基于模块化的复卷机电控系统优化设计

摘要

造纸机虽影响着成品纸卷的质量,但复卷作为造纸的最后一道工序对成品纸卷的质量也起着关键的作用,也就是说对复卷机电控系统提出了较高的要求。考虑到目前国内复卷机电控系统的发展现状,本文基于模块化设计的思想对系统硬件、软件进行了分析并且以实际工程项目为背景,优化设计复卷机电控系统。
　　 本文首先对模块化设计方法进行了简要概述,针对复卷机直流传动系统特点,对直流驱动装置功率模块、主板电路以及装置的接口电路进行了分析。对于功率模块,文中分析了晶闸管、阻容电路中电阻和电容等电力电子器件的特性以及选型依据;还对主板电路、励磁模块各自完成的功能及它们的关系进行了论述;接口电路作为驱动装置的关键环节,文章主要阐述了电力电子器件对接口电路的要求、种类以及选型等问题。
　　 通过对复卷机机械工艺以及复卷机电控系统特点的分析对复卷机进行模块划分,分别分析了复卷机的工艺要求、成品纸卷的质量标准及复卷机工作原理,然后建立复卷机各自机械模块力学模型以及控制系统的数学模型。通过找出影响复卷成品纸卷质量的相关因素对其进行优化分析,其中主要探讨了复卷机前后底辊转矩差即底辊负荷分配的控制方案及优化分析、压纸辊压力控制方案及优化分、退纸辊张力控制方案与优化分析。
　　 控制系统程序需结合复卷机的工艺要求和其所要执行的控制任务进行设计,基于对复卷机的控制方法分析以及控制功能模块化的程序设计思想,分别设计各部分子程序模块,例如负荷分配、压力控制模块、张力控制模块、通讯模块等,在以后对复卷机程序进行设计时则只需要对以上子程序模块中的部分参数进行修改即可满足不同功率大小的复卷机对控制系统的要求。
　　 还研究了PROFINET在复卷机控制系统中的应用。设计了一套以矢量变频器G120为执行机构、PLC为控制核心的实用性和先进性很强的复卷机交流传动系统,该系统的抗干扰性能相对于PROFIBUS或MODBUS在工业现场更强,数据交换速度也提高了很多,提高了复卷机工作的稳定性。文章最后对整个工作进了总结,并对复卷机电控系统的发展趋势进行了展望,使复卷机传动系统向更加高速、智能化的方向发展。