造纸机变频调速PLC控制系统

　　0 引言

　　变频调速技术在我国许多行业中的应用日趋广泛，在造纸机上的应用更为突出。根据生产工艺要求，造纸机全线需要调速，用交流变频调速取代调压调速滑差调速和直流调速已成为一种必然趋势随着变频调速技术的发展，必将引起调速领域的大变革。

　　在造纸工艺中，一压辊的速度为生产线的速度。此速度的快慢直接影响造纸的产量，此速度需在0∽120m/min范围内调节。老的调速方式大部分是滑差调速，采用滑差电机功率大，耗电量大。另外生产线中13号烘缸是个大惯性机械，即使采用变频拖动也难以解决由负载突变引起过高的泵升电压导致变频器保护电路频繁动作的问题，使造纸机频繁告警，停机。

　　此外，造纸机各传动点的速度需要以一定比例同步改变，从第一个传动点开始，后一个传动点的速度跟随前道的速度变化。因此，若不采用一种有效的控制方式将无法使系统正常工作。针对系统以上特点，本文设计了造纸机变频拖动PLC控制系统，利用变频调速器实现造纸机各个环节交流电动机的软启动和调速;利用PLC和D/A模块(也可用通讯方式)组成速度链实现造纸机多环节的随动和同步控制;利用再生能量回馈单元克服过高的泵升电压。从而在改善工艺控制质量的同时，节约了大量电能，降低了生产成本，提高了经济效益，也确保了生产线无频繁保护动作的连续运行，减少了因重复引纸而造成的生产浪费。实际运行结果表明：系统运行可靠，并操作方便，节电。

　　1 造纸工艺流程

　　造纸工艺流程如图1所示。

　　图1造纸工艺流程图

　　纸浆机按工艺要求喷出的纸浆(底浆和面浆)被引到传送毯上，经回头辊和一压辊引导、预压，再经两道压辊——二压辊和三压辊的压整，成形纸进入5号烘缸初烘干，再进入大缸烘整，经13号烘缸烘干后由压光机整理，最后由卷纸机卷成筒形纸。

　　从回头辊至卷纸机，9个环节均采用交流电动机——变频器调速拖动，变频器的频率给定信号来自PLC,变频器配有能量回馈单元.

　　2 系统硬件设计及工作原理

　　本系统主要由变频器、速度链、能量回馈单元、可编程序控制器(PLC)组成。

　　2.1变频器及能量回馈单元

　　2.1.1 变频器

　　造纸机是大惯性机械,近似恒转矩负载,对变频器有特殊要求,本系统选用英威腾CHE型矢量恒转矩专用变频器。

　　2.1.2 能量回馈单元

　　造纸机在正常情况下应不间断运行，13号烘缸是大惯性机械，而后面的压光机是小惯性机械，纸张运行于两者之间成一定的张紧度。若纸张断裂，即13号烘缸负载突变，对应的变频器将产生较高的泵