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复卷机恒张力与负荷分配控制设计及应用

郭艳萍  
【摘要】:针对漯河银鸽造纸集团90年代初从德国引进的复卷机技术改造项目,原系统采用西门子早期的直流控制系统,张力和负荷分配等几个重要参数均采用模拟回路调节,系统抗干扰和信息集成能力较差,由于元件老化,控制精度低,故障较多,运行车速只能达到600m/min,无法与高速纸机的生产能力相匹配。 改造采用PLC为控制器,变频器为执行器,OP操作面板为操作站的全数字现场总线控制方法解决存在的上述问题。基于这种设想,为了减少投资,基本保持系统原有的机械部分和液压部分,把原来的直流传动改造成交流传动;采用Profibus-DP总线和远程I/O代替原系统大量的I/O布线;采用OP270人机界面代替机械按钮和模拟仪表。针对复卷过程中卷径变化以及加减速时对张力的影响,提出直接张力和间接张力相结合的复合张力控制、卷径实时计算等方法,用直接张力控制精度;在特定的动态过程中,加入一些动态转矩补偿算法,用间接张力提高系统的抗扰动能力,以满足复卷时恒张力控制要求。对于前后底辊电机的控制,在分析了负荷分配产生的原因后,提出一种主从控制方法,不仅使两台电机保持同步,而且使后底辊电机很好地跟随前底辊电机转矩的变化,达到负荷分配控制的目的。 将现场总线应用于复卷机中,组建Profibus-DP网,设计主从站之间的通信,最后,完成控制系统程序设计和监控画面的功能设计。改造后,复卷机的运行车速达到1200m/min,实际运行结果表明,该控制系统具有精度高、运行稳定可靠、监控能力强、操作简便等特点,能够满足高速复卷机的控制要求。


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