纸机传动控制系统设计实例
双刀切纸机控制系统设计
双刀切纸机控制系统设计双刀切纸机控制系统设计一、引言随着科技的不断进步，自动化设备在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
在纸品加工行业中，双刀切纸机作为一种常用的设备，其控制系统的设计尤为重要。
本文将探讨双刀切纸机控制系统的设计原理、核心组成以及功能实现等方面，并通过实例介绍一种基于PLC的双刀切纸机控制系统的具体设计过程。
二、双刀切纸机控制系统设计的原理双刀切纸机控制系统的设计需要根据切纸机的工作特点和要求进行。
双刀切纸机的主要工作原理是通过双刀同时切割纸张，以实现快速而准确的切割。
在控制系统设计中，需要实现以下几个核心功能：1. 纸张进给控制：通过控制进给装置，精确控制纸张的进给速度和位置，以确保切纸机在切割过程中能够准确对准纸张。
2. 刀具运动控制：控制刀具的运动速度和位置，确保切割精度和速度的要求。
3. 切割长度控制：根据需要设定切割长度，控制系统能够根据设置，在切割过程中自动停止或准确定位。
4. 安全保护控制：在切割过程中，将纸张和刀具之间的安全距离保持在一定范围内，避免意外发生。
三、双刀切纸机控制系统的核心组成1. 传感器：通过纸张厚度传感器、切割长度传感器等，实时监测纸张的厚度和长度等参数，将实时获取的数据传递给控制系统。
2. PLC：采用可编程逻辑控制器（PLC）作为控制核心，接收传感器信号，并根据设定的程序进行逻辑判断和控制输出，实现对整个系统的控制。
3. 伺服电机：通过控制伺服电机的转速和位置，从而控制刀具的运动。
4. 人机界面：通过人机界面，可以方便地对控制系统进行操作和设置，实现对切割长度、速度等参数的调整。
5. 安全装置：通过安全光栅、紧急停止按钮等，确保操作人员和设备的安全。
四、基于PLC的双刀切纸机控制系统设计以一台双刀切纸机为例，介绍基于PLC的双刀切纸机控制系统的设计过程。
1. 纸张进给控制：采用伺服电机驱动的皮带传动系统，PLC通过接收传感器反馈的纸张位置信号，调整伺服电机的转速和位置，控制纸张的进给速度和位置。
造纸机传动控制系统
造纸机传动控制系统日期：2007年7月31日 11:14 来源： admin字号 [ 小中大 ]本文采用森兰sb80系列变频器和西门子s7-200 plc组成一套文化纸机传动控制系统。
通过可编程逻辑控制器〔plc〕和变频器之间的通信，控制传动点的启动、停止、增速、减速、紧纸等操作，由软件自动实现负荷分配、速度链等功能，充分满足造纸工艺及电控的需要。
1 纸机对电气传动控制系统的要求1．1 该机结构简图如图1示。
纸机为1760/250 m/min长网多缸文化纸机，生产40~65g/m2高级文化用纸，稳态精度≤0.01%。
图1 结构简图1.2为了能生产出质量标准较高的产品，纸机对电气传动系统提出如下的要求：〔1〕纸机工作速度要有较大的调节范围，为了使造纸机具有较强的产品、原料的适应性〔如打浆度、浆料配比与种类、定量、纸种等〕，纸机传动可在较大的范围内均匀的调节速度，调节范围为1:8；〔2〕车速要有较高的稳定裕度，总车速提升、下降要平稳。
为了稳定纸页的定量和和质量、减少纸幅断头，要求纸机稳速精度为±0.05～0.01%；〔3〕速差控制，速比可调、稳定。
纸幅在网部和压榨部时，其纵向伸长横向收缩，而在烘干部时，两向都收缩，因此纸机各分部的线速度稍有差异，即速差。
速差在一定范围内变化不引起纸页质量的突变。
此时的速差对成纸来说，主要影响纸页的克重。
误差应控制在0.1%以内保持纸张不被拉断。
纸机各分部的速比的最大波动值与浆料配比、定量、车速、生产工艺、纸页收缩率及分部之间的纸幅无承托引段的张力等因素有关。
因此，造纸机各相邻分部间应有适当的速差来形成良好的纸页。
纸机各分部的速度必须是可以调节的，为±10~15%。
利于工作时调整。
为了生产较高质量的纸幅和减少断头率，还要保持各分部间速比的稳定；〔4〕各分部点具有速度微升、微降功能，引纸操作时的紧纸、松纸功能。
具有刚性联结或软联结的传动分部，如网部、压榨部、施胶部，能进行负荷动态调节。
变频器系统在造纸机传动系统中的应用
变频器系统在造纸机传动系统中的应用1 引言本文所设计的纸传动控制系统为应用ABB变频器和西门子PLC所组成的控制网络来完成造纸机电气控制系统设计的；其电气传动控制系统是基于S7-200 PLC控制的交流变频调速控制系统。
2 纸机对电气传动控制系统的要求该造纸机的系统结构总图如图1所示。
本纸机的主要技术数据如下：纸种：文化纸定量：52~80g/m2最高车速：350m/min爬行速度：<40m/min可调升减速时间：0.1~1000s可调工作电压：额定电压的±10%电源频率：50Hz±5%静态精度：≤0.1%频率漂移：≤0.1%频率分辨率：0.01Hz频率控制： 0~50Hz起动转矩：额定转矩的200%左、右手机：右手机该纸机18个传动点，分别由18台交流电机单独拖动，每台交流电动机由ABB全数字变频调速装置驱动，闭环控制。
系统的控制采用PLC作为控制核心，由PLC对操作台上每一传动点的操作信号进行处理（每个传动点在操作台上都设有：速度增加、速度减少、紧纸、爬行/运行等操作按钮），并把相应的速度信号以通信的方式传送给变频器。
同时，还对伏辊、驱网；吸移、真空压榨、一压、二压分别进行负荷分配控制。
另外，在操作台上还显示每一传动点的车速及工作电流，并具有运行、故障指示。
图1 造纸机机械系统结构总图纸机正常运行对电气传动控制系统的要求基本有以下几点：2.1纸机传动系统要有一定的稳速精度和快速动态响应。
其中稳态精度±0.02-- 0.01%，动态精度0.1%-- 0.05%;2.2工作速度要有较宽、均匀的调节X围，适应生产不同品种、定量的需要。
调节X围为I=1：10之间；2.3各传动分部间速比稳定、可调。
为了使纸机可以生产良好的纸页和提高纸机正常工作时间，纸机各分部的速度必须是稳定、可调的。
各分部的调速X围为±8～10%；2.4 爬行速度。
为方便检查、清洗聚酯网、压榨毛毯、以及检查各分部的运行情况，各分部应具有15～30米/分可调的爬行速度。
基于Device Net总线的造纸机传动系统设计
定各 节 点 的上下 、 或右 编 号 ， 左 即任 一 传 动点 由 ３ 个数 据 （ 父 子兄 ” “ 子 弟 ” 确 定 其在 速度 链 “ 或 父 ）
中的位 置 。填 人 位置 寄存 器 的数值 如 图 ６所示 。
９ ０ ４ ０ １０ ６ １０ ６ ｌ ５ 负 荷 分 配
１ ６ ｌ ７ １ ８ ｌ ９ 总计
３传 动 辊 四烘 ４ 传 动 辊 卷 取
１ ５ １０ １ １ ５ ９ Ｏ １４０ ４
２ ２ 硬件选 型 ．
Ｃ Ｕ供 电单 元 的 硬件 接 线 如 图 ３所 示 ， 电 Ｐ 供
２ Ｖ Ｃ电源 。 ４ Ｄ
ＣＭ ５ ５ ７ ＰＭ５ ８１
ｂ Ｃ Ｕ。Ｐ ８ ． Ｐ Ｍ５ １系 列 ，４ Ｄ 供 电 ， ５ Ｋ ２Ｖ Ｃ ２６ Ｂ 内存 ， 个 Ｃ Ｍ 串 口 ， Ｓ ３ ／ ８ 两 Ｏ Ｒ ２ ２ ４ ５可 设 ， １个 Ｆ Ｐ Ｂ
接 口， Ｌ Ｄ显示屏 。 带 Ｅ
议 的 Ｃ ７ 一 Ｎ通信模 块 。 Ｍ５ ５Ｄ
ｆ 电机 驱 动器 。选 用 Ａ Ｓ ０ ． Ｃ ８ ０系列 变频 器 ，
图 ３ Ｃ Ｕ供 电单元 的硬 件接 线 Ｐ
为 了保 证 总线 通 信 正 常 ， ｅ ｉ ｅ 总 线 必 Ｄ ｖ ｅＮ ｔ ｃ
须在 Ｃ Ｎ Ｌ线 和 Ｃ Ｎ— 线 的 两 端 连 接 参 数 为 Ａ — Ａ Ｈ
现 控制 终端 与 Ｄ ｖｃ ｅ 总 线 连 接 ， 有 变 频 器 ｅｉ Ｎ ｔ ｅ 所 配 有专 用 Ｄ ｖｃ ｅ 适 配 卡 Ｒ Ｎ －１ 实 现 传 动 ｅｉｅＮ ｔ Ｄ Ａ０ ， 单 元与 现场 总线 的连 接 。控 制 系 统 的结 构 如 图 １
造纸机电气传动控制系统的设计与实现
造纸机电气传动控制系统的设计与实现造纸机电气传动控制系统的设计与实现摘要：随着现代纸张工业的发展，造纸生产线的自动化程度越来越高。
为了提高生产效率和质量，电气传动控制系统在造纸机中起着至关重要的作用。
本文主要介绍了造纸机电气传动控制系统的设计和实现，包括系统结构、硬件设计和软件开发等方面的内容。
一、引言纸张工业作为国民经济的支柱产业之一，在我国经济发展中占有重要地位。
随着纸张需求的不断增长，提高造纸生产线的自动化水平成为迫切的需求。
电气传动控制系统在提高生产效率和质量方面发挥着重要作用。
本文旨在设计和实现一种高效、稳定的电气传动控制系统，以满足造纸机的自动化需求。
二、系统结构设计电气传动控制系统主要由电机、传感器、控制器和执行器组成。
电机作为主要动力装置，通过传感器采集参数，并由控制器对电机进行控制，最后通过执行器实现纸张的运动。
1. 电机选择造纸机电气传动控制系统中常采用交流变频电机作为驱动源。
其具有调速范围广、转矩稳定等优点，适用于不同工况的需求。
2. 传感器应用在电气传动控制系统中，传感器主要用于采集各种参数，如纸张的长度、宽度、张力等。
根据传感器输出信号的特点，可以对纸张的运动状态进行实时监测和控制。
3. 控制器设计控制器是电气传动控制系统的核心部分，主要负责对电机进行控制和调节。
可以采用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制器，通过编写程序实现对电机的启停、正反转等功能。
4. 执行器选择在电气传动控制系统中，执行器主要负责将控制信号转换为运动，并实现纸张的进给、送纸等功能。
可选用液压缸、气动缸等执行器，根据纸张的要求和系统的可靠性进行选择。
三、硬件设计1. 电气传动装置的安装根据造纸生产线的实际情况，将电气传动装置合理地安装在机器的关键位置，以便实现对纸张的精准控制。
2. 传感器布置传感器布置应与纸张运动轨迹相匹配。
通过合理布置，可以实现对纸张宽度、张力等参数的实时监测。
3. 控制器接线控制器与电机之间的接线应准确、牢固。
纸机传动控制系统的设计说明书
摘要造纸工业的发展直接关系整个国民经济的发展，在现代社会对各类纸张的消费水平在某种程度上标志着一个国家的文明程度。
随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对各类纸的消费需求越来越大，进而对纸机的自动化控制要求也越来越高。
据此，本文结合纸机的生产工艺及其工作过程分析了纸机对其电气传动控制系统的设计要求，并按照对控制系统的要求分析研究了各分部的控制原理得出相应的控制方案。
本文采用国内外较成熟的总体设计结构，即三级控制网络，变频器与电机等相关的控制设备构成第一控制级，通过Profibus-DP与整个控制系统的核心单元也就是第二控制级PLC进行数据的通信，PLC不仅可以通过Profibus-DP与现场的操作面板进行数据通信以达到实时控制的作用，而且又能通过高速的工业以太网与第三控制级即上位机管理操作控制室进行连接，最后设计了基于现场总线的纸机电气传动控制系统，该控制系统的设计解决了纸机整体复杂的控制系统难以控制的问题。
所设计的系统经过在实际生产中的投入运行，纸机的车速得到了进一步的提高，满足了纸机对控制系统的各项要求，且具有较高的稳定性和可靠性，提高了企业的生产效率及效益，促进了造纸工业自动化技术的发展水平，所以该系统的设计与研究的成果具有在工业应用中大力推广的价值。
关键词:现场总线；变频器；Profibus-DP；PLCABSTRACTThe paper industry is closely linked with national economic development and social civilization．The paper and paperboard consumption level is a measurement of one of the important symbol of the degree of modernization and civilization of a country．With the development of national economy and the improve of people’s living standards，people’s consumption demand for various types of paper is increasing，thus the machine automation control requirements have become more sophisticated．Accordingly, this paper combined the paper machine production process and its working process，analyzed design requirements of the machine to its electric transmission control system．and in accordance with the requirements of the control system，analysis and study of the various segments of the control principle to draw the corresponding control program．This paper used more mature overall design structure at home and abroad that is the three level control network，inverter and motor and related control devices constitute the first control level，data communication via Profibus-DP with the core unit of entire control system that is the second control level PLC，PLC not only via Profibus-DP and the scene of the operation panel for data communication in order to achieve real-time control，but also by high—speed industrial Ethernet connect to the third control level that is the host computer management operations control room．Finally, the paper designed the electric drive control system of paper machine based on Fieldbus．The designed of the control system to solve the problem of the overall complex control system of the machine being is difficult to control．The designed system has been put into the actual production running，paper machine speed has been further improved，meet the requirements of machine control systems and has high stability and reliability, improved the production efficiency and effectiveness of enterprise，promoted the level of development of paper industry automation technology, so the design and the results of research for this system have the value to promote in industrial applications．KEY WORDS：fieldbus；inverter ；Profibus-DP；PLC目录1 摘要 (I)1 abstract (II)1 绪论 (1)1引言 (1)1.2 选题背景与研究意义 (1)1.3 国内外发展现状及趋势 (2)1.4 本文研究主要内容 (4)2 纸机工艺概述及对控制系统的要求 (5)2.1 纸机生产工艺的介绍 (5)2.2 纸机生产能力的计算 (8)2.3 纸机功率的计算 (9)2.4 纸机的技术参数 (10)2.5 纸机对控制系统的要求 (11)2.6 本章小结 (13)3 现场总线技术的分析及应用研究 (14)3.1 现场总线技术的概述 (14)3.2 现场总线系统的特点及优点 (15)3.3 PROFIBUS的通信模型 (16)3.4 现场总线的通信协议 (16)3.5 PROFIBUS-DP的协议 (18)3.6 PROFIBUS传输技术介绍 (19)3.6.1 PROFIBUS电缆的传输 (19)3.6.2 光纤的传输 (20)3.6.3 RS-485串行通信接口 (20)3.6.4 PROFIBUS插头及使用 (21)3.7 PROFIBUS-DP系统的总线访问控制 (22)3.7.1 PROFIBUS-DP系统组成 (22)3.7.2 PROFIBUS-DP系统的总线访问控制 (23)3.8 PROFIBUS-DP系统的工作过程 (24)3.9 基于PROFIBUS-DP的纸机电气传动数据的传输 (25)3.9.1 DP从站数据的读取 (27)3.9.2 DP从站数据的写入 (28)3.9.3 数据通信部分程序编写 (28)3.10 PROFIBUS-DP主从站的通信及组态 (29)3.10.1 PROFIBUS-DP主从站通信的介绍 (29)3.10.2 PROFIBUS-DP主从站通信的组态 (29)3.11 本章小结 (31)4 纸机传动控制系统的硬件设计及选型 (33)4.1 PLC控制系统设计方法 (33)4.2 PLC的硬件选型 (35)4.2.1 CPU的选型 (35)4.2.2 电源模块选型 (36)4.2.3 I/O模块选型 (36)4.2.4 接口模块选型 (39)4.3 变频器的特点及工作原理 (40)4.4 变频器的选择与容量的计算 (41)4.4.1 变频器的容量计算 (41)4.4.2 变频器的类型选择 (43)4.5 变频器的主要控制功能 (44)4.5.1 频率设定功能 (44)4.5.2 PID控制功能 (44)4.5.3 制动控制功能 (45)4.5.4 网络通信功能 (45)4.5.5 主/从宏功能 (45)4.6 变频器外围部分的硬件设计 (46)4.7 变频器主要运行参数的设定 (48)4.8编码器的选型 (50)4.9 本章小结 (52)5 基于现场总线的纸机电气传动控制系统的设计 (53)5.1 整体结构的设计 (53)5.2 S7-300 CPU部分的设计 (55)5.3 PLC与0P27之间的通信 (56)5.4 速度链的设计及控制 (57)5.5 负荷分配的控制 (60)5.6 张力控制 (63)5.7 纸机的实际生产运行状况 (64)5.8 本章小结 (65)设计总结 (66)参考文献 (68)致谢 (72)外文资料 (73)中文翻译 (81)1 绪论1.1 引言纸在人类文化、科学、工业、农业、国防和商业等各方面的发展进程中起着举足轻重的作用，自从人类发明了纸，悠久的文化知识才得到了更好的继承与保存以及迅速的传播人，从而推动了整个人类的精神文明与物质文明的的不断进步。
卫生纸分切机PLC控制系统设计
分类号：单位代码：毕业论文（设计）卫生纸分切机PLC控制系统的设计摘要分切机是将宽幅材料进一步加工成后续生产工艺所需宽度的产品的一种工序，本文提出PLC为核心，结合步进电机实现位置控制方法，以及通过指拨开关实现简单参数设定，对试剂片分切机进行改造，从而保证分切机实现精确进给。
电气传动系统采用可编程控制器(PLC)和变频器控制技术具有良好实用前景，既能提高自动化水平，还是节能高效，对提高系统的运行管理水平、减轻环境污染都会起到很好的作用。
目前国内的中小型企业只有一部份采用PLC 控制，所以推广应用这些新技术、新设备的任务仍是十分繁重。
采用三菱公司的可编程控制器对该分切机设计。
系统中由三菱PLC完成数据的采集和电动机等设备的控制任务。
使用FX2N可编程控制器的编程软件GX Developer 8.0进行编程编制，模块化的程序设计方法，大量采用代码重用，减少了软件的开发和维护工作量。
关键词：分切机电气控制PLCABSTRACTSlitter wide material is further processed into the production process of a subsequent step width of the product required, we propose PLC as the core, combined with stepper motor position control method, and by the DIP switch is simple parameter setting, for reagent tablets Slitter transformation, thus ensuring precise cutting machine infeed.Electric transmission system using a programmable controller (PLC) and the inverter control technology has a good practical prospects, both to improve the level of automation, or energy efficient, to improve the system's operation and management level, reduce environmental pollution will play a good role. At present, only a part of the small and medium enterprises with PLC control, so to promote the application of these new technologies, new equipment, the task is still very heavy.Mitsubishi PLC using the cutting machine design. System control tasks performed by Mitsubishi PLC and other data acquisition and motor equipment. Use FX2N PLC programming software GX Developer 8.0 compiled programming, modular programming method uses a lot of code reuse, reduce software development and maintenance.Key words: Slitter Electrical Control PLC目录第一章绪论 (1)1.1 目前分切机的控制水平 (1)1.2 分切机的张力控制方法 (1)1.3 课题研究的主要内容 (2)第二章分切机的概述 (3)2.1 卫生纸分切机的概述 (3)2.2 卫生纸分切机控制研究 (3)第三章可编程序控制器工作原理 (4)3.1 可编程序控制器简介 (4)3.2 可编程序控制器的结构 (4)3.3 可编程序控制器的工作原理 (4)第四章卫生纸分切机控制系统设计 (5)4.1 控制系统整体结构 (5)4.2 系统设计 (9)4.4 PLC 设置 (12)结论 (13)参考文献 (16)谢辞 (17)第一章绪论1.1 目前分切机的控制水平在与多家国际品牌，目前我国的切割机（如德国，英国，意大利，美国康普该阿特拉斯，日本富士，泰坦）仍有较大差距,海内所生产的分切机自动化水准还停留在中下游水平上，虽然说对国内外把持原器件运用已非常普及,价钱也较低廉,但国内分切机厂家在使用时,了解切工艺和材料性能的发展远远落后于发达国家水平的深度，尤其是缺乏有机结合的控制系统和机械结构，和切割材料，在这个意义上，在粗线大部分仍留在国内切割机，切割机的控制系统的严密性、合理性没有更深入的了解。
造纸机的电气传动系统设计
造纸机的电气传动系统设计随着现代社会的快速发展，纸张作为必不可少的物质之一，其需求量日益增大，需要大量的生产加工来满足需要。
在纸张生产过程中，造纸机是非常重要的生产设备，而其电气传动系统的设计则是决定其工作效率和稳定性的重要因素。
本文将介绍造纸机的电气传动系统设计。
一、造纸机的简介造纸机是指将纸浆喷洒在毛毯上，经过刮刀和避震梁的作用，调整纸浆厚度，并旋转将纸浆挤至排水网上进行脱水处理，最后经过烘干设备，完成纸张的生产。
造纸机涉及的过程较为复杂，需要多机联动协作完成。
因此，其电气传动系统设计非常重要。
二、电气传动系统的设计要点(一)总体方案设计造纸机的电气传动系统需要根据其生产要求和使用要求进行总体方案设计。
要考虑的主要因素有：产量、设备的运转速度、状态检测、用户交互界面、定义数据格式、控制模式等方面。
总体框架设计可以采用三层次结构，即上位机、下位机和I/O层。
下位机通过工控机与上位机进行通讯，I/O层则负责控制各个设备的开关和信号传输。
(二) 驱动控制方案设计驱动控制方案设计要考虑的主要因素为：驱动电机的功率、转速范围、CNC系统性质、设备的互动性要求等。
在造纸机的控制系统中，要实现对设备的控制和监测，可以采用伺服控制技术。
伺服控制系统能够实时检测设备的运转状态，可以通过控制电机转速，达到控制设备的效果。
此外，如果设备运转过程中遇到故障，也能通过伺服控制系统快速响应，并进行记录与诊断。
因此，采用伺服控制技术是造纸机的电气传动系统的更优选择。
(三)三维模型方案设计三维模型方案设计是针对造纸机的结构、驱动、控制等因素进行的模型设计。
通过三维模型，可以快速的模拟出机器运转状态、检测细节等。
在模型设计过程中需要注意的是，尽量减小电机的振动幅度，减少系统的噪音和震动，以使机器在运转过程中不会产生过大的动态变化。
(四)安保系统的设计安保系统的设计是为了保障造纸机的正常运转，确保在不应出现的状况下能够保障机器和人员的安全。
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一、项目简介
山东德州兴泰纸业公司是山东照东方纸业集团新建的具有国内领先水平的高档板纸生产企业。
其高档板纸项目为国家经贸委批复立项的国家重点技术改造“双高一优”项目。
公司位于山东省平原县龙门经济开发东区，占地500余亩，总投资5亿元，主要生产100-300g/m2环保型高档工业板纸。
设计生产能力为20万吨/年。
该项目采用日本、欧美等国家的先进的生产工艺设备，配置了国内先进的4400/450板纸机生产线，是国内生产规模最大的生产线之一。
项目工艺以美废(欧废、国废)，木浆为主要原料。
可参阅下图(一)。
图(一)
该4200/450纸机传动控制系统以西门子S7-400 PLC为主控制器，以5个S7-200 PLC为辅助控制器，同时配合5个OP270操作屏作为系统操作控制面板。
由于该传动系统共有传动点40个，再加上主从控制PLC、操作屏，整个系统的节点数共有50个，必须采用高速通讯网络来实现实时数据交换与控制，因此采用西门子Profibus dp高速现场总线通讯网络来构建整个传动系统，从而保证系统反应迅速及时，并能可靠运行。
二、控制系统构成
纸机控制系统的结构图如下图(二)所示：
图(二)
系统为三级控制方式。
传动系统第一级为变频器控制级，变频器采用ABB公司ACS800系列multidrive多传动控制器，配有闭环控制编码器反馈板，组成闭环控制系统。
变频器上还配有DP通讯板，与PLC组成PROFIBUS-DP现场总线控制网络进行实时高速通讯。
传动系统第二级为PLC控制系统，PLC采用西门子公司大型
S7-400 CPU为414-2DP，操作控制选用西门子OP270操作屏。
S7-400与变频器、OP270操作屏以及S7-200辅助PLC组成PROFIBUS-DP现场总线控制网络，完成整个纸机操作控制。
传动系统第三级为上位优化控制系统，采用DELL公司工业控制计算机,用于整个纸机传动系统状态监控。
上位机采用西门子组态软件WINCC，可以通过工业以太网与QCS上位机、DCS上位机、车间管理级、厂级管理级等联网控制，实现纸机传动控制系统优化控制和自动控制。
三、控制系统完成的功能
在纸机传动控制系统中，根据工艺要求需要实现以下几个主要的控制。
1．速度链控制
速度链结构采用二叉树数据结构算法，先对各传动点进行数学抽象，确定速度链中各传动点的编号，此编号应与传动单元(本系统为逆变器)中设定的地址一致。
即任一传动点由三个数据(“父子兄”或“父子弟”)确定其在速度链中的位置，填入位置寄存器相应的数值，从而构成整个速度链结构。
算法设计：
图(三) 速度链控制结构示意
如图(三)所示我们把纸机第一分部点作为速度链中的主节点，即它的给定速度就决定整个纸机的工作车速，调节其给定速度就调节了整个纸机车速。
在PLC内，我们检测到车速调节信号则改变车速单元值，1点处的速度就为第一台变频器的运行速度设定
值，将其送第一台变频器执行，并送给第二台计算。
第一分部的速度值乘以第二分部的变比b1/a则为第二台变频器的给定值。
若第二分部速度不满足运行要求，说明第二分部变比不合适，可通过操作第二分部的加速、减速按钮实现，PLC检测到按钮信号后调节b1即调整了变比，使其适应生产要求。
相当于在PLC 内部有一个高精度的齿轮变速箱，可以任意无级调速。
若正常生产中变比合适，某种原因需要用紧纸、松纸时，按下该分部紧纸、松纸按钮，PLC将对应在速度链上附加一正或负的偏移量则实现紧纸、松纸功能。
图中2点就包含了调速和紧纸、松纸等操作指令的速度值，将它送给第二台变频器执行，同时送下一级计算。
依此类推，构成速度链控制系统。
速度链的分支设计采用父子算法，可以构成任意分支的速度链结构。
本速度链的设计不仅只是为实现纸机传动控制要求，而且为后续的计算机优化控制提供了可能。
在PLC内部有非常精确的传动变比，我们设计为精度为0.001%，通过设定参数可以做到更高。
这样有精确的传动变比上位计算机可以精确地记忆纸机传动过
程参数，当需要更换品种或车速时，上位计算机可以准确地将纸机运行参数传入到PLC，由PLC执行，将纸机调整到当前工作状态。
2．负荷分配控制
在纸机传动控制过程中经常遇到由几台电机同时拖动同一负载
的情况。
例如压榨部两辊压榨，上下传动辊都有自己的传动电机，通过加压同步运行。
所以类似这样的传动只有电动机速度同步并不能满足实际系统的工作要求，实际系统还要求各传动点电机负载率相同，否则会造成一个传动点由于过载而过流，另一传动点则由于被拖动而过压，由此可能造成传动单元报警甚至停机，影响生产。
因此这两个传动点之间需要进行负荷分配控制。
负荷分配原理：在多电机传动过程中要求各传动点电机负载率相同，即δ=Pi/Pie相同（Pi为i电机所承担负载功率，Pie为电机额定功率）。
而且在负荷分配调节过程中不能影响其它各分部的速度。
所以我们采用速度链主链与子链相结合的设计方法。
本系统中共有11组负荷分配传动点。
包括网部4组，压榨部3组，烘缸部3组以及施胶部1组。
PLC采集负荷分配点的运行转矩，求出每组总的负载转矩，根据总负荷转矩计算负载均衡时的期望转矩值，如下式：
其中：T是均衡时的期望转矩值；
Pie是负荷分配各点的额定功率；Ti是各点的实际转矩。
主控PLC由DP总线通过通讯取得各点的实际转矩，通过上式计算出负荷均衡时的期望转矩作为给定值，通过调节驱动单元的输出，使各点的实际转矩值趋向一致。
在实际设计中，使负荷分配传动点处于速度链的支链上，则当调节该点负荷时，不会影响其他传动点；同时还要考虑到调节负荷分配各点的输出时设置输出限幅，以免速差过大造成设备损害。
3．液压压力闭环控制
在国内多数纸机中，压榨部加压及卷取部主臂加压大多采用手动
阀操作的开环控制，压力调节精度较差，压力不易保持稳定。
在本系统中采用压力闭环控制系统，不但使得压力调节精度提高，而且压力稳定，从而对纸机的正常生产提供了保证。
设计中要得到较高的控制质量，首先要对压力值进行校准。
由于压力传感器本身的非线性，因此可采用分段线性化对压力值进行校准，即使得现场压力表的显示值和操作屏上的显示值达到一致。
一般而言，可以把校准范围分为三段，因为压力传感器两侧线性较差，而在中间段线性较好。
对压力值进行校准之后，通过PID控制算法实施压力闭环控制，适当整定PID参数即可达到压力的稳定输出控制。
实际设计中，压力的实际值通过压榨部S7-200辅助PLC采集后滤波处理并进行闭环控制程序设计，并将相应的数据通过DP总线送入主控PLC中，在通过操作屏进行显示及参数设置。
另外，还要考虑到压差自动抬辊，手动/自动切换，预压/加压控制等控制环节。
4．张力控制
根据纸机工艺要求，在施胶机前、压光机前加入张力传感器。
张
力传感器将张力信号送入PLC，在操作台上的操作屏上进行张力控制。
本文来自工控论坛，原文地址：/product/tongxun-1_60.htm。