0 引言
存切紙機控制系統中，需要解決的最重要問題就是切紙的精度。精度的控制除了機械設備的誤差之外，還有在改變紙張長度時，需同步調整紙輥的拉紙速度以及刀輥的旋轉速度。日前我國切紙系統采用的是機械式無級變速傳動，它存在著同步控制精度低、調速范圍窄和誤差大的缺點。PLc與變頻器的系統集成是通過Plc分部傳動變頻器，這樣控制精度高、誤差小。Emerson Ec20系列PLc和EV3∞O，EV2000變頻器組成雙刀切紙機自控系統，提高了切紙精度，減少了誤差。
1切紙機切紙流程紙機來的漿板／紙經牽引輥進入切紙機，切紙機在工作過程中，送紙輥連續送紙；甩刀輥連續旋轉，每轉l周切1次紙。送紙輥的拉紙速度和甩刀輥的旋轉速度共同決定了切下的紙張長度。對這2個速度的比例加以控制，便可得到所期望的切紙長度。其中某一個速度發生變化時，另一個也需要根據速比同時進行相應的變化。為了使切紙機的精度更高，必須嚴格控制送紙輥和甩刀輥之間的速度比。
2 系統組成雙刀切紙機控制系統組成如圖l所示。控制核心是Ec20系列PLc，由PLc計算出4臺變頻器所需要的速度，控制變頻器運行，從而驅動電機經減速機構帶動送紙輥和甩刀輥旋轉。切長的設定可在觸摸屏上完成，由編碼器和變頻器構成速度閉環控制，調節切紙的精度[。。控制原理如圖2所示。
Ec20系列PLc具有豐富的中斷功能；可擴展多個模塊并且編程采用界面友好的窗口軟什，支持梯形圖、指令列表和順序功能圖等，可方便地監控和調試以及在線修改程序。變頻器選用EV3∞O和EV2∞O艾默生變頻器，第1送紙輥選用EV3000變頻器，第l甩刀輥、第2送紙輥和第2甩刀輥選用EV2000變頻器。EV3000變頻器是高品質、多功能雨『低噪音的矢量控制通用變頻器，通過對電機磁通電流和轉矩電流的解耦控制，實現了轉矩的快速響應和準確控制，能以很高的控制精度進行寬范圍的調速運行。EC20 PLC與EV3000變頻器采用自由口通訊，Ec20 PLc與EV2000變頻器采用Modbus通訊，與MT6000觸摸屏采用M0dbus通訊。
3通信設置Ec20 PLc的c()MO通訊口與EVIEw人機界面通過MOdbus協議進行通訊；COMl通訊口與艾默牛EV3000變頻器進行自由協議通訊；PLc擴展通信485模塊，此模塊與3臺EV2000變頻器通過M0dbus通信。
通信部分程序如圖3所示。
4 PLC程序設計在切紙機工作的時候，一定要對送紙輥的拉紙速度和甩刀輥的旋轉速度的比例加以控制．才能得到預期的切紙長度，因為切下的紙張長度由這兩部分決定。控制過程中，任一速度發生改變時，另一個速度電要同時按照相應的比例進行調整，從而達到預期的切紙艮度。而且2個速度存在如下關系：
其中m／n，為甩刀輥與送紙輥的轉速比，決定了切民；2πr，為切長顯示系數，視送紙輥輥徑更改。
切長的設定可以在觸摸屏上=完成，如圖4所示。
采用Ec20系列PLc和4臺變頻器分別控制送紙輥電機和甩刀輥電機。切紙時首先設定好切紙長度，當送紙輥電機速度發生變化時，另一個電要根據速度比同時產生相應的變化。
為了使切紙機的精度更高，必須嚴格控制送紙輥和甩刀輥之間的速度比。因此，必須調整變頻器的參數，以使送紙輥和甩刀輥之問的速度比保持恒定。
5切紙精度調節變頻器的調試過程大體分為2個步驟：開關機升降速的參數調整和穩速時的參數調整，這2步直接決定著切紙的精度。
5．1 開關機升降速的參數調整為了保證起步停車以及升速減速時的切紙精度，必須對開關機升降速的參數進行調整，此時的影響因素是變頻器的加速和減速時間。通過調整4臺變頻器的加速和減速時間，使其開關機升降速保持一致，從而提高切紙精度。
5．2穩速時的參數調整圖1所示的雙刀切紙機控制系統中，第1送紙輥是最重要的，不僅要控制好從原紙輥拉過來紙的張力，而且第l送紙輥和第2送紙輥之間的張力也要控制好，這決定了第]送紙變頻器要有很高的控制精度。在這里第1送紙變頻器采用有速度編碼器的矢量控制，變頻器上安裝編碼器反饋模板，控制電機上安裝旋轉編碼器。其余3臺變頻器采用v／f控制。
在雙刀切紙機穩速運行時，對于第]送紙變頻器，由于采用帶速度編碼器的矢量控制，除了需要在變頻器中設置好旋轉編碼器的相關參數外，還要執行電動機數據辨識，包括定子電阻、磁化特性曲線以及速度控制器的優化。其中速度控制器參數的優化可以由變頻器自動來進行，但是優化出的參數比較保守，可以根據現場速度的實際精度來設置，更有利于精度的提高。因此必須手動調整好PI調節器的2個參數：比例增益和積分剴問。這2個參數直接影響第l切長和第2切長的精度，是至關重要的。
當手動調整速度控制時，******的方法是開始時用比例增益去確定町能的動態響應。然后．盡可能減小積分作用的時問。在這種情況下，重要的是確保，閉環控制必須保證在弱磁區巾的穩定。
對于其余3臺變頻器：第l甩刀變頻器、第2送紙變頻器和第2甩刀變頻器采用的是v／f控制。對于V／f控制，電機頻率總是比傳動變頻器輸出頻率低一個滑差頻率。如果負載對恒定輸出頻率而增大，則當電動機工作時滑差增大，電機頻率減小，對于異步電機這種運行情況可用滑差補償來補償，使電動機恒速運行，不隨負載變化而變化。變頻器對其輸出電流進行檢測，并根據電流的大小增加輸出頻率，對預期的滑差加以補償。
在某廠的切紙機配套應用中，通過對4臺變頻器的參數進行調整，實測在該型切紙機設計車速∞～70 m／mln運行，切長為l 230 mm，1 092 mm．787mm等不同規格時，兩刀的切紙誤差都在±l mm以內，完全滿足用戶的要求。
6 結束語
將艾默生PLc和艾默生變頻器應用于剴紙機控制系統中，從而適應切紙機傳動系統對速度控制靈活、準確和口‘靠等的不同要求，并且使得切紙機操作簡單，運行可靠，維修方便，完全達到了設計要求。
聯系方式
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