（文章來源：OFweek）

在紙機分部傳動系統中， 多臺電機的同步傳動控制（無論交流傳動還是直流傳動） 問題是傳動控制系統的關鍵， 它直接影響系統的可靠性和控制精度， 影響產品的質量和產量。尤其是對于高速紙機， 由于系統動態性能要求的提高和不確定因素的增多， 使得其同步傳動控制問題變得更加復雜和困難。紙機的同步傳動控制非常復雜， 具體表現在以下幾個方面： ①系統變量多、參數多， 例如張力、速度、電流、電壓、負載等; ②交流電動機的非線性; ③負載的不確定性;④多電機間性能的不匹配; ⑤多電機之間存在耦合。

因此， 如何利用先進技術和先進設備來實現紙機同步傳動控制， 獲得最大同步傳動速度， 提高紙的質量和系統運行的安全可靠性， 已成為造紙企業亟待解決的難題和研究熱點。本文選用可編程計算機控制器（PCC-Programmable Computer Controller） 來組成分層遞階式交流變頻網絡控制系統， 大大節約了設計時間， 并提高了紙機傳動控制系統通信速度與質量， 穩定性高， 實時性好且易于擴展。

傳動控制是整個紙機控制的基本回路， 其必須完成速度鏈控制、張力控制， 并需考慮負荷分配問題。以3400/ 250 牛皮白紙板機為例， 主傳動共17 個傳動點， 包含芯網驅網輥、成形輥， 襯網伏輥、成形輥，面網伏輥、成形輥， 底網真空伏輥、驅網輥， 第1 導網輥， 真空吸移輥， 真空壓榨輥， 大輥徑壓輥（ 4組） ， 光壓下輥， 烘缸傳動（4 組） ， 施膠輥， 壓光機下輥， 卷紙缸傳動，總傳動功率為1117kW。通過研究紙機傳動控制的特點， 選用PCC B&R 2005 組成分層遞階式網絡控制系統， 其傳動控制系統結構如圖1所示。

PCC B&R 2005 采用模塊化結構系統， 這種結構的特點是： CPU 為獨立模塊， 輸入、輸出、電源等也是獨立模塊。要組成1 個系統， 只須將所需的模塊插入基板即可。它能通過現場總線PROFIBUS、CAN 組成控制網絡， 也可以通過以太網ETHERNET 協議組成以太網控制網絡， 組網非常方便。B&R 2005 帶有操作系統， 更多的控制任務可以通過分時多任務處理， 增強了系統的實時性；其編程可以采用高級語言， 如C、Automation Studio Basic 等， 能實現復雜算法的編程。

紙機傳動控制系統的組織級由上位工業控制計算機（IPC）來實現，完成整個傳動控制的數據處理以及控制決策， 它與B&R 2005 通過ETHERNET 以太網接口相連。分層遞階式控制系統的協調級由B&R 2005來實現， 它與另外的負責輔助傳動控制的B&R 2005通過PROFIBUS 相連， B&R 2005 的NW150 模塊提供標準的PROFIBUS 接口。變頻器、電機以及各種傳感器執行分層遞階式控制系統的控制級任務。變頻器通過CAN 總線掛接在控制網絡中。B&R 2005 的IF671協處理器提供1個 RS232 接口、1 個RS485/ 422 接口和1 個CAN 接口。利用CAN 接口， 變頻器通過CAN總線掛接在控制網絡中。

根據造紙工藝要求， 紙機車速（v） 和抄紙定量（q） 之間存在下列關系：Δq/ q =Δv/ v （其中Δq 是定量容許公差范圍， Δv 是紙機車速容許公差范圍） 。為了保證紙的定量能夠在許可公差范圍之內， 要求紙機車速穩定， 速度只能在一定的許可范圍內波動， 通常生產時， 紙機車速偏差Δv 不超過±（ 1.5 %～1 %） ， 紙板機車速不超過±（1.5 %～21 %） 。

因此， 穩定的紙機車速能保證紙的定量穩定， 并避免斷紙及其他一些問題。紙機各個分部的線速度隨著紙的品種、抄紙速度、紙張水分含量等因素改變， 但在某一品種某一速度區， 各個分部間速度的比例基本不變， 紙機前后各分部間速度是一種比例協調關系， 如圖2 所示， 前一分部速度是后一分部速度的Ki 倍。紙機傳動還要保證能夠準確地調整各個分部的速度。

紙機的速度鏈控制是整個傳動控制的基本回路。舊式紙機用1 臺定速式變速的交流電動機通過皮帶輪、減速裝置、齒輪等帶動紙機各個分部。這就是通常所說的總軸傳動方式， 現代化的紙機傳動多采用分部傳動方式， 即各個不同的分部都采用1 臺以上的電機傳動。針對17 個主傳動點， 每臺電機配備1 臺變頻器， 采用德國LENZE 公司的Lenze93 系列高性能變頻器， 通過CAN 接口卡掛接在控制系統中。而且每臺電機都帶有每轉產生1024 個脈沖的增量式光電編碼器， 以完成速度反饋控制。
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