简述SIEMENS传动在高速卷烟纸机系统的应用

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1、简述SIEMENS传动在高速卷烟纸机系统的应用刘世起（杭州华丰纸业有限公司，杭州，310011）一引言本文所设计的纸机传动控制系统为应用西门子6SE70系列矢量变频器和西门子PCS所组成的控制网络来完成高速卷烟纸机电气控制系统；其电气传动控制系统是基于S7-400PLC控制的交流变频调速控制系统。控制传动点的启动、停止、加速、减速、紧纸等操作，由软件自动实现负荷分配、速度链、张力控制等功能，充分满足造纸工艺及电控的需要。二纸机对电气传动控制系统的要求1、该机结构简图如图1示。纸机为4350/500 m/min长网多缸卷烟纸机，生产22～

2、60g/m2高档卷烟纸、成型纸及其水松原纸。主要参数如下：速度控制:稳态精度:ΔVstat=≤0.01%。动态精度，有干扰时的短时速度偏移ΔVdyn=≤0.05%。张力控制：静态精度：ΔZstat=≤1%。动态精度：ΔZdyn=≤4%。图1纸机结构简图2、控制系统组成系统硬件结构示意图如图2所示。系统采用了西门子公司的大型PLC:两个SIMATIC-S7-400系列中的416CPU作为系统的中央控制单元，通过CPU上的L2接口构成两个分布式现场总线L2-bus，一个总线上挂有十八个西门子公司的MASTERDRIVER全数字式变频驱动装置

3、6SE70以及两个直流整流单元，分别驱动从网部到第四组烘缸及上浆泵传动。另一个总线上挂有二十七个西门子公司的MASTERDRIVER全数字式变频驱动装置6SE70，分别施胶到卷取的传动。频率分辨率为0.01Hz以上；SIEMENS三相异步变频电机作为执行单元；SIEMENS编码器提供速度反馈信号，使纸机传动在速度闭环运行模式下，从而使控制系统稳速精度达到0.01%。5另有一个L2总线模块CP443-5构成第三个L2总线，该总线上挂有六个现场图形操作面板TP170B，对整机的绝大多数操作指令都是通过操作人员对TP170B进行操作，然后由T

4、P170B将操作参数通过L2-bus送给CPU进行处理，然后CPU将处理后的控制参数通过L2-bus送给6SE70驱动电机。而6SE70又将状态参数通过L2-bus返送给CPU，CPU再将整机的状态参数通过L2-bus送到TP170B上显示出来。另外每一个CPU2的L2总线上挂有远程电子终端ET200M及DP/DPCOUPLE，它主要负责将外围的各种连锁信号，张力信号送给CPU以及输出各种外围信号。同时，以太网卡CP443-1连接OS站与PLC之间的数据交换.CommunicationwithDCSQCS图2系统硬件结构示意图56SE7

5、0矢量控制变频器是全数字式的交-直-交电压源型SPWM变频器，其逆变器的主开关为IGBT具有良好的驱动性能。它采用先进的转子磁场矢量控制控制策略，可以达到同直流传动系统相媲美的静、动态性能，具有电机参数自动辨识，调节器参数自动寻优，故障自诊断等功能。先进的控制软件，确保最佳的动态响应、卓越的控制性能和高度的灵活性。多种自由功能的功能模块及BICO技术可灵活地满足各种控制功能需要的控制系统。两个串行基本接口可用USS协议进行通讯，用SCB2(或SCB1)通讯接口可实现装置与装置之间的通讯控制，而通过CBP通讯板可实现PROFIBUS-DP

6、开放式的串行现场总线的通讯控制，通过CBP通讯板则可用CAN协议实现装置之间或同现场装置之间的通讯控制，也可和上一级自动化系统进行通讯。西门子6SE70矢量控制功能，可以对不同电机实现高精度矢量控制。特别是带PG矢量控制方式具有极高的速度控制精度（±0.01%）和极高的起动转矩（0r/min时150%），可实现速度链控制、速差控制、负荷和张力控制等要求。变频器矢量控制策略是将异步电动机在三相坐标系下的定子交流电流ia、ib、ic通过三相-二相等效成两相静止坐标系下的交流电流ia1、ib1，再通过按转子磁场定向旋转变换，等效成同步旋转坐标

7、系下的直流电流iM，iT（iM相当于直流电动机的励磁电流，iT相当于与转矩成正比的电枢电流）既将转矩电流，励磁电流分量进行解耦。使解耦的磁通与转矩控制器互不影响，而电机的速度、转矩连续可调。从而可实现在低速状态时的平滑运行和高力矩、高精度的速度、转矩控制。每个传动点在操作台TP170B上都设有：速度增加、速度减少、紧纸、爬行、运行、清洗等操作按钮，并把相应的速度信号以通信的方式传送给变频器。同时，还可对伏辊、驱网；吸移、真空压榨、一压、二压、罗纹压榨、施胶及软压光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负荷，并具有

8、运行、故障等指示。三纸机正常运行对传动控制系统的基本要求有以下几点：1、纸机传动系统要有一定的稳速精度和快速动态响应。采用西门子编码器提供速度反馈信号，使纸机传动在速度闭环运行模式下，从而使控制系统稳速精度