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同步控制�
閱讀�7091時間�2010-11-09 11:42:18

  同步控制�在工�(yè)�(lǐng)域的�(jī)械加工和生產(chǎn)過程�,各種不同的定位控制、速度控制及張力控制是必不可少�。目前同步控制器有嵌入式�(shè)定參�(shù)�,也有直接可編程類的,隨著技�(shù)的發(fā)�,可編程類的�(yīng)用慢慢超過了前�,代表者同步技�(shù)的發(fā)展方�,它可以通過�(xiàn)�總線等通訊技�(shù)和其他設(shè)備�(jìn)行連接和操��

功能及技�(shù)指標(biāo)

  速度比例同步

  位置、角度同�

  恒定張力控制

  同步精度值誤�<30個脈�

控制�(yùn)行方�

  多軸虛擬主軸同步�(yùn)行方式:

  多軸虛擬主軸方式即沒有主軸運(yùn)行方�。這種�(yùn)行方式主要應(yīng)用于象印刷機(jī)械中的輪�(zhuǎn)印刷�(jī)、多色套印機(jī)�、紡織機(jī)械中的牽引等。他們的共同特點(diǎn)是:系統(tǒng)中有多點(diǎn)需要精確同步運(yùn)�,其同步要求不僅是在系統(tǒng)�(wěn)定運(yùn)行時,而且在系�(tǒng)�(yùn)行中速度的每一個時間微分點(diǎn)。該方式的執(zhí)行過程中各同步點(diǎn)之間不存在指令時間差�

  多軸主從隨動同步�(yùn)行方式:

  該方式中,除主軸自由�(yùn)行外,其余各�(diǎn)均以隨動方式跟隨主軸及前軸同步運(yùn)�。該同步方式分為:速度同步和位置同步兩種方��

  單軸定位(相角)控制方式�

  單軸定位(相角)控制方式是根�(jù)用戶指令指定的直線運(yùn)動距離或�(yùn)行弧度做相應(yīng)的控制運(yùn)行。該功能可用于各種需要做定位控制的場�。如連續(xù)生產(chǎn)物料的定長切割、機(jī)械手臂的定位控制、機(jī)械工件的�(zhuǎn)角控制等�

在壓光機(jī)中的�(yīng)�

  概述

  造紙企業(yè)是高能耗企�(yè),電能消耗十分嚴(yán)��

  目前,我國多分部同步速度控制的中小型造紙�(shè)�,依然采用以直流�(diào)速技�(shù)作為電氣系統(tǒng)的核心來配合工藝要求,耗電量大,在生產(chǎn)過程中經(jīng)常由于機(jī)械磨�、傳動帶的打滑等因素造成速度匹配失調(diào),形成斷�、厚度不均等�(xiàn)�。為了降低能�,優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)�,現(xiàn)代化的造紙�(shè)備在傳動部分采用安裝交流電動�(jī),并配制特制的變頻器,使系統(tǒng)各部分不僅能�?qū)崿F(xiàn)同步控制,而且能夠在一定的范圍�(nèi)�(diào)��

  壓光�(jī)的工作原理是將價格低廉的磨木�、化�(xué)�(jī)械漿或廢紙脫墨漿以及麥草漿作為主要原料,配以少量的長纖維化學(xué)�,并添加30豫以上的填料制成紙制�,其平滑度達(dá)500S 以上,不透明度達(dá)85豫以�,裂斷長度縱橫平均達(dá)3 000 m以上,產(chǎn)品質(zhì)量可和低定量涂布紙比�,可用作廣告、目�、插頁等彩色印刷。由于該工藝使用大量填料和高效率的磨木漿或化�(xué)�(jī)械漿,可節(jié)省纖維和木材資源,因此可大大降低成本。紙頁經(jīng)壓光�(jī)壓光�,可以提高紙頁的平滑�、光澤度和緊�,使紙頁全幅厚度一�,從而改善紙張的外觀�(zhì)�,并減少透氣度。圖1 所示的超級壓光�(jī)主要分為放卷裝置(又稱退紙器�、壓光輥裝置(含主電�(jī))和收卷裝置�,原紙從放卷裝置處經(jīng)引紙輥依次通過各紙輥和冷鑄輥后�(jìn)入中心收卷。本文介紹了采用丹佛斯變頻器和同步控制器對西安精美紙�(yè)壓光�(jī)�(jìn)行技�(shù)改造的�(shí)��

壓光機(jī)示意圖

  2 超級壓光�(jī)的變頻控�

  2.1 恒張力控制方�

  超級壓光�(jī)在快速啟停及中間連續(xù)�(diào)速過程中必須保證紙頁的張力恒�,否則收取的紙頁就會卷曲、折頁甚至斷�,嚴(yán)重影響產(chǎn)品的�(zhì)量和�(chǎn)�。本系統(tǒng)中利用變頻器和同步控制器的組合來�(dá)到精確的張力控制,一般情況下,可以通過兩種方式來滿足系�(tǒng)的要求:一是通過控制電機(jī)的速度來實(shí)�(xiàn),二是通過控制電機(jī)的轉(zhuǎn)矩來�(shí)�(xiàn)。由于本例采用的是中心卷繞的方式,隨著卷徑的連續(xù)�35耀1 000 mm)變化,需要連續(xù)增加電機(jī)的給定轉(zhuǎn)�,才能保證紙張的表面張力保持恒定。考慮到安裝卷徑傳感器的成本和條件,以及丹佛斯的同步卡中心卷繞程序包含有自動卷徑計算功�,故決定采用丹佛斯同步控制器和丹佛斯同步卡來�(shí)�(xiàn)恒定的張力控制,在這種控制方式�,系�(tǒng)的成本和�(fù)雜度會大大降��

  2.2 同步卡中心卷繞程�

  丹佛斯同步卡中心卷繞控制由以下三大部分組成�

  1)張力給定處理包括張力錐度控制及張力給定斜坡功能,由于卷繞材�(zhì)不同,張力給定可以根�(jù)需要隨著卷徑的變化而變�;系�(tǒng)控制具有張力極限報警功能,張力達(dá)到極限時,變頻器輸出信號報警等功�;各種材料所需的張力的PID 參數(shù)不一�,系�(tǒng)可以保存多組PID參數(shù),根�(jù)輸入信號選擇,但本例卷繞材料是紙�,只要保持恒張力就可�,所以不需要這一功能�

  2)直徑計算功能包括:直徑計算功能,該功能基于�(dāng)前直�=�(qū)動輪�(zhuǎn)速伊�(qū)動軸直徑/卷繞�(zhuǎn)�;卷徑到�(dá)指示功能;多個初始卷徑選擇功�,可以儲存多個不同的卷筒直徑,根�(jù)控制信號選擇;卷徑測量功能(需要輔助傳感器�;卷徑計算限制功能,根據(jù)材料厚度可以計算出限制的卷徑變化速率�

  3)張力PID控制根據(jù)張力檢測裝置檢測的張力與�(shè)定張力作PID�(diào)節(jié),目的是對卷徑�(jìn)行限��

  在控制過程中,將�(dāng)前卷徑及線速度所計算出的卷繞�(zhuǎn)速作為前�,所以變頻器的總給定等于前饋速度加上張力的PID �(diào)節(jié)�。同步卡中心卷繞控制如圖2 所��

同步卡中心卷繞控制圖

  2.3 超級壓光�(jī)的變頻組�(gòu)

  西安精美紙業(yè)造紙廠采用的壓光�(jī)為十二輥超級壓光�(jī),主牽引電機(jī)功率為P=160 kW,因此選用變頻器VLT5252 來控制主電機(jī),收卷電�(jī)功率為P=22 kW,因此采用收卷變頻器為VLT5032,主電機(jī)和收卷電�(jī)各加裝旋�(zhuǎn)編碼�,張力反饋機(jī)�(gòu)安裝有簡便的跳舞�,另�,在收卷變頻器上安裝有丹佛斯的同步控制卡�

  丹佛斯同步卡的基本工作原理是通過光電編碼器反饋的電機(jī)的實(shí)際速度與位�,與給定的速度或位置信號比�,通過�(nèi)部計算后,直接對電機(jī)的速度�(jìn)行控��

  3 方案�(shè)�

  壓光�(jī)變頻改造示意圖如圖3 所�,張力控制示意如�4所��

壓光機(jī)變頻改造示意圖

  該系�(tǒng)主速度部分是通過主電�(jī)的變頻器VLT5252的開�(huán)控制來驅(qū)動主傳動電機(jī),采用主-從式�(jié)�(gòu)給定,主牽引的速度給定由變頻器的電位器輸入,當(dāng)主電�(jī)啟動,裝于主電機(jī)上的旋轉(zhuǎn)編碼器輸出信�,該信號連接在拖動收卷電�(jī)的變頻器VLT5032 的同步卡�,當(dāng)同步卡接收到編碼器信號,同時以跟隨主電機(jī)的速度來拖動收卷電�(jī),此�,收卷電�(jī)上的編碼器也同時輸出信號至丹佛斯變頻器同步卡,以保證�(dá)到同��

  在張力控制部分,由配重浮動輥給定張力,經(jīng)位移傳感器反饋張力至丹佛斯變頻器,通過丹佛斯同步控制器�(nèi)部計算作�(diào)整以保持恒定張力�

  4 改造優(yōu)�

  造紙廠屬于輕化工企業(yè),對防火要求很嚴(yán)。在造紙企業(yè)中采用的晶閘管裝置—直流電�(jī)的調(diào)速方式,因電�(jī)周圍的紙屑粉塵多,所以必須經(jīng)常打掃,否則積聚在整流子附近會因電刷打火燃燒�(yán)重威脅安全生�(chǎn)。而且,由于設(shè)備操作頻�,不少場合須再生制動,因此原直流電刷磨損�(yán)�。另�,因必須定期打掃,換�,不僅維修費(fèi)用高,而且影響生產(chǎn)�(jìn)��

  在造紙廠應(yīng)用變頻造紙技�(shù),有如下�(yōu)�(diǎn)�

  1)采用變頻調(diào)速替代直流調(diào)速后使企�(yè)能耗降�。調(diào)速系�(tǒng)采用先�(jìn)的張力控制方�,使同步精度得到了大幅提高,這為�(shè)備生�(chǎn)的紙張質(zhì)量提供了有力的技�(shù)保障。采用變頻調(diào)速使整機(jī)速度�(diào)整方�、平�(wěn),調(diào)速范圍廣,因�、減速同�,故能滿足多種生�(chǎn)要求。由于變頻器具有較強(qiáng)的過載能力和低頻額定�(zhuǎn)�,所以保證了速度不隨�(fù)載的變化而變�,而且還克服低速時速度不穩(wěn)定的缺陷�

  2)采用變頻調(diào)速的�(diào)速精度滿足造紙生產(chǎn)需�,當(dāng)�(fù)荷變化或電網(wǎng)波動�,電�(jī)�(zhuǎn)速無變化,適�(yīng)性強(qiáng)�

  3)變頻器體積�,重量輕,不必另�(shè)控制�,相對于晶閘管裝�,占地面積大大縮小,而且安裝容易,調(diào)試簡�,操作方便,噪音�,無振動�

  4)采用變頻調(diào)速后,運(yùn)�、操作、維�(hù)簡便,提高了�(chǎn)品的�(zhì)量和�(chǎn)�

  5)變頻器有軟啟功�,非常適合于軟啟動的�(diào)速設(shè)�。本系統(tǒng)采用先�(jìn)的變頻控制技�(shù),實(shí)�(xiàn)了電�(jī)的軟啟動,減輕了�(jī)械沖�,降低了部分噪音,延長了�(jī)械設(shè)備的使用壽命,減少了�(jī)械維修費(fèi)��

  6)變頻器有自我診斷功能,檢修方便,檢修時間短�

  5 �(jié)�

  本系�(tǒng)采用丹佛斯變頻器和丹佛斯同步控制卡收卷方案后,現(xiàn)場配置簡潔,工作�(wěn)�,調(diào)試方�。實(shí)際的收卷效果非常理想,端面整�,張力穩(wěn)�?;诘し鹚棺冾l器同步控制卡的控制特�(diǎn),加上其完善的功能、高可靠性和的性能價格�,滿足了用戶對于紡織、造紙、冶金等各個領(lǐng)域的不同要求�

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