该系统采用PLC与VFD相结合的控制方式。每个驱动点都带有用于现场速度调节的按钮。
VFD是Gozuk GK3000系列。整个系统可以提供以下功能:
每个人的驱动点应能分别启动和停止,并可根据其速度进行调整;
整机应同步增速和减速;
一个人的速度调节可以导致该个人及其后续个体的同步速度调节;
纸张张紧后,速度应自动恢复为原始运行速度;
最大设计速度应根据生产要求调整;
系统应具有紧急停止功能。
根据造纸机和生产工艺流程,造纸机上的纸张由于牵引作用在湿端纵向延伸; 当干燥开始时,纸张继续纵向延伸; 纸张含水量减少后,这种延长减少; 当纸张进入纸张日历和卷取机器时,它们会因牵引力再次延长。因此,在造纸机的整个生产线中,每个人的速度是不同的,以便保持纸幅的张力。同时,造纸机每个人的速度应可调,以避免纸幅松动或张紧造成的断裂,每个人的调速范围:10-15%。
在将驱动点的速度命令发送到VFD之后,访问位置寄存器以确定子寄存器的节点号。如果节点号不是“0”,则对该节点进行相应的处理,直到完全处理整个链。之后,检查兄弟寄存器的节点号并处理另一个链。因此,仅需要初始化位置寄存器以形成任何分支速度链。
如图1所示,造纸机的第一个单点被认为是速度链的主要节点,即其速度决定了整个造纸机的工作速度,因此调节其设定速度是为了调节速度。完整的造纸机。例如,在PLC中,如果检测到速度调节信号,则改变速度单位值; “1”点的速度只是第一个VFD的运行速度设定值,它被送到第一个VFD执行,第二个用于计算。第一个体的速度值乘以第二个体的比率(b1×a)是第二个VFD的设定值。如果第二个人的速度不能满足操作要求,则意味着第二个人的比例不合适。您可以调节第二个人(b1)的比例以满足所需的操作要求。该规定相当于PLC中的高精度齿轮箱,因此可以进行任何无级调速。
在正常生产过程中,如果比例合适并且由于某些原因需要纸张张紧或释放,请按下该个人的相应按钮,然后PLC将在适当的速度链上添加一个正偏移或负偏移,以实现这种纸张张紧或释放功能。在该图中,“2”点包括用于速度调节和纸张张紧和释放等的命令的速度值,其被发送到第二VFD以供执行并且同时被发送到下一步骤用于计算。等等,形成了速度链的控制系统。
造纸机的纸卷部分应使用张力控制。如果造纸机对纸张的生产要求很高,则可以在压延部件中添加张力闭环控制。张力控制有两种方法可供选择:1)采用直接张力检测的闭环控制; 2)采用间接张力计算和测试的闭环控制。用于张力控制的VFD应与GK3000系列VFD配合使用。
1.采用直接张力检测的闭环控制
VFD模块有两个级别:一级用于通用功能模块,如PID控制,多步频率和自动节能操作等; 特殊功能模块的另一个层次,如位置控制,纺织应用和恒压供水应用等.GK3000 VFD还具有丰富的可编程模块,功能齐全,编程灵活,包括:1个可定义故障的两个多功能比较器通过他们自己; 2两个可以执行计算的逻辑单元,例如“和”,“或”和“xor”; 3个可以实现各种延时功能的定时器; 4个可以预设值的计数器,可以在断电后保存数据; 5个可以加,减,乘和除的四个算术单位,可以计算绝对值。
此外,GK 3000变频器还内置过程PID,功能齐全,是闭环张力控制中必不可少的。详情如下:
PID的输入和反馈通道有许多选择类别,反馈信号也可以设置为从模拟值计算的多种类型的计算结果。PID可以预设,并具有两组可在运行期间切换的参数。用户可以自由地对GK3000 VFD资源进行编程,不仅可以使用其可编程功能模块与特殊功能模块协调,而且还可以使用这两种模块实现各行业的特殊功能。GK3000 VFD的可编程功能模块就像一组拼图游戏,可以在用户手中形成无数的理想模式。
系统的控制结构如下所示:主机(四缸或压延变频器)的工作频率用作从机(压延机或卷取机VFD)的主要设定频率; 张力控制PID调节器的输出对主设定频率进行校正,使反馈张力和设定张力之间没有差异。来自张力传感器的输出信号用作PID反馈,PID设置被设置为带数字的理想张力值。主机的操作信号用作从机的启动/停止命令。
使用间接张力计算与检测2.闭环控制
上的基于运行频率主机(四缸或日历VFD)表示生产线的速度和卷纸的实时卷径,计算相应的从机(卷取机)的主设定频率,应用作前馈; 同时,PID调节器用于控制纸张的PID张力输出; 设定频率应进行连续校正,校正频率应作为卷绕电机的设定频率。这种集成前馈和反馈的复合控制方法具有很高的控制精度,并且许多专用于张力控制的变频驱动器使用这种方法。VFD可以通过可编程控制模块进行编程实现这种控制,使用方便,方法灵活。
注意:
在该图中,D0表示初始辊直径的百分比,最终辊直径被认为是100%。
T0表示初始张力值,张力传感器的最大张力为100%。
K是指张力锥度参数,应由用户在0-100%范围内设定。
主机的模拟工作频率(代表生产线速度)应通过AI1输入。
搭接评分信号应通过带有光电开关的“计数器”输入。
PID反馈值应通过张力传感器的AI2输入。
添加辊直径的复位信号以将初始值预设为计数值。
以下将通过两部分解释这种组合方法。
卷取机设定频率的计算
用户需要知道三个值:初始卷筒直径,最终卷筒直径和纸张厚度。根据这三个值,计算参数设置所需的以下值:
1。D0(初始辊直径的百分比)=初始辊直径/最终辊直径。
2.计数器的设定值=最终卷筒直径/(纸张厚度×2)
3。计数器的预设值=初始卷筒直径/(纸张厚度×2)
以下例进行说明:
如果纸张的最终卷筒直径为1000mm ,初始辊直径为100mm,膜厚为0.05mm,则:
D0 = 100/1000 = 10%;
counter的设定值= 1000 /(0.05×2)= 20000;
counter的预设值= 100/(0.05×2)=2000。
此时,计数器的计数值(设定计数值为100%)相当于辊径传感器的输出信号,即实时辊径值D(最终辊径为100%)。计数器的断电记忆实现了卷筒直径的断电记忆功能,其复位实现了将卷筒直径重置为初始卷筒直径的功能。
考虑到主机频率为F0,从机频率为F,当前轧辊直径为D(最终轧辊直径为100%),我们知道:
F0×D0 = F×D;
它能够计算出:F = F0×(D0 / D);
首先,通过算术单元3计算D0 / D的值; 然后通过算术单元2计算F0(即AI1)的值,将其乘以算术单元3的输出,得到F的值。此时,算术单元2的结果只是主要设置卷取机的频率,因此卷取机的频率设定通道被设定为运算单元2的设定。由此,卷取机的主设定频率的设定完成。
采用闭环张力控制方法,PID的设定值应设定为用户要求的张力值。运算单元1的结果只是用户要求的实时张力值,PID的设定通道被设定为运算单元1的设定。由此,PID的设定通道的设定完成。
到此为止,张力控制解决方案的设计已经完成。此外,还需要进行一些外部接线和控制所需的参数设置,包括:主机的使用中信号作为从机的启动信号,使从机与主机一起运行; 根据实际情况调节相关PID参数,达到最佳控制效果。
造纸机每个人的自动控制采用PLC和变速驱动器的联合控制,这是造纸驱动器设计和改造的发展趋势。其实用性,可靠性,经济性和智能性可为用户提供高性价比。改造后,设备自动化程度较高,生产过程更加可靠稳定,VFD低速运行节能,可为用户带来显着的经济效益。
在控制系统中,每个人的速度同步由PLC和VFD一起完成。PLC负责每个人和速度链的计算。VFD可以自动执行PLC的速度指令并完成精细的速度调节(包括级联和全机精细调速)。
VFD的速度链采用二叉树数据结构来执行数据传输功能。首先,对所有驱动点执行数学摘要,以确定速度链中每个驱动点的编号,并且该编号应与变频器的内部地址一致。然后,根据二叉树数据结构确定每个节点的上,下和左或右数。也就是说,速度链中任何驱动点的位置应由三个数据决定,然后填充位置寄存器中的位置。