造纸机同步控制系统设计

造纸机速度链控制系统设计
刘海军;陈重阳
【期刊名称】《包装工程》
【年(卷),期】2018(39)13
【摘要】目的为改善造纸机多电机同步控制效果,降低纸张生产过程断裂率,基于神经网络PID算法设计一种造纸机速度链控制系统。

方法阐述造纸机的工艺流程,在此基础上建立造纸机速度同步控制数学模型。

设计一个神经网络PID控制器,包括控制器结构和学习算法,可用于解决相关非线性问题,并进行仿真和试验研究。

结果该控制系统具有较好的稳定性、适应性,响应速度较快,同步精度高。

结论该方法增强了造纸机的同步跟随能力和抗干扰性能,可以有效避免断纸、褶皱等现象的发生,为造纸机多电机同步控制提供了一种有效的方法。

【总页数】5页(P165-169)
【关键词】造纸机;同步控制;神经网络;PID
【作者】刘海军;陈重阳
【作者单位】内江职业技术学院;重庆市金泽鑫科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TS734
【相关文献】
1.造纸机速度链的设计与工作原理 [J], 王红艳;吴彦锐;陈景文
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4.造纸机速度链的设计与工作原理 [J], 王红艳;吴彦锐;陈景文
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基于DCS的造纸自动化控制系统的设计与实现造纸自动化控制系统是基于DCS（Distributed Control System，分散控制系统）的一种控制系统，通过分散的控制器和集中的监控系统实现对造纸过程中各个环节的自动化控制。

本文将介绍基于DCS的造纸自动化控制系统的设计与实现。

一、系统设计1.系统架构(1)分散控制器：负责对造纸过程中的各个环节进行实时控制，包括控制设备的开关状态、调节控制参数等。

(2)通信网络：将各个分散控制器连接起来，实现信息的传输和共享。

(3)监控系统：用于监控造纸过程中的各个环节的状态、数据和报警信息，提供运行状态的可视化。

2.控制策略控制策略是系统设计中的核心部分，它决定了如何控制造纸过程中的各个环节，以达到预期的目标。

常用的控制策略包括反馈控制、前馈控制、模糊控制等。

根据造纸过程的特点和需求，选择合适的控制策略。

3.数据采集与传输数据采集与传输是构建DCS系统的关键环节。

通过传感器对造纸过程中各个环节的参数进行实时采集，并将数据传输到分散控制器进行处理。

常用的数据采集方式包括模拟量采集和数字量采集，常用的数据传输方式包括以太网、RS485等。

二、系统实现1.系统编程基于DCS的造纸自动化控制系统的编程主要包括控制逻辑的编写和数据处理的实现。

控制逻辑的编写根据控制策略确定，可以使用诸如LD （Ladder Diagram）或FBD（Function Block Diagram）等编程语言进行实现。

数据处理的实现一般使用高级编程语言，如C++、Python等。

2.设备配置设备配置是指将DCS系统与控制设备进行连接和配置，使其能够相互通信。

具体包括对控制器进行参数配置、对传感器进行校准和接线等操作。

3.系统调试与优化在系统实现过程中，需要进行系统调试和优化，以确保系统的正常运行和达到预期的效果。

调试包括对各个环节的控制算法进行调整和验证，优化包括对系统的稳定性和可靠性进行改善。

纺织机械同步传动控制系统的设计和制作设计任务书1. 指导思想最大限度的满足生产工艺和机械设备的要求，结合机电传动控制和应用技术的特点，进行初步的工程训练。

2. 基本要求（1）明确设计任务，了解各种设计要求和设计指标指定设计方案（2）拟定工作进度计划（3）确定所需要的I/O点数，合理选择控制装置（4）使用西门子PLC编程软件（Step7Micro ）编写控制程序，并使用仿真器软件调试程序（5）规定时间内完成课程设计（6）完成课程设计说明书3. 任务描述课程设计题目：纺织机械同步传动控制系统系统并豹就态图本系统结构与工作原理如上图所示，纺织品由五个电动机带动辊子与橡胶辊的摩擦带动左向右传动。

要求设计该系统的控制部分。

本控制部分采用西门子S7-226PLC控制5个三相变频电机，实现纺织布料在该系统中自左向右的同步传动。

4. 任务设计主要内容（1）完整的设计任务书；（2）正确地编程元件的地址分配；（3）设计并说明PLC、变频器与各电气元件的接线安装图;（4）设计相应的PLC控制程序并翻译成指令；（5）设计系统控制柜元件布置图与操作台面板。

设计任务书................................... 1..一、引言.................................... 2.二、控制方案的选择......................... 3.三、I/O分配表............................... 4.四、PLC及电气硬件接线图 (5)五、编写控制系统的流程图及编程梯形图 (6)六、调试说明 (11)七、结束语 (12)附录 (14)一、引言可编程逻辑控制器(Programmable Logical Controller ),简称PLC。

可编程序控制器是综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术而发展起来的一种新型的工业控制装置，它具有可靠性高、编程简单、维护方便等优点：已在工业控制领域得到广泛地应用。

造纸机电气传动控制系统的设计与实现造纸机电气传动控制系统的设计与实现摘要：随着现代纸张工业的发展，造纸生产线的自动化程度越来越高。

为了提高生产效率和质量，电气传动控制系统在造纸机中起着至关重要的作用。

本文主要介绍了造纸机电气传动控制系统的设计和实现，包括系统结构、硬件设计和软件开发等方面的内容。

一、引言纸张工业作为国民经济的支柱产业之一，在我国经济发展中占有重要地位。

随着纸张需求的不断增长，提高造纸生产线的自动化水平成为迫切的需求。

电气传动控制系统在提高生产效率和质量方面发挥着重要作用。

本文旨在设计和实现一种高效、稳定的电气传动控制系统，以满足造纸机的自动化需求。

二、系统结构设计电气传动控制系统主要由电机、传感器、控制器和执行器组成。

电机作为主要动力装置，通过传感器采集参数，并由控制器对电机进行控制，最后通过执行器实现纸张的运动。

1. 电机选择造纸机电气传动控制系统中常采用交流变频电机作为驱动源。

其具有调速范围广、转矩稳定等优点，适用于不同工况的需求。

2. 传感器应用在电气传动控制系统中，传感器主要用于采集各种参数，如纸张的长度、宽度、张力等。

根据传感器输出信号的特点，可以对纸张的运动状态进行实时监测和控制。

3. 控制器设计控制器是电气传动控制系统的核心部分，主要负责对电机进行控制和调节。

可以采用PLC（可编程逻辑控制器）作为控制器，通过编写程序实现对电机的启停、正反转等功能。

4. 执行器选择在电气传动控制系统中，执行器主要负责将控制信号转换为运动，并实现纸张的进给、送纸等功能。

可选用液压缸、气动缸等执行器，根据纸张的要求和系统的可靠性进行选择。

三、硬件设计1. 电气传动装置的安装根据造纸生产线的实际情况，将电气传动装置合理地安装在机器的关键位置，以便实现对纸张的精准控制。

2. 传感器布置传感器布置应与纸张运动轨迹相匹配。

通过合理布置，可以实现对纸张宽度、张力等参数的实时监测。

3. 控制器接线控制器与电机之间的接线应准确、牢固。

摘要造纸工业的发展直接关系整个国民经济的发展，在现代社会对各类纸张的消费水平在某种程度上标志着一个国家的文明程度。

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对各类纸的消费需求越来越大，进而对纸机的自动化控制要求也越来越高。

据此，本文结合纸机的生产工艺及其工作过程分析了纸机对其电气传动控制系统的设计要求，并按照对控制系统的要求分析研究了各分部的控制原理得出相应的控制方案。

本文采用国内外较成熟的总体设计结构，即三级控制网络，变频器与电机等相关的控制设备构成第一控制级，通过Profibus-DP与整个控制系统的核心单元也就是第二控制级PLC进行数据的通信，PLC不仅可以通过Profibus-DP与现场的操作面板进行数据通信以达到实时控制的作用，而且又能通过高速的工业以太网与第三控制级即上位机管理操作控制室进行连接，最后设计了基于现场总线的纸机电气传动控制系统，该控制系统的设计解决了纸机整体复杂的控制系统难以控制的问题。

所设计的系统经过在实际生产中的投入运行，纸机的车速得到了进一步的提高，满足了纸机对控制系统的各项要求，且具有较高的稳定性和可靠性，提高了企业的生产效率及效益，促进了造纸工业自动化技术的发展水平，所以该系统的设计与研究的成果具有在工业应用中大力推广的价值。

关键词:现场总线；变频器；Profibus-DP；PLCABSTRACTThe paper industry is closely linked with national economic development and social civilization．The paper and paperboard consumption level is a measurement of one of the important symbol of the degree of modernization and civilization of a country．With the development of national economy and the improve of people’s living standards，people’s consumption demand for various types of paper is increasing，thus the machine automation control requirements have become more sophisticated．Accordingly, this paper combined the paper machine production process and its working process，analyzed design requirements of the machine to its electric transmission control system．and in accordance with the requirements of the control system，analysis and study of the various segments of the control principle to draw the corresponding control program．This paper used more mature overall design structure at home and abroad that is the three level control network，inverter and motor and related control devices constitute the first control level，data communication via Profibus-DP with the core unit of entire control system that is the second control level PLC，PLC not only via Profibus-DP and the scene of the operation panel for data communication in order to achieve real-time control，but also by high—speed industrial Ethernet connect to the third control level that is the host computer management operations control room．Finally, the paper designed the electric drive control system of paper machine based on Fieldbus．The designed of the control system to solve the problem of the overall complex control system of the machine being is difficult to control．The designed system has been put into the actual production running，paper machine speed has been further improved，meet the requirements of machine control systems and has high stability and reliability, improved the production efficiency and effectiveness of enterprise，promoted the level of development of paper industry automation technology, so the design and the results of research for this system have the value to promote in industrial applications．KEY WORDS：fieldbus；inverter ；Profibus-DP；PLC目录1 摘要 (I)1 abstract (II)1 绪论 (1)1引言 (1)1.2 选题背景与研究意义 (1)1.3 国内外发展现状及趋势 (2)1.4 本文研究主要内容 (4)2 纸机工艺概述及对控制系统的要求 (5)2.1 纸机生产工艺的介绍 (5)2.2 纸机生产能力的计算 (8)2.3 纸机功率的计算 (9)2.4 纸机的技术参数 (10)2.5 纸机对控制系统的要求 (11)2.6 本章小结 (13)3 现场总线技术的分析及应用研究 (14)3.1 现场总线技术的概述 (14)3.2 现场总线系统的特点及优点 (15)3.3 PROFIBUS的通信模型 (16)3.4 现场总线的通信协议 (16)3.5 PROFIBUS-DP的协议 (18)3.6 PROFIBUS传输技术介绍 (19)3.6.1 PROFIBUS电缆的传输 (19)3.6.2 光纤的传输 (20)3.6.3 RS-485串行通信接口 (20)3.6.4 PROFIBUS插头及使用 (21)3.7 PROFIBUS-DP系统的总线访问控制 (22)3.7.1 PROFIBUS-DP系统组成 (22)3.7.2 PROFIBUS-DP系统的总线访问控制 (23)3.8 PROFIBUS-DP系统的工作过程 (24)3.9 基于PROFIBUS-DP的纸机电气传动数据的传输 (25)3.9.1 DP从站数据的读取 (27)3.9.2 DP从站数据的写入 (28)3.9.3 数据通信部分程序编写 (28)3.10 PROFIBUS-DP主从站的通信及组态 (29)3.10.1 PROFIBUS-DP主从站通信的介绍 (29)3.10.2 PROFIBUS-DP主从站通信的组态 (29)3.11 本章小结 (31)4 纸机传动控制系统的硬件设计及选型 (33)4.1 PLC控制系统设计方法 (33)4.2 PLC的硬件选型 (35)4.2.1 CPU的选型 (35)4.2.2 电源模块选型 (36)4.2.3 I/O模块选型 (36)4.2.4 接口模块选型 (39)4.3 变频器的特点及工作原理 (40)4.4 变频器的选择与容量的计算 (41)4.4.1 变频器的容量计算 (41)4.4.2 变频器的类型选择 (43)4.5 变频器的主要控制功能 (44)4.5.1 频率设定功能 (44)4.5.2 PID控制功能 (44)4.5.3 制动控制功能 (45)4.5.4 网络通信功能 (45)4.5.5 主/从宏功能 (45)4.6 变频器外围部分的硬件设计 (46)4.7 变频器主要运行参数的设定 (48)4.8编码器的选型 (50)4.9 本章小结 (52)5 基于现场总线的纸机电气传动控制系统的设计 (53)5.1 整体结构的设计 (53)5.2 S7-300 CPU部分的设计 (55)5.3 PLC与0P27之间的通信 (56)5.4 速度链的设计及控制 (57)5.5 负荷分配的控制 (60)5.6 张力控制 (63)5.7 纸机的实际生产运行状况 (64)5.8 本章小结 (65)设计总结 (66)参考文献 (68)致谢 (72)外文资料 (73)中文翻译 (81)1 绪论1.1 引言纸在人类文化、科学、工业、农业、国防和商业等各方面的发展进程中起着举足轻重的作用，自从人类发明了纸，悠久的文化知识才得到了更好的继承与保存以及迅速的传播人，从而推动了整个人类的精神文明与物质文明的的不断进步。

基于PLC的造纸机控制系统设计分析【摘要】PLC即Programmable Logic Controller的缩写，指的是可编程逻辑的控制器。

PLC在应用的时候具有编程简单、使用方便、性价比高、功能强以及可靠性和抗干扰的能力强等特点。

因此，目前PLC已经成功应用于各种控制器中。

本文首先对PLC进行了分析，然后基于PLC的基础上，对造纸机的控制系统进行了设计。

【关键词】PLC；造纸机；控制系统；设计当前，伴随着PLC与变频器价格的下降，在造纸机的控制系统中，通过应用PLC和变频器对造纸机的控制系统进行设计，能够有效的提高造纸机工作的稳定性，提高造纸机产量，同时还可以达到降低成本的目的。

变频器相信人们已经非常熟悉，但是什么是PLC呢，下面就让笔者首先分析一下PLC。

1 PLC简介PLC指的是可编程逻辑的控制器，它一般采用的是能够编程的存储器，多用于进行储存内部的程序，能够执行顺序控制、计数、逻辑运算以及算术操作等，面向用户的指令。

这种控制器能够通过模拟或数字式的输出、输入，进而达到控制各种生产过程或各种机械的目的。

一般来说，PLC主要包括电源、中央处理单元、存储器以及输入和输出的接口电路等。

随着PLC性能的不断完善，在应用的过程中，PLC具有以下几个鲜明的特点。

首先，PLC具有编程简单，使用方便的特点。

PLC采用的是比较简明的逻辑图、语句表以及梯形图等来编程语言，而不是使用复杂的计算机知识，所以，在编程的时候非常的简单。

而且PLC实现了在线修改程序，大大的方便了控制系统。

其次，PLC具有性价比高、功能强的特点。

PLC内有无数个方便用户用的编程元件，能够进行非常复杂的控制工作，与其他的控制器相比较，性价比更高，功能更加的强大，可以通过互联网实现分散控制和集中管理。

再次，PLC的抗干扰能力非常的强，具有较高的可靠性。

PLC进行了一系列的软件和硬件抗干扰的措施，因此，在抗干扰的能力方面非常的强。

一般来说，PLC的平均年无故障时间高达数万小时，具有较高的可靠性。

造纸配浆自动控制系统的设计与实现论文•相关推荐造纸配浆自动控制系统的设计与实现论文导读:纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合，同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。

控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计，显示操作程序使用VisualC++6.0开发，接口程序利用WinDriver进行开发。

在本系统中，控制程序采用软件组态方式实现关键词:纸浆，软件组态，动态链接库，DDCRun0.引言随着造纸机车速的提高和设备的更新，原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代，而在管道配浆方式中，采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式，比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。

配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比，具有配浆效果好，浆种配比稳定等优点。

1.配浆自动控制系统总体设计纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合，同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。

为了保证生产的正常运行，防止成浆池缺浆和满浆，在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时，需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。

2.配浆自动控制系统的硬件设计2.1 硬件结构2.1.1浓度的检测与控制浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器，电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。

2.1.2流量的检测与控制流量计采用上海光华仪表厂的LDG-150S型的电磁流量计，检测精度为0.5%，长时间测量累计误差小于1%。

伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器，变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。

2.2 硬件抗干扰技术在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。

我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板，该板使用三总线隔离的形式，使其抗干扰能力大大增强。

摘要在造纸机中，同步控制和纸张力控制是造纸机控制中极为重要的一环。

本文就是以西门子S7-200 PLC 和西门子MM40变频器组合的控制方案在造纸过程中实现多电机同步传动，提出适于PLC 控制的、能在纸传动过程中实现高精度稳速控制及恒张力控制的控制方案。

该方案建立了过程运行参数与控制目标的准确定量关系，既没有理论误差，又避免了多电机的性能差异及负载波动等对控制的影响，为实现造纸机多电机高精度同步传动提供了技术手段。

关键词：PLC ; 继电器; 纸板切割机AbstractAccording to the working process of the cutter program, to overcome the relays, high reliability, low failure rate control, a set of faults in PLC is the core of cutter cutting automatic control system. It USES PLC perfect internal functions, effective and reliable realizes automatic paper feeding, automatic cutting full automatic control, etc.This paper firstly modern programmable control technology application situation and the development trends are introduced, and briefly introduces the background and cutter. Simply summarized cutter electrical system, and the overall design of industrial computer, compares the programmable controller to control scheme. In the F2-20MR mitsubishi type PLC made certain. After discoursed program-controlled cutter system hardware and software development process and the main design method.The key originally designed is that should be on the basis of control circuit of original relay, through rational conversion , thus design PLC control procedure with same functionKey Words：PLC ; Relay ; Cardboard cutting machine目录摘要 (1)Abstract (2)引言 (1)1绪论 (2)1 .1纸板切割机的基本概况 (2)1.2纸板切割机的基本设计要求 (2)2纸板切割机的总体设计方案 (2)2.1课题分析 (2)2.2设计思路 (4)3硬件设计与分析 (6)3.1原继电器控制电路与分析 (6)3.2 PLC控制电路分析 (7)3.3可编程控制器简介 (8)3.3.1 PLC的产生与发展 (8)3.3.2 PLC的基本结构与特点 (10)4纸板切割机的PLC控制系统设计 (20)4.1 PLC的环境技术条件设计 (20)4.2纸板切割机的加工工艺过程 (23)4.3纸板切割机的控制要求 (23)4.4 PLC型号的选择 (23)5设备布置图及程序说明 (24)5.1设备布置图 (24)5.2程序设计要求及程序说明 (24)5.2.1编程方法及编程规则 (24)5.2.2程序说明 (28)结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)引言造纸设备虽然种类繁多，具体传动结构也各异，但从系统组成来看都是由榨取、烘干、压光、卷取等几大部分组成，各部分都有电机驱动。