高速卫生纸机传动控制系统研究（可编辑）

高速卫生纸机传动控制系统研究（可编辑） 高速卫生纸机传动控制系统研究 技术 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 高速卫生纸机传动控制系统研究 孟彦京 李红垒 陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安, 摘 要:通过分析高速卫生纸机传动控制系统的特点,提出了高速卫生纸机传 动控制系统速度链与 负荷分配解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,阐述了高速卫生纸机与生产文化用纸、工业用纸纸机传 动控制系统的区别与联 系,并分析了编码器速度闭环的常见故障。 关键词:高速卫生纸机;传动控制;速度链;负荷分配;编码器 作者简介:孟彦京先生, 中图分类号: . 文献标识码: 文章编号: ? ? 教授;研究方向:电力 电子与电力传动、现场 总线技术及其在电力传 动中的应用等。 ? , , , , ?: . : ?, ,? ? , , . :;; ; 高速卫生纸机具有特殊的构造与工艺要求,其传 动控制系统与生产文化用纸、工业用纸的纸机存在显 轮胎起卷 著差别。在进行速度链 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时,要充分考虑工艺要求 弧 辊 卷纸机 与设备维护的需要,负荷分配要考虑毛毯特性以及负 荷分配传动点的距离,连接方式等。以毛毯为例,由 图 传动系统圈路图 于国产毛毯弹性没有国外进口的好,国产毛毯能够用烘缸内部温度较高,因 此运行速度不能过 刚性连接的负荷分配方式,但是换了进口毛毯后该方 低,一般不低于 / ,运行前必须保证稀油站 式便失败了,这类问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 如果处理不好会导致毛毯抖动 油压正常,循环风机正常。 或缩短使用寿命,影响正常生产。本课题基于山东华毛毯需要在低速下定时 进行清理,要保证 林 /新月形高速卫生纸机传动控制 成形辊速度不能过快,一般为 ~/ 。 系统,分析了高速卫生纸机传动控制系统需要注意的正常出纸时,卷纸机按 照设定起皱率自动 问题。该传动系统在实践中取得了良好的控制效果。 调节与烘缸之间的速比。弧形辊位于烘缸之后,卷纸机之前,必须 传动系统控制对象及特点 使其速度低于卷纸机,否则引纸时纸张可能缠绕到弧/ 新月形高速卫生纸 机主要有 形辊上,造成严重后果。 成形辊、烘缸、弧形辊、卷纸缸和助动轮胎 个传动当烘缸与托辊合辊后, 烘缸与成形辊要进 点。该传动系统圈路图如图 所示。 收稿日期: 一修改稿 各传动点的速度控制需要满足以下工艺要求: 《中国造纸》年第 卷第 期技术报告 电机同步转速,此时需将变频器参数 . 设为/ , 行负荷分配,二者速差不能大于 . %。 该系统选用公司直接转矩控制系 而非 ,这样做是为了使纸机最高运行速度接近设 列变频器,以西门子 ?大型为控制中心, 计车速。速度链传递的变频器内部值通过 ? 通过现场总线与变频器、上位机构成 程序实现。考虑到各个传动点所带电机额定转速不 三级控制系统。与现场操作屏 .、变频器 同,且减速箱减速比以及各辊辊径有所差异,为了使 进行高速通讯。采用梅尔 系列光电编码器与 纸机各分部传动点线速度同步,在速度链中传递相同 编码器接口模块实现 速度闭环控制。 的数值是不行的,需针对每一个传动点相应速度链上 的数值进行变速处理。即以主传动点 烘缸 为参 速度链设计 照,其他传动点在速度链上的值乘以一个系数 ,得 . 速度链工艺要求 到速度同步时的各变频器内部给定值。设烘缸辊径为 基于纸机工艺要求,在进行速度控制时,需采集,减速箱减速比为,,,其他任 一传动点辊径为 , 稀油站运行信号、托辊合辊信号,与主传动进行连锁 减速箱减速比为, ,根据辊面线速度与电机转速关系 控制,当稀油站处于停止状态或油压过低时烘缸不允 公式得速比尺,算法,如公式 所示。 许启动,在托辊与烘缸合辊后且达到一定压力时进行 负荷分配。另外,烘缸、成形辊和弧形辊的速度需要 : 单独给定,独立启停。针对该工艺要求,速度链设计 如下:弧形辊 进入速度链,单独给定速度,单独控制 启停;将成形辊速度控制分为湿部单动与湿部联动两 计算显示系数 种模式:湿部单动时,成形辊脱离速度链,烘缸与成 为了在操作屏上显示正确的速度值,需要对显示 形辊分别设定运行速度,分别进行启停控制。湿部联 值 进行校正,校正系数 称为显示系数。它是把变频 动时,成形辊加入速度链。成形辊运行速度由烘缸 器内部速度反馈值 直接 乘以一个显示系数 ,得到 给定。 辊面实际线速度 。 表示辊面实际线速度与变频器 湿部联动分为以下两种状态。 状态反馈值之间的对应关系。获得显示系数的方法有 系统单动:成形辊、助动轮胎的运行速度由烘缸 两种: 一 给定,能够单独进行启停控制。该阶段为合辊前的预 种方法是公式计算法。此时需要知道辊径 、 备阶段。 减速比,以及电机同步转速 。 按公式计算。 系统联动:成形辊跟随烘缸启停,与烘缸进行负 荷分配。该阶段为正常生产阶段。系统联动时速度链 传递如图 所示。 另一种方法是经验矫正法。通过比较显示数值与 车速表测量值,按照公式反复调节显示系数 , 直到误差达到要求。这种方法无需知道辊径等参数, 但是对车速表精度依赖性高。 : 图 系统联动时的速度链 式中: 表示校正前速度显示值, 表示校正前 起皱率:为了形成纸张褶皱,当系统处于联动状 显示系数, 代表车速表测量值。 态时,速度链由烘缸传递给卷纸机之前需要加入起皱 计算值 率,设 为卷纸机速度, :为烘缸速度, 为起皱 值表示辊面线速度. / 时, 对应 率,则 与 需满足公式 。 。一 的主点变频器内部给定值。此时 中主点速度给定 . 速度链算法实现 值 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 设定为 . ,即有 位小数。该值用以建 计算速比 尺 立 与变频器给定值之间的对应关系。由于该值在 电机转速/ 与 变频器内部值 之问 程序块中处理,因此称之为值。值的计 存在以下对应关系:即 ~/。对应 ~ 。 为 算方法见公式。 , . ,?技术报告 定转矩的百分比? ,因此,只要读取主点的转矩百分比? 作为从点的转矩 给定,就可以实现负荷 计算出值之后,需要通过程序使主点给定 分配。 转速由原速度按照一定斜率逐渐改变并最终达到给定 使用转矩量化的负荷分配满足公式 。 值,使总车速在变速时保持稳定。 需要注意的是,烘缸为大惯性负载,加减速时问 乏 要尽可能长一些,同时,为了保证联动时成形辊与烘 . 负荷分配实现 缸速度加减速过程保持同步,将二者的加减速时间设 负荷分配的传动点有两种连接方式,一种是刚性 为相等。 连接,一种是柔性连接。所谓刚性连接,即几个不同 此外,为了在车速改变时获得良好的动态性能, 的电机轴之间通过万向节、传动辊、齿轮带等硬连接 必须在变频器上调节 参数。可以将上位机速度数据 方式进行耦合。在这种情况下,只要一个传动点运 作为参考依据,具体方法如下:反复调整比例增益与 动,与之相连的其他传动点也将被动运动。此时主点 一 积分时间,微分时间设为 ,然后改变车速,观察上 般采用速度控制,从点采 取转矩控制,即直接转矩 位机各传动点速度的阶跃响应曲线,直到满意为止。 控制的负荷分配方式;另一种连接方式是柔性连接。 所谓柔性连接,即几个不同的电机轴之间通过网毯、 负荷分配设计 皮带等软连接方式进行耦合,在这种情况下,只要一 . 负荷分配原理 个传动点电机运动,其他传动点电机也将被拖动,但 在造纸传动控制中经常遇到几台电机同时拖动同 是有可能打滑。常用的柔 性连接负荷分配应遵循下列 一 负载的情况,此时只有电机速度同步并不能满足实 控制方式:?主传动单元为速度控制;?从传动单元 际系统的工作要求,每个传动点的负载率也不能相差 跟随主传动单元的速度给定。这种方式本质上是一种 太大,否则会出现一台电机出力大,一台电机出力小 带速差限幅的系统单动状态。 的情况,负荷分配严重不均会缩短毛毯寿命,更甚者 系统最初采取了转矩控制的负荷分配方式,控制 会撕裂毛毯。在该系统中,由于托辊没有设置传动 效果不理想,成形辊的速度一直处于振荡状态,分析 原因是成形辊与毛毯之间有打滑现象。刚性连接所采 点,当托辊与烘缸合辊后,烘缸与成形辊承担共同的 用的直接转矩控制的负荷分配方式能够克服从点打 负载,二者需要进行负荷分配。 理想化的负荷分配模型要求各电机的负载功率保 滑:如果从传动辊与毛布打滑,说明从点给定转矩达 不到所需转矩,这样将导致主点负载增加,转矩 持一定比例 负荷分配系数 ,一般设负荷分配系数 百分比 增大,由于从点转矩由主点给定,此时从 为 ,即主传动点与从传动点负载率相等。设 电机 为负荷分配主点,位于速度链主链上, 、 电机为 点转矩也将随之增大、速 度增加,进而达到新的平 衡;然而在柔性连接中毯、网具有较强的伸缩性,因 负荷分配从点,位于速度链从链上,则负荷分配电机 而不具备打滑时的自我调整特性,容易产生振荡现 的期望负载功率应满足公式。 ? ?象。在该系统中烘缸与成形辊并不是直接的刚性连尸 赢接,也不属于直接通过毛毯耦合的柔性连接,而是一 其中, 表示第 台电机的实际负载功率, 种特殊的耦合方式。 表示第 台电机的额定负载功率, 的取值范围为 ~ 另外,如果单独使用柔性连接的负荷分配方式, 。 那么主从点转矩差在较大范围是不受控的,对于高速 可将公式 改写为: 纸机来讲,容易对毛毯和设备造成损坏,且电机寿命也会受影响。考虑到烘缸与成形辊之问特殊的连接方式,本课题采取了一种折中方案,在保证主从传动单 其中: 元速差不大于 . %的条件下,通过分段调节成形辊 : 速度问接控制输出转矩,使从点转矩与主点转矩基本 。 保持一致。同时在调节转矩时加入控制死区,当主点 负载率是间接量,系统实际控制的是电机转矩, 与从点转矩差位于该死区范 围内时,则停止速度调 系列变频器可以采样电机实际转矩与额 节。成形辊负荷分配控制流程如图 所示。 《中国造纸年第 卷第 期技术报告 : 一赢一 、、、? 一一 一, 、 ?恒定成形辊速度卜?? 推挽式 集电极开路式 射檄开路式 图 编码器输出方式 耋 正转时 通道超前 通道 。,反转时 通道超前 调 通道 。,因此结合 、 通道波形可以测转动方向; 通道测转动角度。由于电机转向已设为正转,系统 只需采集 相脉冲即可; .表示输出通道的负载电 三 二段黻调矿一 阻。可以在负载端并联匹配电阻 以增强脉冲信号 幅值。对于 驱动电压, 的取值范围为 . ~ 垂』三 三段艘调 一 .,对于 驱动电压, 的取值范围为. ~ .。梅尔编码器采用推挽式输出方式,该系统 中编码器与变频器接线图如图 所示。 注表不烘缸与成形辊的转矩差。 图 程序流程图在设计负荷分配程序时需要注意以下几个问题: ?丫,? 一 只能通过调节成形辊的速度实现负荷分配。因为烘缸速度直接决定了总车速,影响着系统的稳定 性,所以不允许调节烘缸速度。 在程序中需加入烘缸与成形辊速差限幅, 防止速差过大;同时需加入控制死区避免成形辊速度 频繁调节形成振荡。 每段速度调节的间隔时问与调节幅值要根 据 的采样大小分别设定,以提高速度调节的动态 性能,使成形辊的转矩在最短的时间内平稳达到烘缸 转矩值。经过实验将转矩差死区范围设置为 %,速 差限幅设为 / 。最终车速可达到 / , 毛毯、托辊无抖动,纸机运行平稳。 编码器速度闭环控制 图 编码器与变频器接线 编码器功能需要通过设置变频器参数激活。 . 光电编码器接法 变频器关于编码器的参数设置如表 所示。 由于该纸机是高速纸机,为了提高传动系统控制 精度,需要加入编码器速度闭环控制。编码器的输出 表 编码器参数设置 方式有以下 种:推挽式、集电极开路式、射极开路 式 见图 。 其中,表示脉冲编码器输入供电电压。编 码器驱动电压为 ~ , 模块提供 和 两种电压值,可以通过跳线改变驱动 电压;表示编码器 、 、 通道的输出脉冲。其中 通 道或 通道各产生一个脉冲序列,可以用来测转速; .. , . ,