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江蘇吉泰科電氣股份有限公司
摘要：主要介紹復(fù)卷機(jī)的作用和結(jié)構(gòu)，主從空載的同步控制，吉泰科變頻器的脈沖列位置控制、控制原理和控制特色。
關(guān)鍵詞：變頻器、復(fù)卷機(jī)、負(fù)荷分配、脈沖列位置控制、同步控制、共直流母線
一、復(fù)卷機(jī)簡介
復(fù)卷機(jī)用途是將造紙機(jī)生產(chǎn)出來的紙卷（稱為原紙卷）進(jìn)行依次復(fù)卷，紙張經(jīng)過復(fù)卷后做成成品紙出廠。一般分為3部分：復(fù)卷分部，切紙分部，送紙分部。
復(fù)卷分部：也就是收卷，包括騎壓輥、主輥、從輥。三個(gè)輥將卷紙輥固定在中間位置。隨著主從棍施加的轉(zhuǎn)矩讓紙棍轉(zhuǎn)動(dòng)將紙張卷繞起來。騎壓輥在紙棍的上面通過氣缸施加一定的壓力。主輥和從輥并排橫向排布。
切紙分部：將紙張切成各種設(shè)定寬度，然后進(jìn)入復(fù)卷分部。有前弧形輥、中間的切輥、切刀、后弧形輥組成。切輥和切刀配合來完成切紙，切紙的寬度由手動(dòng)調(diào)整切刀距離來完成�；⌒屋伩梢詫⒓垙堈归_、鋪平。
送紙分部：即放卷，每個(gè)送紙分部都有一個(gè)送紙帶輥和一個(gè)導(dǎo)紙輥組成。送紙帶輥驅(qū)動(dòng)皮帶，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)送紙棍進(jìn)行放卷；導(dǎo)紙輥可以展平、引導(dǎo)紙張的輸送。
二、系統(tǒng)控制的要點(diǎn)
1、復(fù)卷分部是由兩臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)負(fù)載，所以必須保證兩個(gè)棍的線速度完全一致，否則發(fā)生相對(duì)位移后就會(huì)對(duì)紙棍和紙張產(chǎn)生損壞；同時(shí)還要保證兩個(gè)輥上的負(fù)荷分配效果，否則會(huì)出現(xiàn)兩臺(tái)電機(jī)出力不一致，甚至完全有一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的情況，繼而發(fā)生過載、過流的情況。當(dāng)然如果電機(jī)功率不一致的話，也可以保證電機(jī)按比例的輸出轉(zhuǎn)矩。
2、系統(tǒng)由幾個(gè)分部構(gòu)成，要使整個(gè)系統(tǒng)的線速度保持一致，組成同步系統(tǒng)，就需要對(duì)各個(gè)分部的速度精度和匹配要求較高，否則會(huì)影響紙張收卷的平整度，甚至拉斷紙張。
3、多個(gè)變頻器同時(shí)工作，由于相互之間的影響以及功率上的差異，很可能會(huì)產(chǎn)生某些變頻器母線電壓過高的情況，要考慮制動(dòng)或者母線共享方面的內(nèi)容。
三、同步控制
當(dāng)一個(gè)傳動(dòng)設(shè)備是由兩個(gè)或多個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的時(shí)候，就需要通過同步控制來分配各個(gè)電機(jī)間的負(fù)荷使其達(dá)到均勻平衡，以滿足對(duì)傳動(dòng)點(diǎn)的控制精度。同步控制的工作原理：主機(jī)是典型的速度控制，而從傳動(dòng)是速度或者轉(zhuǎn)矩控制，一般情況下可分為：當(dāng)主傳動(dòng)和從傳動(dòng)的電機(jī)軸通過齒輪或鏈條相互固定地剛性連接時(shí)，從傳動(dòng)與主傳動(dòng)之間不能有速度差，從傳動(dòng)使用轉(zhuǎn)矩控制，其工作時(shí)只負(fù)責(zé)輸出一定比例的轉(zhuǎn)矩以減少主傳動(dòng)的負(fù)荷，整個(gè)傳動(dòng)的速度控制由主傳動(dòng)來完成。主機(jī)采用速度控制方式；當(dāng)主傳動(dòng)和從傳動(dòng)的電機(jī)軸通過傳輸帶等設(shè)備柔性地連接時(shí)，從傳動(dòng)與主傳動(dòng)之間允許有細(xì)微的速度差，從傳動(dòng)使用速度控制。
四、吉泰科變頻器控制方案
復(fù)卷分部中有兩臺(tái)電機(jī)共同驅(qū)動(dòng)一個(gè)紙棍，經(jīng)過對(duì)工藝的了解，我們決定采用GK800特有的負(fù)載分配功能。主輥運(yùn)行在速度模式下作為系統(tǒng)的主速度，因主輥、從輥共同驅(qū)動(dòng)紙棍，從輥工作在轉(zhuǎn)矩模式和主輥構(gòu)成一個(gè)同步系統(tǒng)。主輥的轉(zhuǎn)矩信號(hào)經(jīng)過模擬量輸出給從輥?zhàn)鳛檗D(zhuǎn)矩給定，主輥速度輸出給從輥?zhàn)鳛樗俣认拗啤?/p>
整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的最基本的條件是線速度保持一致。結(jié)合GK800變頻器的控制特點(diǎn)，我們采用脈沖列位置控制。主輥速度編碼器信號(hào)送給后面的跟隨的從機(jī)作為前饋信號(hào)，然后引入位置環(huán)的控制，使其在前饋速度的基礎(chǔ)上進(jìn)行微調(diào)，來完成從機(jī)對(duì)主機(jī)的跟隨效果。為提高控制精度，所有電機(jī)安裝ABZ編碼器，變頻器采用GK800系列，變頻器全部直流供電，安裝編碼器卡來完成閉環(huán)矢量控制。整個(gè)系統(tǒng)的線速度來自復(fù)卷分部的主輥速度，可以通過數(shù)字給定、模擬量給定（支持-10V）、通訊給定、脈沖給定等多種方式來給定。
復(fù)卷機(jī)示意圖
五、吉泰科變頻器控制特色
1、負(fù)荷分配
主機(jī)速度模式，有PG矢量控制。
頻率給定值給定方式：數(shù)字給定、模擬量給定（支持-10V）、通訊給定、脈沖給定；
主機(jī)輸出速度是頻率給定值和反饋值經(jīng)過速度環(huán)PI計(jì)算后調(diào)整輸出的。
從機(jī)轉(zhuǎn)矩模式，有PG矢量控制。
轉(zhuǎn)矩給定值來自主機(jī)轉(zhuǎn)矩的模擬量輸出信號(hào)，主機(jī)速度信號(hào)輸入從機(jī)后作為從機(jī)的速度限制。
運(yùn)行時(shí)，主機(jī)將輸出轉(zhuǎn)矩傳遞給從機(jī)作為從機(jī)轉(zhuǎn)矩給定，從機(jī)會(huì)根據(jù)主機(jī)轉(zhuǎn)矩自動(dòng)調(diào)整自身轉(zhuǎn)速，來適應(yīng)主機(jī)轉(zhuǎn)矩，達(dá)到轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的平衡，自動(dòng)補(bǔ)償由于機(jī)械而產(chǎn)生同步誤差。
2、脈沖列位置控制
控制電機(jī)編碼器反饋脈沖數(shù)跟隨指令脈沖數(shù)的運(yùn)行方式，如下圖所示。圖中位置指令給定方式通過F4-33設(shè)定，位置反饋為從電機(jī)編碼器輸入的脈沖信號(hào)。
3、多樣的供電方式選擇
吉泰科變頻器均支持交流、直流供電（自帶緩沖）。本系統(tǒng)中采用共直流母線的方式，提升了效率還增加了穩(wěn)定性，省去了制動(dòng)電阻。
六、結(jié)后語
經(jīng)過簡單的調(diào)試，系統(tǒng)運(yùn)行效果非常穩(wěn)定。復(fù)卷分部主、從棍負(fù)荷分配一致性高；整車線速度各個(gè)速度段的波動(dòng)很小，完全滿足客戶的工藝要求，并且已完成出口。
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