富士控制器及變頻器在造紙傳動中的應用

一、 前言：

造紙機械電氣控制方法較多，主要還是以變頻器完成傳動，PLC實現控制為主，但在速度控制和調節算法上各有不同。本文介紹一種以富士變頻器實現閉環矢量高精度控制及轉矩控制的方法在造紙機械上的應用。其突出特點是應用富士板式控制器，用通訊鏈接的方法，結合控制獨特開發的理想的相映內部嵌入數學處理模型，使各變頻器控制電機達到理想的運行狀態，最終構成較為完美的造紙傳動系統。
　　
二、 自動控制系統構成：
　　
造紙機有移輥、壓輥、組缸及卷繞等幾大部分構成。對變頻器有不同的要求，我們采用的是富士電機高性能矢量控制變頻器完成高精度多臺同步速度控制，利用轉矩控制實現張力測量反饋及調速。圖如下：

圖一 電氣控制圖

三、 工作原理:
　　
1、整個系統全部用富士電機板式控制器NW系列來控制，自帶通訊口,32入/24出I/O，兩路高速計數（100KHZ）。標準通訊協議穩定可靠，與富士變頻直接通訊，無需任何選件，可直接設定和修改變頻參數及讀寫富士變頻器的電壓、電流、頻率、轉矩等等。富士變頻器選用富士電機新一代FRN系列，標準配置PG反饋和制動單元。同時具有速度和轉矩控制功能。
　　
2、程序構成
　　變頻器參數設置功能塊： 設置每臺變頻器的內部工作參數。
　　變頻參數讀寫功能塊： 讀寫變頻器的電壓、電流、頻率、轉矩等。
　　卷取速度功能塊： 經過運算后使各臺變頻器線速度與卷取保持線性比例。
　　轉矩（張力）計算功能塊：根據前后變頻器線速度差調節轉矩給定，實現張力控制。
　　變頻工作狀態功能塊： 正常與故障的判斷和處理。

圖二 程序構成圖

3、 利用以上功能塊：
　　① 在過程速度調節時。只調節比例系數和偏差系數。
　　y=AX+B的方式
　　② 自動測量卷徑→根據系數自動調節速度。
　　③ 張力控制：利用轉矩控制可以自動調節相應速度。張力的控制，實際反映在軸上二象限運行。
　　 直接張力調節 。
　　
四、 系統操作：
可以上配富士人機界面與板式控制器直接通訊。
　　
五、 結束語:
該設備先進之處在于變頻器即可作速度控制又有轉矩控制，無須外接傳感器。將變頻作為傳動機械，又作為檢測機構，還完成張力控制。一臺控制器，完成數據采集，處理，輸出及與上位機連接機構。又完成了將各部分模擬量及張力有機結合，形成一個完整的先進自動化控制系統。