在造纸机同步传动系统中的应用

　　【摘 要】现代化技术发展下，各项生产活动都有了不错的发展前景，造纸业作为人们日常生活中必不可少的一项生产工艺，将PLC技术应用于造纸机同步传动系统能够进一步提高造纸机的运行水平，提高生产质量与生产效率。
　　【关键词】PLC；造纸机；同步传动；传动系统
　　造纸过程中，一般经过四个环节，即制浆环节、调制环节、抄制环节和裁切环节。每一个环节对于造纸的质量都至关重要，需要根据生产需要改进技术，并对技术进行升级。目前，造纸加工车间的设备都采用了自动化技术。要确保设备运行质量，就要应用PLC控制系统（PLC）和变频控制系统对造纸进行自动化控制。特别是在翻板机上，纸卷会向一侧下沉，这通常是由于刹车片的运行失灵所引起的，需要调整刹车片的间隙。如果此时刹车片调整不当，就难以保证翻板机处于良好的运行状态。安装PLC控制系统和变频控制系统，相关问题可以通过自动化处理解决。
　　一、PLC在造纸机系统中的相关分析
　　（一）PLC控制系统在造纸厂的应用
　　造纸厂中所采用的PLC自动控制系统控制造纸过程中的制浆造纸和存储运输的控制以及造纸机器的启动与关闭控制。在进行造纸生产时，PLC系统保证造纸设备在工作时如果出现危害到周围人员和设备安全的故障就可以启动自我保护程序，完成一些保护性动作及联锁，避免事故的发生及扩大。同时，要对造纸设备重要的运行参数及状态进行实时监测，如果出现异常，控制系统能够及时启动报警功能，并自动启动或切断某些设备以保持工作负荷不再增加直到安全退出。为达到更快的集散控制速度，对造纸工艺过程进行高效的控制，增强系统的数据处理能力及抗干扰能力，采用冗余设计以保障系统的安全运行及工作效率，具备冗余功能的PLC具有广阔的应用前景。
　　（二）造纸机同步控制工艺要求
　　造纸生产过程具有多个同步传动单机，每个机组都有各自独立的拖动系统。与此同时，又要求各单元间的纸张运行线速度步调一致，即实现同步运动。造纸设备种类繁多，传动结构各异，但从系统组成来看均由压榨、烘干、压光、卷取等几个部分组成，各部分都有电机驱动。造纸工艺要求设备传动时保证纸张各部分的传送具有恒定速度及恒定张紧度，使用变频控制系统可使传动系统具备非常方便及精确的同步控制功能：（1）各分部传动点之间能保持固定的传动比，使各传动点上线速度保持一致；各单元均能同时升速或降速，避免各传动点之间因线速度相差太大而断纸；（2）连续平稳地拖动纸机运行；（3）具有平滑加减/速功能；（4）每点均可单独启停，单独微调，且设有爬行功能。
　　（三）PLC控制系统可以发挥职能控制的作用
　　造纸加工车间的各项设备能够安全稳定运行，需要安装PLC控制系统。要保证这些元器件使用中安全可靠，可在运行PLC控制系统的过程中，对各种元器件、电路的运行状态进行安全监察。一旦发现异常状况，要应用双路冗余带脉冲对改革元器件的接触点进行检查，包括设备的启动功能、接触点的接触情况等。所有的检查工作都要按照安全规范执行。PLC控制系统可以根据需要编写安全停止程序，使设备在运行中根据指令停止。即便是设备需要紧急停止，也要按照规定的环节执行，之后将设备按照顺序逐个关闭。PLC控制系统在进行安全停止程序的编写过程中，会使设备运行保证处于安全状态。如果是普通的PLC控制系统，可以编写类似的安全程序，使设备的安全等级有所提升。使用PLC控制系统可以提升设备的安全等级，其中还需要外围电路的积极配合。如果设计完善，可以提高设备运行的安全效率，确保安全系数达到95%以上。当然，进行电路设计和硬件使用时，所投入的成本也相应地有所提升。
　　二、PLC在造纸机同步传动系统中的应用
　　（一）全自动热缩包装控制系统中的应用
　　全自动热缩包装控制系统运行中，整条线路包括输送带、热缩机、围膜机以及打带机2台。所有的元器件中，主要的硬件是PLC控制系统、变频器、触摸屏、打带机、变频驱动电机等。对于造纸加工车间检测控制所获得的数据可以实时显示，同时还可以发挥工艺报警功能、参数设置功能以及控制功能。控制系统运行中，所发挥的传感器功能包括减速控制功能、温度测试控制功能、脉冲控制功能、限位控制功能以及计数控制功能、位置控制功能等。所獲得的信号使用模块传输到PLC控制系统，经过数据处理后，将信息传输到上位机和打印机。对驱动驱动编码器后，信号传输到PLC控制系统，并参与到对全自动热缩包装控制系统的逻辑控制中。PLC控制系统所发挥的是系统保护功能，并根据需要对系统的功能进行调整和控制，完成数据采集任务。
　　（二）PLC控制开卷架刹车系统
　　纸卷的线速度（V）就是切纸机车速电机刹车或气动刹车盘上的编码器测得纸卷的角速度（ω），切纸机的PLC依据基础公式V=ω×r可以计算出纸卷任意时刻的半径，操作人员设定纸幅需要的张力，从而电机刹车或是气动刹车需要的扭力为T×r。T是由操作人员设定，r是由PLC计算获得。通常的设定检测频率为纸卷每旋转一圈检测一次，该系统可以随直径的变换不间断的调整刹车盘的扭力。该系统称之为渐减系统，因纸卷的直径不断减小且扭力也逐渐减小以保证合适的纸幅张力。刹车压力控制是成比例的（刹车片和刹车盘），刹车压力由压力传感器检测。因此PLC需要获得纸卷每转的直径值来得出正确的压力并执行。
　　（三）面向对象中的应用
　　面向对象程序设计方法直接以现实世界的实体或者概念为中心来思考问题，根据事物的本质特征把它们抽象为对象，作为构建软件系统的基础。也就是说，面向对象是对复杂事物简单化，将具有相同或相似结构、操作、约束条件以及具有相同数据的对象进行合理的集合归类，不同类之间采用入口参数判别方法加以区分，并建立起类的数据结构；而后将类的属性和方法封装到具有适当定义的接口容器；最后将不同的类通过消息实现联系通信。这样就将系统流程的实现变成封装模块的简单调用。
　　（四）Milltex切纸机的变频控制系统
　　PLC控制系统的控制系统采用通讯管理方式，除了使用横切电机和牵引电机外，还要对控制板进行设计。所有的工作都是远程控制。为Milltex切纸机配置变频控制系统，需要对横切单元、叠纸部的真空抽吸电机以及牵引辊等，均采用特殊的线路连接方式。横切驱动电机和传输数据都使用通讯电缆进行连接。对于数据处理，则采用变频器和编码器完成。操作变频器在对参数进行设置和显示的过程中，还要通过通讯接口进行连接。通信则要通过控制面板和PC编程来完成。关于变频器的调整和更换，可以启动报警系统完成。如果故障没有清除，则要按照说明书中给出的提示排除故障。在安装变频器的过程中，还要下载有关参数。安装过程中，只要安装存有参数的电脑芯片即可。
　　三、结语
　　造纸厂PLC控制系统进行冗余设计时要根据控制过程的复杂情况与规模进行选择。对于控制规模较大且较为复杂的情况，为提高系统运行的稳定可靠性，优先选择高速CPU冗余系统。对于中小纸厂来说，应当首选成本较低的中性PLC冗余系统，在加强PLC技术应用的同时考虑兼容性技术服务，有助于造纸厂生产经营效率的提高。
　　【参考文献】
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