專(zhuān)利名稱(chēng)：一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于造紙傳動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置。
背景技術(shù)：
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民水平的提高，對(duì)各種紙的需求量越來(lái)越大；另一方面，眾所周知，造紙是ー項(xiàng)高耗能、高污染的行業(yè)，國(guó)家的宏觀調(diào)控政策要求新建或改造的造紙生產(chǎn)線必須具備大、中型以上的生產(chǎn)能力，這就對(duì)高速生產(chǎn)線的傳動(dòng)能力和傳動(dòng)精度有更加嚴(yán) 格的要求。傳統(tǒng)的造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)采用變頻器和按鈕結(jié)合，通過(guò)很多信號(hào)線相連接，用各種電信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)整臺(tái)造紙機(jī)的正常運(yùn)行，由于連接現(xiàn)場(chǎng)和調(diào)速器的線路眾多且距離長(zhǎng)(一般從幾十米到幾百米的距離不等)，往往造成信號(hào)衰減快，故障率高，維護(hù)量大，控制精度低等眾多缺點(diǎn)，使得造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)不能實(shí)現(xiàn)很高的車(chē)速運(yùn)行，特別是在中型、大型造紙機(jī)上，這種控制方式很難達(dá)到傳動(dòng)要求。因此，設(shè)計(jì)ー套通用型，具有多種高級(jí)控制模式的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置做預(yù)先驗(yàn)證對(duì)比可為改造和新建的高速、大型造紙傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)施起到良好的指導(dǎo)和實(shí)踐支撐作用。另外，由于造紙企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的技術(shù)水平普遍比較低，大部分企業(yè)ー線操作員最高學(xué)歷只有大專(zhuān)水平，因此，對(duì)大型傳動(dòng)系統(tǒng)的熟悉過(guò)程比較漫長(zhǎng)，設(shè)計(jì)ー套可以模擬實(shí)際造紙機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)各種控制功能的實(shí)驗(yàn)裝置，可以為企業(yè)員エ提供前期培訓(xùn)，使其與新系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接顯得十分必要。除以上外，裝置還可以提供大中專(zhuān)院校造紙自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)室用。

發(fā)明內(nèi)容
基于以上的實(shí)際需要，本發(fā)明在于提供一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，具有多種現(xiàn)場(chǎng)總線高級(jí)控制模式，其具有調(diào)速精度高，接線少，維護(hù)工作量低，全真模擬造紙傳動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)等特點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括上位計(jì)算機(jī)，PLC控制器，人機(jī)界面和至少ー組傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括與PLC控制器相連的變頻器，所述變頻器還連接有變頻電機(jī)，變頻器通過(guò)光纖連通編碼器。優(yōu)選的，所述的傳動(dòng)裝置為四組。優(yōu)選的，上位計(jì)算機(jī)和PLC控制器通過(guò)PPI總線連接，人機(jī)界面和PLC控制器通過(guò)PR0FIBUS和エ業(yè)以太網(wǎng)總線任意ー種連接，變頻器和PLC控制器通過(guò)PROFIBUS、CAN、エ業(yè)以太網(wǎng)和DEVICENET總線任意ー種連接，變頻器和編碼器通過(guò)光纖一一對(duì)應(yīng)連接，變頻器還連接有變頻電機(jī)。優(yōu)選的，所述的上位計(jì)算機(jī)I是適用于エ業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的エ業(yè)計(jì)算機(jī)。優(yōu)選的，所述的人機(jī)界面是彩色觸摸屏。
優(yōu)選的，所述的變頻器是交流異步變頻電機(jī)的調(diào)速裝置。本發(fā)明的顯著效果是
通過(guò)多種可選的高通訊速率現(xiàn)場(chǎng)總線作為控制信號(hào)的傳輸載體，節(jié)省大量數(shù)據(jù)信號(hào)線，施工的工程量大大降低；使用觸摸屏作為現(xiàn)場(chǎng)的操作平臺(tái)，省去所有按鈕，同時(shí)具有可視功能，一目了然；上位機(jī)集中控制功能一名技術(shù)人員即可控制整個(gè)生產(chǎn)線，同步性好，精確度高；整套傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)具有調(diào)速效果好、故障少，維護(hù)方便和易于接受的優(yōu)點(diǎn)。另外，多種可選的硬件組合和配套軟件控制功能可以滿(mǎn)足目前造紙エ業(yè)現(xiàn)場(chǎng)絕大部分中高速造紙生產(chǎn)線傳動(dòng)系統(tǒng)的模擬、參數(shù)檢測(cè)。


圖I為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本發(fā)明的控制軟件流程圖?！?br> 具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作進(jìn)ー步詳細(xì)說(shuō)明。參見(jiàn)圖1，一種基于四傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括上位計(jì)算機(jī)1、PLC控制器2、人機(jī)界面3和至少ー組傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括與PLC控制器相連的變頻器4，所述變頻器4還連接有變頻電機(jī)5，變頻器4通過(guò)光纖連通編碼器6。上位計(jì)算機(jī)I和PLC控制器2通過(guò)PPI總線連接，人機(jī)界面3和PLC控制器2通過(guò)PROFIBUS和エ業(yè)以太網(wǎng)總線任意ー種連接，變頻器4和PLC控制器2通過(guò)PROFIBUS、CAN、エ業(yè)以太網(wǎng)和DEVICENET總線任意ー種連接，變頻器4和編碼器6通過(guò)光纖一一對(duì)應(yīng)連接，變頻器4還連接有變頻電機(jī)5
本發(fā)明的工作原理是
第一，上位計(jì)算機(jī)I通過(guò)通訊電纜與PLC控制器2連接，在工作過(guò)程中，上位計(jì)算機(jī)I可以實(shí)時(shí)讀取PLC控制器2中的數(shù)據(jù)，在上位計(jì)算機(jī)I的組態(tài)畫(huà)面中顯示，同時(shí)記錄歷史數(shù)據(jù)，生成歷史數(shù)據(jù)報(bào)表和曲線，方便技術(shù)人員查閱；
另ー方面，上位計(jì)算機(jī)I可以根據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的要求修改配方數(shù)據(jù)發(fā)送PLC控制器2，通過(guò)PLC控制器2控制與之相關(guān)的設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制要求，達(dá)到單人即可控制整套系統(tǒng)。第二，PLC控制器2為系統(tǒng)控制核心，本系統(tǒng)中包含西門(mén)子、ABB和歐姆龍三種品牌可選的使用的PLC ；
PLC控制器2接受人機(jī)界面3或者上位計(jì)算機(jī)I的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)系統(tǒng)軟件處理(軟件可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)模擬要求更改功能參數(shù))，
如圖2軟件流程圖，軟件編程采用按功能的模塊化設(shè)計(jì)，不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)象只需更改主要幾個(gè)參數(shù)功能即可滿(mǎn)足要求。軟件完成的功能主要有按鍵掃描、加減速、緊紙、速度鏈和負(fù)荷分配等功能，獲得模擬現(xiàn)場(chǎng)的需求信號(hào)后，可以自動(dòng)完成參數(shù)匹配、調(diào)整，進(jìn)而通過(guò)總線控制變頻器4的各種信號(hào)輸出。具體執(zhí)行過(guò)程在系統(tǒng)接通電源后，PLC初始化程序中的各個(gè)預(yù)設(shè)存儲(chǔ)區(qū)參數(shù)，初始化完成后，進(jìn)行按鍵掃描，也就是對(duì)PLC端ロ的信號(hào)有無(wú)進(jìn)行掃描，端ロ的信號(hào)有加減速、緊紙和負(fù)荷分配三類(lèi)，當(dāng)檢測(cè)到加減信號(hào)后，調(diào)用內(nèi)部加減子程序，然后計(jì)算速比(各個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的速度值的比例)，計(jì)算結(jié)果送給速度鏈進(jìn)一歩驅(qū)動(dòng)變頻器執(zhí)行速度調(diào)整，緊紙和負(fù)荷分配是相對(duì)某幾個(gè)部分而言，所以相對(duì)獨(dú)立的執(zhí)行，當(dāng)檢測(cè)到緊紙或負(fù)荷信號(hào)后，調(diào)用相應(yīng)的子程序即可實(shí)現(xiàn)具體的調(diào)節(jié)功能，以上信號(hào)PLC處理完成后，經(jīng)過(guò)校驗(yàn)無(wú)誤后就可以送給執(zhí)行器-變頻器執(zhí)行傳動(dòng)的各個(gè)功能。第三，變頻器的主要功能是聽(tīng)從PLC控制器的指令信號(hào)，高精度的調(diào)節(jié)變頻電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使其符合模擬現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需要，為進(jìn)一歩提高調(diào)速精度，編碼器檢測(cè)的電機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)被反饋給相對(duì)應(yīng)變頻器的反饋端ロ，通過(guò)設(shè)置變頻調(diào)速器的參數(shù)實(shí)現(xiàn)高精度的閉環(huán)控制。第四，整個(gè)系統(tǒng)的所有信號(hào)傳遞都是通過(guò)一根通訊電纜來(lái)實(shí)現(xiàn)，核心通訊協(xié)議是目前エ控領(lǐng)域應(yīng)用最多的PR0FIBUS、CAN、エ業(yè)以太網(wǎng)和DEVICENET總線協(xié)議，傳輸速率高，通訊穩(wěn)定性強(qiáng)。 第五，本套實(shí)驗(yàn)裝置完全按照生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)物系統(tǒng)按比例縮小功率來(lái)設(shè)計(jì)，控制功能上包含所有實(shí)際實(shí)現(xiàn)的功能，可以根據(jù)需要自由接線組合硬件，同時(shí)對(duì)軟件做少許參數(shù)修改即可滿(mǎn)足控制需要，能做到熟悉快、掌握全面和與エ業(yè)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)縫對(duì)接。
權(quán)利要求
1.一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，包括上位計(jì)算機(jī)，PLC控制器，人機(jī)界面和至少一組傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括與PLC控制器相連的變頻器，所述變頻器還連接有變頻電機(jī)，變頻器通過(guò)光纖連通編碼器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的傳動(dòng)裝置為四組。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，上位計(jì)算機(jī)和PLC控制器通過(guò)PPI總線連接，人機(jī)界面和PLC控制器通過(guò)PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線任意一種連接，變頻器和PLC控制器通過(guò)PROFIBUS、CAN、工業(yè)以太網(wǎng)和DEVICENET總線任意一種連接，變頻器和編碼器通過(guò)光纖一一對(duì)應(yīng)連接，變頻器還連接有變頻電機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的上位計(jì)算機(jī)I是適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的工業(yè)計(jì)算機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的人機(jī)界面是彩色觸摸屏。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述的變頻器是交流異步變頻電機(jī)的調(diào)速裝置。
全文摘要
一種基于四個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的造紙機(jī)傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置，包括上位計(jì)算機(jī)，PLC控制器，人機(jī)界面和至少一組傳動(dòng)裝置，所述傳動(dòng)裝置包括與PLC控制器相連的變頻器，所述變頻器還連接有變頻電機(jī)，變頻器通過(guò)光纖連通編碼器，所述的傳動(dòng)裝置為四組，上位計(jì)算機(jī)和PLC控制器通過(guò)PPI總線連接，人機(jī)界面和PLC控制器通過(guò)PROFIBUS和工業(yè)以太網(wǎng)總線任意一種連接，變頻器和PLC控制器通過(guò)PROFIBUS、CAN、工業(yè)以太網(wǎng)和DEVICENET總線任意一種連接，變頻器和編碼器通過(guò)光纖一一對(duì)應(yīng)連接，變頻器還連接有變頻電機(jī)，節(jié)省大量數(shù)據(jù)信號(hào)線，施工的工程量大大降低同時(shí)可靠性大幅提高；使用觸摸屏作為操作平臺(tái)，省去所有按鈕，同時(shí)具有可視功能，一目了然；整套裝置系統(tǒng)具有調(diào)速效果好、故障少，維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102681521SQ201210193540
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月13日
發(fā)明者王紅艷, 陳景文 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)