0  引言
    存切紙機(jī)控制系統(tǒng)中，需要解決的最重要問題就是切紙的精度。精度的控制除了機(jī)械設(shè)備的誤差之外，還有在改變紙張長(zhǎng)度時(shí)，需同步調(diào)整紙輥的拉紙速度以及刀輥的旋轉(zhuǎn)速度。日前我國切紙系統(tǒng)采用的是機(jī)械式無級(jí)變速傳動(dòng)，它存在著同步控制精度低、調(diào)速范圍窄和誤差大的缺點(diǎn)。PLc與變頻器的系統(tǒng)集成是通過Plc分部傳動(dòng)變頻器，這樣控制精度高、誤差小。Emerson Ec20系列PLc和EV3∞O，EV2000變頻器組成雙刀切紙機(jī)自控系統(tǒng)，提高了切紙精度，減少了誤差。
    1切紙機(jī)切紙流程紙機(jī)來的漿板／紙經(jīng)牽引輥進(jìn)入切紙機(jī)，切紙機(jī)在工作過程中，送紙輥連續(xù)送紙；甩刀輥連續(xù)旋轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)l周切1次紙。送紙輥的拉紙速度和甩刀輥的旋轉(zhuǎn)速度共同決定了切下的紙張長(zhǎng)度。對(duì)這2個(gè)速度的比例加以控制，便可得到所期望的切紙長(zhǎng)度。其中某一個(gè)速度發(fā)生變化時(shí)，另一個(gè)也需要根據(jù)速比同時(shí)進(jìn)行相應(yīng)的變化。為了使切紙機(jī)的精度更高，必須嚴(yán)格控制送紙輥和甩刀輥之間的速度比。
    2  系統(tǒng)組成雙刀切紙機(jī)控制系統(tǒng)組成如圖l所示�？刂坪诵氖荅c20系列PLc，由PLc計(jì)算出4臺(tái)變頻器所需要的速度，控制變頻器運(yùn)行，從而驅(qū)動(dòng)電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)帶動(dòng)送紙輥和甩刀輥旋轉(zhuǎn)。切長(zhǎng)的設(shè)定可在觸摸屏上完成，由編碼器和變頻器構(gòu)成速度閉環(huán)控制，調(diào)節(jié)切紙的精度[。�？刂圃�理如圖2所示。
    Ec20系列PLc具有豐富的中斷功能；可擴(kuò)展多個(gè)模塊并且編程采用界面友好的窗口軟什，支持梯形圖、指令列表和順序功能圖等，可方便地監(jiān)控和調(diào)試以及在線修改程序。變頻器選用EV3∞O和EV2∞O艾默生變頻器，第1送紙輥選用EV3000變頻器，第l甩刀輥、第2送紙輥和第2甩刀輥選用EV2000變頻器。EV3000變頻器是高品質(zhì)、多功能雨『低噪音的矢量控制通用變頻器，通過對(duì)電機(jī)磁通電流和轉(zhuǎn)矩電流的解耦控制，實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)矩的快速響應(yīng)和準(zhǔn)確控制，能以很高的控制精度進(jìn)行寬范圍的調(diào)速運(yùn)行。EC20 PLC與EV3000變頻器采用自由口通訊，Ec20 PLc與EV2000變頻器采用Modbus通訊，與MT6000觸摸屏采用M0dbus通訊。
    3通信設(shè)置Ec20 PLc的c()MO通訊口與EVIEw人機(jī)界面通過MOdbus協(xié)議進(jìn)行通訊；COMl通訊口與艾默牛EV3000變頻器進(jìn)行自由協(xié)議通訊；PLc擴(kuò)展通信485模塊，此模塊與3臺(tái)EV2000變頻器通過M0dbus通信。
    通信部分程序如圖3所示。
    4 PLC程序設(shè)計(jì)在切紙機(jī)工作的時(shí)候，一定要對(duì)送紙輥的拉紙速度和甩刀輥的旋轉(zhuǎn)速度的比例加以控制．才能得到預(yù)期的切紙長(zhǎng)度，因?yàn)榍邢碌募垙堥L(zhǎng)度由這兩部分決定。控制過程中，任一速度發(fā)生改變時(shí)，另一個(gè)速度電要同時(shí)按照相應(yīng)的比例進(jìn)行調(diào)整，從而達(dá)到預(yù)期的切紙艮度。而且2個(gè)速度存在如下關(guān)系：
    其中m／n，為甩刀輥與送紙輥的轉(zhuǎn)速比，決定了切民；2πr，為切長(zhǎng)顯示系數(shù)，視送紙輥輥徑更改。
    切長(zhǎng)的設(shè)定可以在觸摸屏上=完成，如圖4所示。
    采用Ec20系列PLc和4臺(tái)變頻器分別控制送紙輥電機(jī)和甩刀輥電機(jī)。切紙時(shí)首先設(shè)定好切紙長(zhǎng)度，當(dāng)送紙輥電機(jī)速度發(fā)生變化時(shí)，另一個(gè)電要根據(jù)速度比同時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。
    為了使切紙機(jī)的精度更高，必須嚴(yán)格控制送紙輥和甩刀輥之間的速度比。因此，必須調(diào)整變頻器的參數(shù)，以使送紙輥和甩刀輥之問的速度比保持恒定。
    5切紙精度調(diào)節(jié)變頻器的調(diào)試過程大體分為2個(gè)步驟：開關(guān)機(jī)升降速的參數(shù)調(diào)整和穩(wěn)速時(shí)的參數(shù)調(diào)整，這2步直接決定著切紙的精度。
    5．1  開關(guān)機(jī)升降速的參數(shù)調(diào)整為了保證起步停車以及升速減速時(shí)的切紙精度，必須對(duì)開關(guān)機(jī)升降速的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，此時(shí)的影響因素是變頻器的加速和減速時(shí)間。通過調(diào)整4臺(tái)變頻器的加速和減速時(shí)間，使其開關(guān)機(jī)升降速保持一致，從而提高切紙精度。
    5．2穩(wěn)速時(shí)的參數(shù)調(diào)整圖1所示的雙刀切紙機(jī)控制系統(tǒng)中，第1送紙輥是最重要的，不僅要控制好從原紙輥拉過來紙的張力，而且第l送紙輥和第2送紙輥之間的張力也要控制好，這決定了第]送紙變頻器要有很高的控制精度。在這里第1送紙變頻器采用有速度編碼器的矢量控制，變頻器上安裝編碼器反饋模板，控制電機(jī)上安裝旋轉(zhuǎn)編碼器。其余3臺(tái)變頻器采用v／f控制。
    在雙刀切紙機(jī)穩(wěn)速運(yùn)行時(shí)，對(duì)于第]送紙變頻器，由于采用帶速度編碼器的矢量控制，除了需要在變頻器中設(shè)置好旋轉(zhuǎn)編碼器的相關(guān)參數(shù)外，還要執(zhí)行電動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)辨識(shí)，包括定子電阻、磁化特性曲線以及速度控制器的優(yōu)化。其中速度控制器參數(shù)的優(yōu)化可以由變頻器自動(dòng)來進(jìn)行，但是優(yōu)化出的參數(shù)比較保守，可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速度的實(shí)際精度來設(shè)置，更有利于精度的提高。因此必須手動(dòng)調(diào)整好PI調(diào)節(jié)器的2個(gè)參數(shù)：比例增益和積分剴問。這2個(gè)參數(shù)直接影響第l切長(zhǎng)和第2切長(zhǎng)的精度，是至關(guān)重要的。
    當(dāng)手動(dòng)調(diào)整速度控制時(shí)，******的方法是開始時(shí)用比例增益去確定町能的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。然后．盡可能減小積分作用的時(shí)問。在這種情況下，重要的是確保，閉環(huán)控制必須保證在弱磁區(qū)巾的穩(wěn)定。
    對(duì)于其余3臺(tái)變頻器：第l甩刀變頻器、第2送紙變頻器和第2甩刀變頻器采用的是v／f控制。對(duì)于V／f控制，電機(jī)頻率總是比傳動(dòng)變頻器輸出頻率低一個(gè)滑差頻率。如果負(fù)載對(duì)恒定輸出頻率而增大，則當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)滑差增大，電機(jī)頻率減小，對(duì)于異步電機(jī)這種運(yùn)行情況可用滑差補(bǔ)償來補(bǔ)償，使電動(dòng)機(jī)恒速運(yùn)行，不隨負(fù)載變化而變化。變頻器對(duì)其輸出電流進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)電流的大小增加輸出頻率，對(duì)預(yù)期的滑差加以補(bǔ)償。
    在某廠的切紙機(jī)配套應(yīng)用中，通過對(duì)4臺(tái)變頻器的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)測(cè)在該型切紙機(jī)設(shè)計(jì)車速∞～70 m／mln運(yùn)行，切長(zhǎng)為l 230 mm，1 092 mm．787mm等不同規(guī)格時(shí)，兩刀的切紙誤差都在±l mm以內(nèi)，完全滿足用戶的要求。
    6  結(jié)束語

    將艾默生PLc和艾默生變頻器應(yīng)用于剴紙機(jī)控制系統(tǒng)中，從而適應(yīng)切紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)對(duì)速度控制靈活、準(zhǔn)確和口‘靠等的不同要求，并且使得切紙機(jī)操作簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠，維修方便，完全達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

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