詳細介紹
西門子1512SP-1PN模塊系統的控制采用plc作為控制核心,由plc對操作臺上每一傳動點的操作信號進行處理(每個傳動點在操作臺上都設有:速度增加、速度減少、緊紙、爬行/運行等操作按鈕),并把相應的速度信號以通信的方式傳送給變頻器。同時,還對伏輥、驅網;吸移、真空壓榨、一壓、二壓分別進行負荷分配控制。另外,在操作臺上還顯示每一傳動點的車速及工作電流,并具有運行、故障指示。
紙機正常運行對電氣傳動控制系統的要求基本有以下幾點:
(1)紙機傳動系統要有一定的穩速精度和快速動態響應。其中穩態精度±0.02~0.01%,動態精度0.1%~0.05%;
(2)工作速度要有較寬、均勻的調節范圍,適應生產不同品種、定量的需要。調節范圍為i=1∶10之間;
(3)各傳動分部間速比穩定、可調。為了使紙機可以生產良好的紙頁和提高紙機正常工作時間,紙機各分部的速度必須是穩定、可調的。各分部的調速范圍為±8~10%;
(4)爬行速度。為方便檢查、清洗聚酯網、壓榨毛毯、以及檢查各分部的運行情況,各分部應具有15~30米/分可調的爬行速度。但這樣低速運轉時間不宜過長,以減少無效的運行和機械磨損;
(5)具有剛性或柔性連接的傳動分部間,在維持速度鏈關系基礎上,還須具有負荷動態調整的功能,以免造成由于負荷動態轉移而引起有的分部因過載而過流,有的分部因輕載而過壓;
(6)各分部具有微升、微降功能,必要的顯示功能,如線速度、電流、運行、故障信號等。相關聯的分部具有單動、聯動功能。
3 紙機電氣傳動控制系統的設計
3.1 系統硬件選擇與設計
硬件選擇依據系統的控制精度、通訊速度、響應時間、高性價比、高可靠性的原則,選用siemens s7-200plc、cp226通信處理器,作為系統主控單元,控制整個系統。該紙機的電氣控制原理圖如圖2、圖3所示。
西門子1512SP-1PN模塊
圖2 紙機電氣控制原理圖
西門子1512SP-1PN模塊
圖3 紙機電氣控制原理圖
(1)變頻器選用abb的acs800系列高性能變頻器
acs800變頻器采用*的dtc控制技術,內置直流電抗器,降低進線電源的高次諧波含量,大起動轉矩可達200%的電機額定轉矩;acs800的動態轉速誤差,閉環時為0.05%,靜態精度為0.01%。動態轉矩的階躍響應時間,閉環時達到1~5ms。可較理想地滿足該機的高傳動性能的需要。
(2)反饋與速度控制
系統為了降低成本,選擇了abb,acs800和acs400混合配置。由于acs400本身不帶速度反饋接口,為了實現速度閉環控制,需另外加反饋裝置。本系統設計選用了由陜西科技大學自行設計的脈沖頻率電流變換單元。把測速脈沖轉換為電流信號輸入到變頻器中去,利用變頻器內部的過程控制軟件實現速度變換控制。
這種方法的缺點是對于大慣性負載,如烘缸的負載擾動超調量和動態恢復時間較長。對調整帶來一定不便,在使用中還要保持一定的工藝條件穩定。如果工藝變化頻繁或波動較大時,應轉入開環控制。
(3)繼電控制
起/停和爬行/運行控制不進plc,一方面節省i/o接口,另外也是工藝上適應的一種設計。不論紙機大小,都要求每一傳動點能獨立起/停和爬行/運行操作。所以,如果進入plc進行連動設計,看起來自動化程度高了,但實際不實用。因為在全線開機時為了保證安全和設備的試運轉,一般都采用單機起動或停止操作,這樣有利于發現故障和減少事故。故障保護及指示回路同樣采用繼電回路設計。
3.2 系統的軟件設計與功能實現
程序模塊化結構設計,各種功能以子程序結構適時調用實現;程序采用循環掃描方式對速度鏈上的傳動點進行處理,提高程序執行效率;程序設計通用性