： mli 第 i 臺電機實際輸出轉(zhuǎn)矩； pei 第 i 臺電機額定功率； m 為負荷平衡期望轉(zhuǎn)矩。負荷分配控制器根據(jù)平均期望轉(zhuǎn)矩 m 和自己實際轉(zhuǎn)矩 mli比較進行調(diào)節(jié)。紙機負載隨時波動，所以計算出的平均期望轉(zhuǎn)矩 m 也根據(jù)實際負載變化，所以這種控制算法可以

39、準確計算出總負荷和每臺電機應(yīng)該輸出轉(zhuǎn)矩，為準確控制提供了方便。紙機對傳動系統(tǒng)要求快、準、穩(wěn)，所以負荷分配控制也要求快速穩(wěn)定無震蕩。負荷分配控制器根據(jù)平均期望轉(zhuǎn)矩 m 和自己實際轉(zhuǎn)矩 mli比較，得到偏差，應(yīng)該根據(jù)偏差信號的大小進行 pid 控制算法調(diào)節(jié)。負荷分配可以有兩種控制方法，一種是通過plc 來完成，另一種是利用變頻器內(nèi)部軟件主從應(yīng)用宏來實現(xiàn)。通過 plc 來完成的負荷分配方法是 plc 通過通信網(wǎng)絡(luò)得到電機轉(zhuǎn)矩參數(shù)，利用上述原理再配以先進的 pid 調(diào)節(jié)算法調(diào)節(jié)逆變器的輸出使電機轉(zhuǎn)矩百分比一樣，即各電機轉(zhuǎn)矩電流和額定電流比值應(yīng)相等。這樣完成負荷分配的自動控制。對于網(wǎng)部，由于驅(qū)網(wǎng)輥和伏輥

40、可能出現(xiàn)打滑現(xiàn)象，所以對于驅(qū)網(wǎng)輥和伏輥設(shè)有最大速差保護，若超過最大速差還不能達到負荷平衡，則自動負荷分配停止，處于速度控制模式。對于壓榨部根據(jù)紙機的壓榨部上下壓榨輥的加壓信號進行控制，當上下輥加壓后，吸移輥與上下壓輥處于負荷分配控制模式，plc 啟動負荷分配調(diào)節(jié)控制，上下輥分開時從機處于速度控制模式，plc 停止負荷分配，維持速度同步不變。另一種負荷分配控制方法是利用變頻器內(nèi)部軟件主從應(yīng)用宏來實現(xiàn)，主應(yīng)用宏是變頻器之間的多電機通訊控制系統(tǒng)。以 abb 變頻器為例，當主機處于速度控制模式、從機處于帶速度限幅的轉(zhuǎn)矩控制模式或速度控制模式時，主機與從機之間通過 ddcs陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明

41、書）12光纖通訊，可以使從機工作在轉(zhuǎn)矩控制的模式下。在紙機負荷分配控制中可以采用轉(zhuǎn)矩/速度可以相互切換的控制模式。在要求負荷分配時處于轉(zhuǎn)矩控制模式，在調(diào)試時 采用速度控制模式。由于負荷分配控制點屬于共同帶同一負載，所以要求同時啟動，同時停止。但在調(diào)試檢修過程中要能單獨起停，因此對負荷分配各傳動點采用單動/聯(lián)動控制。此外，在負荷分配控制調(diào)節(jié)過程中，要求速度恒定，不能影響后邊的傳動點，所以我們速度鏈控制采用主鏈與子鏈相結(jié)合的方法。2.4.3 張力控制根據(jù)紙機工藝要求，在轉(zhuǎn)移施膠機、壓光機、涂布機加張力傳感器。張力傳感器檢測紙頁的張力信號送入 plc 內(nèi)，plc 根據(jù)張力設(shè)定值和張力傳感器的反饋值進

42、行調(diào)節(jié)，維持紙頁張力恒定，實現(xiàn)張力閉環(huán)控制。在張力傳感器前加有斷紙檢測，出現(xiàn)斷紙，可以自動退出張力控制模式，自動轉(zhuǎn)為速度控制模式。待紙頁重新引上后，斷紙信號消失，自動轉(zhuǎn)換為張力控制模式。plc 內(nèi)采用 pid 控制算法，并帶有速度限幅，防止斷紙時出現(xiàn)飛車現(xiàn)象。plc 對張力傳感器信號進行分析，可以及時報警并有效預(yù)防張力傳感器故障對生產(chǎn)的影響。2.4.4 加壓順序控制紙機的大輥徑壓榨采用 plc 控制加壓順序控制，要求這個部位為電、液一體化控制。操作臺設(shè)計 1 個兩位開關(guān)，功能為加壓/分輥，當在加壓狀態(tài)時，先抬起棍子及液壓站的輥閉合狀態(tài)，當接近開關(guān)信號到達時立即切換到保壓狀態(tài)，即液壓系統(tǒng)的預(yù)備狀

43、態(tài)。當主傳動運行速度同步時自動切換到加壓狀態(tài)。當油路出現(xiàn)故障時自動分輥。在停止和爬行時可以實現(xiàn)合輥動作但不執(zhí)行加壓動作，只有當主傳動處于運行狀態(tài)并加速過程結(jié)束進入恒速，且速度同步時才可以執(zhí)行加壓狀態(tài)。2.4.5 轉(zhuǎn)移施膠涂布機控制機內(nèi)涂布機可用于單面涂布或雙面涂布，裝于紙機烘干部的烘缸組之間，本紙機位四輥門輥涂布機。下涂布轉(zhuǎn)移輥的軸承是固定的，其位置不需改變。上涂布輥是移動的，可以開啟或閉合。上涂布轉(zhuǎn)移輥線速度大于下涂布轉(zhuǎn)移輥線速度，且較紙速快2%左右，使得紙幅象包附在上涂布轉(zhuǎn)移輥一樣離開壓區(qū)，從而使涂層在紙面上均勻分布。轉(zhuǎn)移輥和計量輥各輥同相鄰兩輥旋轉(zhuǎn)方向相反，采用速差控制，線速度不同，由此

44、增大對涂料的剪切力，以利于涂料均勻分布于輥面和控制涂布量的大小。紙頁在轉(zhuǎn)移輥 1、轉(zhuǎn)移輥 2 之間完成涂布工作，所以兩轉(zhuǎn)移輥必須同步跟隨紙機工作車速，為了達到涂抹效果，轉(zhuǎn)移輥 2 線速度較紙速快 2%左右。對涂布機采用張力控制，使紙張在恒定的張力下連續(xù)進入涂布機。紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計132.4.6 斷紙連鎖控制在紙機的壓榨部、轉(zhuǎn)移施膠機、涂布機和壓光機前裝有斷紙檢測光電開關(guān)，當出現(xiàn)斷紙時迅速聲光報警，并在操作屏上指示斷紙部位。同時可以控制引紙繩立即啟動加速至當前同步速度，為引紙做好準備工作。并可以控制使密閉汽罩門自動提升等相關(guān)控制。3 傳動控制系統(tǒng)的方案選擇和硬件設(shè)計我國造紙工業(yè)發(fā)展

45、速度很快，目前紙廠、造紙機械廠眾多，規(guī)模大小不等，技術(shù)與裝備水平差異甚大，傳動控制系統(tǒng)也是各種各樣。紙機傳動控制系統(tǒng)對紙機能否正常運行起著決定性的作用，這需要我們結(jié)合生產(chǎn)實際根據(jù)具體情況進行方案設(shè)計。3.1 方案選擇的原則和注意事項傳動控制系統(tǒng)的方案選擇6時，我們遵循的原則是：充分考慮所選器件的可靠性、穩(wěn)定性、市場價格等因素，使傳動控制系統(tǒng)與紙機整體裝備水平相適應(yīng)，以確保整個紙機系統(tǒng)的高性價比和穩(wěn)定。在造紙機控制系統(tǒng)傳動選擇過程，應(yīng)當注意的以下事項：（1）不能盲目追求高技術(shù)標準合理的選擇適合本紙機傳動技術(shù)方案，不要盲目地追求采用新技術(shù)、新方法。要根據(jù)紙機對傳動工藝要求合理選擇。公共直流母線系統(tǒng)

46、、大型 plc 組成的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)都是目前的先進技術(shù)，但是在中、小紙機上采用體現(xiàn)不出優(yōu)越性，反而會極大地增加成本，造成資源的浪費。應(yīng)該根據(jù)自己的紙機選擇合適配套的技術(shù)標準。（2）必須充分滿足技術(shù)標準要求，不能因為價格因素而降低設(shè)計標準。不同檔次的產(chǎn)品有不同的價格，應(yīng)該在滿足技術(shù)性能的前提下選擇合理的系統(tǒng)配置方案，選擇高的性能價格比，而不能僅僅依靠價格。即使依靠價格也應(yīng)該以相同的技術(shù)標準作為依據(jù)。陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）14plcprofibus-dpprofibus-dpop1opnop2傳動部上位機dcs上位機qcs上位機管理級以太網(wǎng)第一級第二級第三級作為設(shè)計者充分考慮各方面的

47、因素后確定最終的詳細技術(shù)方案，詳細規(guī)定所選擇的各種設(shè)備型號和技術(shù)性能指標。不能把價格作為選擇傳動系統(tǒng)的依據(jù)，必須在確定技術(shù)性能的基礎(chǔ)上再考慮價格。（3）傳動系統(tǒng)的性能指標做到滿足生產(chǎn)需求即可，不能盲目追求高指標。傳動系統(tǒng)的性能主要取決于系統(tǒng)的硬件性能，所以在選擇控制系統(tǒng)時應(yīng)該注重系統(tǒng)的硬件配置水平。比如穩(wěn)速精度、動態(tài)精度取決于變頻器產(chǎn)品自身的性能，過載能力取決于工作狀況。這些與傳動公司自身的技術(shù)水平?jīng)]有必要的關(guān)系，而且這些性能指標必須是由專業(yè)的機構(gòu)才能測試。所以在選擇傳動系統(tǒng)時應(yīng)重點注重系統(tǒng)的硬件水平及性能，而不要去注重那些由傳動公司自己提出的性能指標，以科學(xué)的態(tài)度對待系統(tǒng)的性能指標。3.2

48、大型紙機傳動控制系統(tǒng)的方案選擇大型紙機車速比較高，速度在 500m/min 以上，傳動點多在 40 點以上，甚至達到100 點以上，所以傳動要求自動化控制程度高。大型紙機一般采用典型的三級控制，如圖 3-1 所示。圖 3-1 大型紙機的三級控制結(jié)構(gòu)圖傳動系統(tǒng)第一級為變頻控制級，變頻器采用由各大公司生產(chǎn)的高性能變頻器（如abb acs800、西門子 6se70 等） ，配有閉環(huán)控制編碼器反饋板，組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計15變頻器上還配有現(xiàn)場總線通訊板，與上位 plc 組成現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)。傳動系統(tǒng)第二級為 plc 控制系統(tǒng)，plc 采用大型 plc，要求支持高速現(xiàn)場總線功

49、能，操作臺控制選用操作屏，plc 與變頻器、操作屏組成現(xiàn)場總線控制網(wǎng)絡(luò)3，完成整個紙機操作控制。傳動系統(tǒng)第三級為上位優(yōu)化控制系統(tǒng)，采用工業(yè)控制計算機,用于整個紙機傳動系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)控。上位機一般采用組態(tài)軟件，可以通過工業(yè)以太網(wǎng)與 qcs 上位機、dcs上位機、車間管理級、廠級管理級等聯(lián)網(wǎng)控制，實現(xiàn)紙機傳動控制系統(tǒng)優(yōu)化控制和自動控制。3.3 中、小型紙機傳動控制系統(tǒng)的方案選擇和相關(guān)設(shè)計中、小型紙機傳動控制系統(tǒng)中，小型紙機車速比較低，速度在 500m /min 以下， 傳動點少，在 30 點以下，一般采用三級或二級控制。為了學(xué)習(xí)紙機傳動系統(tǒng)的基礎(chǔ)和方便實驗，在本次設(shè)計中，我們主要以中、小型織機傳統(tǒng)系統(tǒng)

50、為研究對象。3.2.1 交流變頻的選擇與參數(shù)設(shè)置在中、小型紙機傳動系統(tǒng)中，各部分傳動電機都在 800-1200kw 以下，故變頻器宜選用 380v 電壓等級。它線路簡單，技術(shù)成熟，可靠性高，dv/dt 小，價格相對便宜。另外，高速紙機、薄頁紙機、涂布白板等紙機對傳動穩(wěn)定性要求比較高，因此應(yīng)該選擇高性能變頻器，如 abb acs800、simens 6se70 等；而一般的低速紙機、文化紙機等可以選擇低一檔變頻器，如 abb acs400、simens mm440 等。在本次設(shè)計中，我們以用 abb 公司的 acs6004和 acs4005為例進行相關(guān)設(shè)計，它們的參數(shù)設(shè)置如下： acs600 參

51、數(shù)設(shè)置（1）啟動參數(shù)（a）這些參數(shù)是設(shè)定電機信息的一組參數(shù)，只需在第一次運行時設(shè)置以后就不需要再改變了，這一組參數(shù)代碼范圍從 9601-9910 共十個參數(shù)。 電機信息。包括電機額定電壓（9905） 、額定電流（9906） 、額定頻率（9907） 、額定速度（9908） 、額定功率（9909） 。這些參數(shù)的獲得是從電機的銘牌數(shù)據(jù)中得到。例如一臺四極三相異步電動機 pn=30kw、in=59a、nn=1450rpm、fn=50hz、un=380v，則設(shè)置參數(shù)時：9906=59.0、9907=50.0、9908=1450、9909=30.0。（b）電機控制模式（9904） ，acs600 系列變頻

52、器有兩種控制模式：（1）dtc即直接轉(zhuǎn)矩控制。 （2）scalar 即標量控制。在直接轉(zhuǎn)矩控制模式下，系統(tǒng)中給定信號為轉(zhuǎn)矩，即使在沒有反饋的情況下（即開環(huán))也可對電機進行精確的速度及轉(zhuǎn)矩控制。而標量控制相對來說控制精度要差一些。陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）16（c）應(yīng)用宏的選擇（9902）所謂應(yīng)用宏就是根據(jù)變頻器在一些常用的場合中所需的一些功能在出廠時已經(jīng)經(jīng)過預(yù)編程的參數(shù)集。利用這些應(yīng)用宏，用戶可以快速完成對變頻器的設(shè)置。abb600 系列變頻器的應(yīng)用宏有以下幾種：factory（工廠宏） 、hand/auto ctrl（手動/自動宏） 、pidcontrol（pid 控制宏） 、seq

53、uential control（順序控制宏） 、torque control（轉(zhuǎn)矩控制宏） 。用戶可以根據(jù)需要選擇應(yīng)用宏，例如在利用變頻做壓力或流量控制系統(tǒng)中，就可以用 pid 控制宏實現(xiàn)閉環(huán)控制。（2）變頻控制參數(shù)這些參數(shù)主要規(guī)定了變頻器起動方式，包括：10.01、10.02 起動/停機/方向的命令的信號源，在外部控制時，變頻器的起動和停止應(yīng)適用外部端子或通信的方式，而abb600 變頻器用外部端子又有多種組合，常用的可以設(shè)為 di1-di6 的任何一個作用起動/停止的命令的輸入端。10.03 是規(guī)定變頻器所拖動電機的旋轉(zhuǎn)方向，根據(jù)電機學(xué)我們知道三相異步電機的旋轉(zhuǎn)方向取決于輸入三相電源的像序

54、，在需要雙向運行（如電梯、升降機等）的場合可以把這個參數(shù)設(shè)為 request，由數(shù)字輸入端子來控制電機的旋轉(zhuǎn)方向。16.01 允許信號：要啟動變頻器將參數(shù)必需設(shè)為 yes。（a）給定選擇外部控制選擇 11.02abb600 有兩個控制源可以選擇即 ext1，ext2。當選擇ext1 時，變頻器的起動由 10.01 所指定的輸入端子控制，頻率由 11.03 所指定的方式給定。對于 pid 應(yīng)用宏，此時為開環(huán)控制，對于轉(zhuǎn)矩控制宏，此時為速度控制，當選擇 ext2 時，變頻器的起動及頻率來源分別為 10.02，11.06；在 pid 宏及轉(zhuǎn)矩控制宏下分別為閉環(huán)控制及轉(zhuǎn)矩控方式。頻率給定源的選擇 10

55、.03，11.06 分別是 ext1，ext2 的給定源，對于使用模擬作為給定時可以選擇模擬輸入端子（ai1-ai3）的任何一個作為給定，這里要說明的是 ai1 為 0-10v dc 電壓信號，ai2-ai3 位 0-20ma 電流信號，當然也可以通信或數(shù)字端子（即電動電位器）進行設(shè)定頻率。恒速給定。在有些場合中，如紙機在爬行時，不需要改變變頻器的運行頻率就可以用恒速功能，abb600 變頻器有 15 種恒速可以供用戶選擇。（b）加、減速時間加、減速時間及積分類型的選擇十分重要，特別是在拖動大慣性負載時，如在紙機傳動系統(tǒng)中，拖動烘缸的變頻器在設(shè)置加、減速時間應(yīng)大一些，如加速時間過短，起動時電機

56、處于堵轉(zhuǎn)狀態(tài)，容易發(fā)生過流故障，如減速時間過短則可能發(fā)生慣性負載拖動電機，使電機處于發(fā)電狀態(tài)，則變頻器發(fā)生過壓故障，建議在這些場合中如允許可用自由停機方式（即 21.03 設(shè)為 coast） 。在紙機傳動系統(tǒng)中，烘缸傳動加速時間 20.02 可設(shè)為 30-40s，減速時間可稍長一些，即 22.03 可設(shè)為 40-80s，其余傳動點加、減速時間均可設(shè)為 20-30s。紙機傳動系統(tǒng)方案選擇與程序設(shè)計17對于參數(shù) 22.06 加速/減速積分又分為線型積分、s 形曲線兩種。一般傳動系統(tǒng)中均可用線型積分，在電梯及復(fù)卷機傳動系統(tǒng)中則用 s 形曲線。（c）限幅參數(shù)限幅參數(shù)主要規(guī)定電流轉(zhuǎn)矩最高運行頻率等參數(shù)，

57、在 abb600 系列變頻器中，最大輸出電流能達到 200%ihd，在轉(zhuǎn)矩控制模式下最大輸出能達到 300%，一般來說，在紙機傳動控制中，都能滿足要求，這些參數(shù)基本上不用修改。 （參數(shù)代碼20.03、20.04）對于最高運行頻率，一般出廠設(shè)定 50hz，如果傳動系統(tǒng)減速器選擇合適的話，也不用修改，如果要修改這一參數(shù)時，要注意的是在運行頻率大于 50hz 時為恒功率調(diào)速，abb600 變頻器修改最高運行頻率時也設(shè)定以下幾個參數(shù)（以改為 65hz 為例）：99.07 改為 65hz；20.08 改為 65hz；11.05 改為 1950rpm（對于四極電機） 。（d）閉環(huán)控制參數(shù)閉環(huán)控制的實現(xiàn)對于

58、 abb600 變頻器有兩種途徑，其一是配編碼器反饋卡的速度閉環(huán)控制，其二是過程 pid 控制。速度閉環(huán)控制，此時要設(shè)定的參數(shù)有：編碼器每轉(zhuǎn)的脈沖數(shù)，這一參數(shù)根據(jù)所選編碼器來確定，一般有 360，500，1024，2048規(guī)格；50.02 編碼器脈沖的計算，一般在紙機傳動中，不需正反轉(zhuǎn)運行可以設(shè)定為單 a 或 b 輸入即可；23.01 速度控制增益；23.02 速度控制器的微分時間。這三個參數(shù)要根據(jù)具體的傳動系統(tǒng)進行整定，使穩(wěn)定的動態(tài)性能指標均能滿足要求；98.01 脈沖編碼器可選模塊選擇應(yīng)設(shè)為 yes。過程 pid 閉環(huán)控制，反饋量往往是把壓力或流量通過傳感器轉(zhuǎn)換為電壓或電流信號，這時就可以

59、用過程 pid 控制，穩(wěn)定 pid 的參數(shù)設(shè)置如下：40.01pid 控制器增益；40.02pid 控制器積分時間；40.03pid 控制器微分時間。acs400 參數(shù)設(shè)置acs400 與 acs600 變頻器相比較，其功能簡單一些，它的缺陷主要有：（a）不能實現(xiàn)直接轉(zhuǎn)矩控制；（b）不能實現(xiàn)速度閉環(huán)控制；（c）功率等級只有2.230kw。但是在紙機傳動可以用于某些功率小、不需要多臺電機拖動的傳動點。acs400 參數(shù)設(shè)置基本與 600 系列變頻器相似，這里就不再詳細介紹。紙機傳動控制系統(tǒng)中的經(jīng)常用到的參數(shù)見表 3-1。表 3-1 acs400 系列變頻器參數(shù)常用表參數(shù)代碼參數(shù)名稱設(shè)定值及內(nèi)容

60、9902 應(yīng)用宏 6：pid 控制宏 9905 電機額定電壓 380：380v 9907 電機額定功率 50：50hz 9906 電機額定電流 15.3：15.3a陜西科技大學(xué)畢業(yè)論文（設(shè)計說明書）18 9908 電機額定轉(zhuǎn)速 1450：1450rpm 9909 電機額定功率 7.5：7.5kw 10.01 ext1 命令 1：由 di1 輸入 10.02 ext2 命令 6：由 di5 輸入 10.03 方向 1：正轉(zhuǎn) 11.02 ext1/ext2 選擇 2：由 di2 輸入 11.03 外部給定 1 的選擇 1：由 ai1 輸入 11.06 外部給定 2 的選擇 2：由 ai2 輸入 1