摘要  介绍了应用ABB ACS800 变频器设计的造纸机电气传动控制系统。通过对硬件、软件的设计———负荷分配、速度链设计等问题进行较为详细地描述，较好地实现了系统控制要求。这种基于PLC和变频器的全数字控制系统适用高速纸机的高速度、高可靠性控制性能的需要。 
    关键字  造纸机；变频器；速度链；负荷分配 
 
 
 
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0 引言

应用ABB变频器和西门子PLC所组成的装置来组成造纸机的电气控制系统；其电气传动控制系统是基于S7-200 PLC控制的交流变频调速控制系统。

1 纸机对电气传动控制系统的要求

该造纸机主要的技术数据如下。

纸种：文化纸定量52~80g/m2；

最高车速：350m/min

爬行速度：<40m/min可调；

升减速时间：0.1~1000s可调；

工作电压：额定电压的±10%；

电源频率：50Hz±5%；

静态精度：≤0.1%；

频率漂移：≤0.1%；

频率分辨率：0.01Hz；

频率控制：0~50Hz；

起动转矩：额定转矩的200%；

左、右手机：右手机。

该纸机的18个传动点，分别由18台交流电机单独拖动，每台交流电动机由ABB 全数字变频调速装置驱动，闭环控制。系统的控制采用PLC 作为控制核心，由PLC 对操作台上每一传动点的操作信号进行处理（每个传动点在操作台上都设有：速度增加、速度减少、紧纸、爬行/运行等操作按钮），并把相应的速度信号以通信的方式传送给变频器。同时，还对伏辊、驱网、吸移、真空压榨、一压、二压分别进行负荷分配控制。另外，在操作台上还显示每一传动点的车速及工作电流，并具有运行、故障指示。

纸机正常运行对电气传动控制系统的要求基本有以下几点：

1）纸机传动系统要有一定的稳速精度和快速动态响应。其中稳态精度±（0.02~0.01）%，动态精度0.1%~0.05%；

2）工作速度要有较宽、均匀的调节范围，适应生产不同品种、定量的需要。调节范围为I=1：10之间；

3）各传动分部间速比稳定、可调。为了使纸机可以生产出良好的纸页和延长纸机正常工作时间，纸机各分部的速度必须是稳定、可调的。各分部的调速范围为±（8～10）%；

4）爬行速度。为了方便检查、清洗聚酯网、压榨毛毯以及检查各分部的运行情况，各分部应具有15～30m/min可调的爬行速度。但这样低速运转时间不宜过长，以减少无效的运行和机械磨损；

5）具有刚性或柔性连接的传动分部间，在维持速度链关系的基础上，还须具有负荷动态调整的功能，以免造成由于负荷动态转移而引起有的分部因过载而过流，有的分部因轻载而过压；

6）各分部具有微升、微降功能，应具有必要的显示功能，如线速度、电流、运行、故障信号等。相关联的分部具有单动、联动功能。

2 纸机电气传动控制系统的设计

2.1 系统硬件选择与设计

硬件选择依据系统的控制精度、通讯速度、响应时间、高性价比、高可靠性的原则，选用SIEMENS

S7-200 PLC 及CP 226通信处理器，作为系统主控单元，控制整个系统。该纸机的电气控制原理图分别如图2、图3所示。

2.1.1 变频器

变频器选用ABB 公司的ACS800 系列高性能变频器，ACS800变频器采用先进的DTC控制技术，内置直流电抗器，从而降低进线电源的高次谐波含量，最大起动转矩可达200%的电机额定转矩；ACS800 的动态转速误差，闭环时为0.05%，静态精度为0.01%。动态转矩的阶跃响应时间，闭环时达到1~5ms。可较理想地满足该机的高传动性能的需要。

2.1.2反馈与速度控制

系统为了降低成本，选择了ABBACS800 和ACS400 混合配置。由于ACS400本身不带速度反馈接口，为了实现速度闭环控制，需另外加反馈装置。本系统选用了由陕西科技大学自行设计的脉冲频率电流变换单元，它能把测速脉冲转换为电流信号输入到变频器中去，利用变频器内部的过程控制软件实现速度变换控制。

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