安川VS 616G5變頻器在造紙機中應用（2）

3 電氣控制系統組成
　　
（1） 系統硬件組成

變頻器采用電流矢量控制安川VS-616G5型式，PLC選用S7-226型，電機采用變頻專用電動機。變頻器設定為帶PG失量控制模式，整機處于速度控制模式, 系統硬件組成如圖2所示。
　　
4 控制系統功能
　　
該紙機傳動系統采用由PLC作為系統的控制中心。由功能較強大的安川VS-616G5型矢量變頻器為驅動單元，由歐姆龍編碼器提供速度反饋信號，使紙機傳動在閉環運行模式下，從而使控制系統穩速精度0.02%,由PLC通過Modbus協議、RS485網絡與變頻器實現速度鏈功能，速差控制，負荷分配功能，總車速升、降，各分部點的速度升、降及緊紙功能。性能較理想地滿足紙機正常工作需求。
　　
（1） 速度鏈結構 速度鏈結構采用主鏈與子鏈相結合的思路。紙機總的車速由二壓來確定。速度鏈的傳遞關系由圖2來體現，由PLC軟件實現。每一級的速度由總車速點速度乘以相應的速比來確定。前一級車速調整，后面跟隨調整，后級調整不影響前級。適應紙機操作引紙的順序要求。
　　
速度鏈結構如圖2所示。

　　
（2） 負荷分配的實現 在紙機傳動系統中，因為在有機械相聯系的傳動點由于所位置不同，毛布的包角大小不一樣，承受的載荷在不同的工作狀態下不一樣，是一個變量。所以單純的速度鏈無法滿足造紙機工作的需要。實際系統還要求各傳動點電機負載率相同，即δ=Pi/Pie相同（Pi為i電機所承擔負載功率，Pie為電機額定功率）。在實際控制當中，由于電機功率是一間接量。實際控制電機定子電流或轉矩代替電機功率。進行讀取計算、調節。PLC通過總線得到電機電流或轉矩，利用上述原理計算，并以PID調節算法調節變頻器的輸出使電機電流或轉矩百分比一樣，完成負荷分配的自動控制的目的。負荷不平衡度不大于3%。如果負荷不平衡度大于3%，PLC才進行調整，如果負荷分配不平衡度調整量設置太小，容易造成震蕩。同時設置最大不平衡限幅值，防止機械發生損害。

　　
負荷分配分3部分:如圖2虛線范圍內部分。a）驅網輥與伏輥; b）吸移輥、真空壓榨輥與一壓輥與二壓輥;c）施膠上輥與施膠下輥。為了保證系統在起動階段和出現異常調節的狀況時，直流過壓問題。負荷相聯系的分部進行變頻器直流母線并聯措施。將需負荷分配的兩部分各分部伏輥與驅網輥的變頻器，伏輥、驅網輥，吸移輥、真空壓榨輥、一壓輥、二壓輥，施膠上輥與施膠下輥，使用10mm（耐壓800V）導線按同極性將直流母線相連接，線長一些，并串一電阻，并保證有直流母線相連變頻器的電源要同時通斷。
　　
（3）參數的優化 不同的紙機使用場所，須進行相應的參數設定,變頻器參數的優化設置是充分發揮該變頻器功能的保證。參數優化需要大量實際經驗的積累和對造紙機機械設備、造紙工藝的了解及對變頻理論與電機拖動理論的掌握。
　　
（4）變頻器的自學習 變頻器對電機（不帶負載）進行自學習過程。在自學習過程中，變頻器將對電機的參數進行最優的識別，尋找最優的矢量控制測量，發揮變頻器與電機的最優控制特性。
　　
（5）調整卷紙機變頻器的基頻為60Hz，使該點的機械特性變軟一些有利于從壓光機到卷紙機的順利引紙。
　　
該紙機在內蒙一紙廠運行以經近2年，控制系統穩定，紙機運行可靠。
　　
5 結束語
　　
因為造紙機傳動系統各個傳動點既要保持一定的速度跟隨一致性，又要有一定的速度差異，既速差。速差與工作車速、紙種、漿料特性等有關。同時具有機械相聯系的傳動點又要有負荷平衡既負荷分配。安川VS-616G5變頻器具有矢量控制功能，具有很高的可靠性和和完善的功能實現，通過參數組態與PLC協調工作完全可以滿足造紙機對傳動要求大速比變化、高穩態精度等控制性能的需要。可以在中高速紙機上應用。