第六章復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試

6.1復(fù)卷機(jī)機(jī)械電氣特性和規(guī)定

6J.1復(fù)卷機(jī)型式及工作特性簡介

由卷紙機(jī)卷得紙卷比較松軟，內(nèi)部也許會(huì)有破損或斷頭，兩側(cè)邊沿不整潔，紙幅寬度等

多不能直接使用于紙加工或印刷等機(jī)器，大某些紙種（如新聞紙、凸版印刷紙、包裝紙等）

必要通過復(fù)卷機(jī)切邊、分切、接頭、在紙卷芯上重卷形成一定規(guī)格、一定緊度規(guī)定成品紙卷

才干出廠。

普通復(fù)卷機(jī)安裝在緊接著造紙機(jī)背面，它是造紙機(jī)械中運(yùn)營車速最快機(jī)器，其車速達(dá)

15007800米/分，最高達(dá)2500米/分以上。

復(fù)卷機(jī)型式較多，依照需要在復(fù)卷機(jī)中還可以配備其她裝置，成為聯(lián)合機(jī)臺(tái)。復(fù)卷機(jī)基

本上可以分為下列五種：

（1）上引紙復(fù)卷機(jī)

（2）下引紙復(fù)卷機(jī)

（3）單輯復(fù)卷機(jī)

（4）專用復(fù)卷機(jī)

（5）薄紙復(fù)卷機(jī)

下面將簡樸簡介這幾種復(fù)卷機(jī)構(gòu)造特點(diǎn)及其性能。

1、上引紙復(fù)卷機(jī)

在上引紙復(fù)卷機(jī)中，紙幅通過縱切機(jī)構(gòu)，繞過壓紙餛，而后卷在卷紙軸上。紙卷由兩個(gè)

支承輯支承，紙卷中心隨著紙卷直徑增大而升高，壓紙餛和縱切機(jī)構(gòu)也同步向上移動(dòng)。這種

型式長處是易于引紙，構(gòu)造簡樸，操作以便，維修容易，但也有局限性之處。由于壓紙根和

縱切機(jī)構(gòu)壓到紙卷上，成果導(dǎo)致紙卷與支承輻壓區(qū)壓力增大，如無壓紙限縱切機(jī)構(gòu)懸秤裝置

時(shí)，則易于產(chǎn)生硬紙卷（壓區(qū)負(fù)載越大，紙卷越硬）：另一方面，紙幅在壓紙輯后就直接卷

到紙卷上，靠調(diào)節(jié)兩個(gè)支承相傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩來控制硬度也許性很小，甚至不也許，因而控制紙卷

硬度能力有限，特別是在卷取軟紙卷狀況下更是如此。再次，因縱切機(jī)構(gòu)隨時(shí)向上移動(dòng)，當(dāng)

機(jī)件磨損和變形以及安裝質(zhì)量欠佳時(shí)，容易導(dǎo)致縱切機(jī)構(gòu)軸向竄動(dòng)，引起切開紙邊互相搭接

而導(dǎo)致分卷困難。此外，由于車速和幅寬增大，在高速復(fù)卷大直徑紙卷時(shí)也許變得很龐大，

以至構(gòu)造上不易解決。

2、下引紙復(fù)卷機(jī)

下引紙復(fù)卷機(jī)是從機(jī)臺(tái)下面送入紙幅使其繞過某一種支承糧再卷上紙卷，紙從退紙卷上

引過下方幾種引紙耨，通過固定位置縱切機(jī)構(gòu)，繞過前支承輯（按紙行方向數(shù)第二耨）或后

支承輻，然后卷在卷紙軸上。其示意如圖6-1所示：

在復(fù)卷過程中，紙幅張力力圖把紙卷拉向支承短，使逐漸增大紙卷得以穩(wěn)定，并在高速

卷取時(shí)能保證紙卷質(zhì)量。該類型復(fù)卷機(jī)還可運(yùn)用變化兩個(gè)支承輯傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩差，結(jié)合壓紙根與

紙卷間壓區(qū)壓力調(diào)節(jié)，對(duì)紙卷質(zhì)量作較好控制。

此類復(fù)卷機(jī)縱切機(jī)構(gòu)安裝在固定位置上，避免了軸向竄動(dòng)，易于分卷；并且大某些轉(zhuǎn)動(dòng)

部件接近地面，重心底，在高速運(yùn)營中依然保持穩(wěn)定，因而它使用得較廣泛。且車速可達(dá)

2500米/分。幅寬達(dá)10米，能解決從低定量紙直到紙板等品種。它缺陷是不易接近

機(jī)臺(tái)，不便于引紙和調(diào)節(jié)舒展桿，為此經(jīng)常在機(jī)臺(tái)下方設(shè)一地坑，使得操作工人易于接近,

有時(shí)還裝設(shè)自動(dòng)引紙機(jī)構(gòu)和遠(yuǎn)而控制舒展桿，以克服其缺陷。本章設(shè)計(jì)將重要針對(duì)雙支承輯

卜.引紙復(fù)卷機(jī)。下引紙復(fù)卷機(jī)尚有某些其他型式，因其易于接近縱切機(jī)構(gòu)和舒展器以及容易

分卷，故較多用于窄幅紙卷。本章重要簡介復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)就是基于這種構(gòu)造。

3、單據(jù)復(fù)卷機(jī)

單根復(fù)卷機(jī)是一種專用機(jī)臺(tái)。該機(jī)重要用于超級(jí)壓光紙和涂布機(jī)之前紙幅整飾，切齊紙

卷兩側(cè)端面，粘接斷頭，去除不合格紙張。它有一種支承根，紙卷支承于水平導(dǎo)軌上，構(gòu)造

型式與圓筒卷紙機(jī)相似。紙卷硬度靠氣缸操縱桿臂朝支承根方向?qū)埦砑迂?fù)載來控制。

4、專用復(fù)卷機(jī)

復(fù)卷特殊紙種如低定量印刷紙、壓感紙、聚乙烯涂布紙、硅酮涂布紙、雙面超壓美術(shù)紙

和玻璃紙等時(shí)，規(guī)定較高。在雙車?yán)?fù)卷機(jī)上，紙卷與支承根間壓力隨紙卷直徑增大而增長，

導(dǎo)致過大紙卷硬度和其他紙卷疵病。雖然這些問題也許借助壓力懸秤機(jī)構(gòu)將紙卷減重而在一

定限度上有所克服，但還不能令人滿意。因而，其中某些紙種只能在雙輻復(fù)卷機(jī)上復(fù)卷較小

紙卷，而另某些紙種甚至不能在雙輯復(fù)卷機(jī)上復(fù)卷。

為了適應(yīng)這些對(duì)硬度控制非常敏感紙種，發(fā)展了各種類型專用復(fù)卷機(jī)，如單根雙面復(fù)卷

機(jī)、雙根雙面復(fù)卷機(jī)，其共同點(diǎn)是紙卷質(zhì)量不支承在支承較上。

5、薄紙復(fù)卷機(jī)

薄紙復(fù)卷機(jī)用于復(fù)卷薄紿紋紙，最多可同步卷取四層薄紙。近年來，實(shí)現(xiàn)了在復(fù)卷部進(jìn)

行紙幅壓光，因此復(fù)卷機(jī)演變成為涉及退卷、壓光和復(fù)卷聯(lián)合機(jī)組。這種復(fù)卷機(jī)靠速差來復(fù)

卷具備既定起紿比率經(jīng)紋紙，并且在復(fù)卷周期中保持恒定。因而，它比普通復(fù)卷機(jī)所需傳動(dòng)

精度規(guī)定更高。

薄紙復(fù)卷機(jī)按所用縱切機(jī)構(gòu)型式有兩種不同紙幅線路。直到近來，薄紙復(fù)卷機(jī)都配用壓

切式縱切機(jī)構(gòu)。它便于調(diào)節(jié)分切寬度，其壓潰作用對(duì)幾層薄紙產(chǎn)生切邊封口效應(yīng)。隨著車速

和幅寬增大，這種機(jī)構(gòu)易發(fā)生下刀*昆（砧輻）發(fā)顫狀況，因而，高速時(shí)，壓切式縱切機(jī)構(gòu)被

剪切式縱切機(jī)構(gòu)所取代，后者是不受車速影響。

薄紙復(fù)卷機(jī)最佳是采用大直徑卷紙軸以實(shí)現(xiàn)紙卷減重。為了控制紙卷緊密度并獲得大直

徑紙卷，可以采用氣缸控制懸秤機(jī)構(gòu)，以保證壓區(qū)線壓力恒定。

6.1.2紙卷質(zhì)量指標(biāo)及控制規(guī)定描述

1、質(zhì)量指標(biāo)

不同類型紙應(yīng)選用相應(yīng)類型復(fù)卷機(jī)來進(jìn)行復(fù)卷，復(fù)卷出成品紙卷質(zhì)量指標(biāo)不同，它們對(duì)

復(fù)卷機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)規(guī)定也是不同，這一章將重要簡介雙支承相下引紙復(fù)卷機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)

重要應(yīng)用于第卷書寫紙、靜電復(fù)印紙、板紙等復(fù)卷，對(duì)于此類紙種成品紙卷質(zhì)量指標(biāo)如下：

具備足夠硬度，并且內(nèi)緊外松、徑向硬度分布均勻，以保證紙卷在運(yùn)送、儲(chǔ)存過程中不

變形、不崩裂，在印刷設(shè)備或其他加工設(shè)備上能平穩(wěn)運(yùn)營。

2、控制規(guī)定

復(fù)卷出成品紙卷形態(tài)優(yōu)劣在很大限度上取決于復(fù)卷機(jī)性能。一臺(tái)完善復(fù)卷機(jī)必須具備下

列幾種機(jī)能：

（I）壓紙輯壓力自動(dòng)程序控制；

（2）支承輯轉(zhuǎn)矩自動(dòng)程序控制；

（3）自動(dòng)張力控制；

（4）電力驅(qū)動(dòng)“撓性”起動(dòng)和恰當(dāng)速度程序控制。

下面將分別從運(yùn)營機(jī)理上分析這幾種程序控制機(jī)構(gòu)。

（1）壓紙輻壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

卷取過程中成品紙卷直徑在逐漸增大，成品紙卷重量在逐漸增K,成品紙卷與兩底相接

觸點(diǎn)也在變化，這就是說如果壓紙*昆施加壓力恒定話，成品紙卷與兩底較接觸點(diǎn)之間壓力也

在變化。為此如果盼望最佳紙卷形態(tài)話，就必要借釋放壓紙輻施加壓力負(fù)荷來補(bǔ)償上述兩項(xiàng)

因素影響，才干獲得成品紙卷與兩底短接觸點(diǎn)之間壓力恒定規(guī)定。

壓紙輪作用力對(duì)紙卷緊度有較大影響。壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)作用是保持紙卷與支承輪壓區(qū)壓力

穩(wěn)定，約為1~1.2公斤力/厘米（約為17.2千牛/米），這就防止在初卷時(shí)因紙卷軸太輕而打

滑以及在復(fù)卷后期因壓力太大而卷得太緊。對(duì)某些紙卷來說，壓紙*昆應(yīng)是有自動(dòng)控制，以便

對(duì)紙幅施加附加作用力。

從上面分析可知，壓紙根壓力一是保證紙卷與底輯間產(chǎn)生足夠摩擦力，而不至于打滑；

二是壓紙輯壓力將直接影響著紙根硬度。工藝規(guī)定必要保持壓區(qū)壓力恒定，但從背面對(duì)復(fù)卷

機(jī)壓區(qū)壓力分析將可以看出，為保證壓區(qū)壓力恒定，壓紙輻液壓系統(tǒng)釋放壓力與成品紙卷直

徑之間關(guān)系是非線性特性。

在沒有調(diào)節(jié)壓紙轆壓力懸秤機(jī)構(gòu)時(shí)，紙卷和支承輯之間線壓力增長速度稍慢于紙卷重量

增長速度，但它總是隨著紙卷直徑增大而增長。

在IH式復(fù)卷機(jī)上，壓力懸秤機(jī)構(gòu)是采用機(jī)械懸秤裝置。為了增長懸垂力，而將重物懸在

固定于橫軸卜.凸輪或偏心輪上，在該軸上裝有鏈輪，用鏈條與壓紙*昆或紙卷軸連接，紙卷直

徑增大時(shí)，橫軸就轉(zhuǎn)動(dòng)，使重物固定端凸輪臂增長，這就能使懸秤力增長。

在新式復(fù)卷機(jī)上，調(diào)節(jié)壓力是自動(dòng)程序控制，它們采用氣壓式或液壓式懸秤機(jī)構(gòu)。它涉

及有電氣程序控制單元、電磁減壓閥和懸稱油缸等，變化懸稱油缸內(nèi)油壓就可得到不同懸秤

力。

業(yè)已理解到，對(duì)許各種紙來說，僅僅有壓紙輯壓區(qū)壓力程序控制，還不能生產(chǎn)出質(zhì)量良

好紙卷。同樣，恰當(dāng)支承輯轉(zhuǎn)矩程序控制，也不能單獨(dú)地完全達(dá)到目的。只有壓紙輯壓區(qū)壓

力程序控制和支承轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩程序控制恰當(dāng)配合，才干卷成從紙卷芯到外層硬度甚為均勻紙卷。

（2）支承策轉(zhuǎn)矩程序控制

為了獲得優(yōu)質(zhì)紙卷，支承輻轉(zhuǎn)矩或速度控制必要滿足恰當(dāng)條件。如使用速度控制，支承

輯間速差幅度應(yīng)不大于0.2%,且當(dāng)紙卷直徑增大時(shí)，兩支承輯速度必要接近（1：1）諸多

速差系統(tǒng)并未按此方案設(shè)計(jì)，故收效有限。

對(duì)許多紙種來說，在起動(dòng)時(shí)要用正速差，使得卷芯處卷得緊，而在直徑卷大后來又但愿

有負(fù)速差，使紙卷外層卷得松些。如無精度高而配制恰當(dāng)速差程序控制，是不能達(dá)到這種規(guī)

定。在這里先要闡明一句，這里說速差控制是指速度給定差控制，先后兩支承抿?qū)嶋H速度其

實(shí)是同樣，只但是因速度給定差存在使得它們所承肩負(fù)荷不同樣，因而，這里所說速差控制

實(shí)質(zhì)上也是轉(zhuǎn)矩差控制。

轉(zhuǎn)矩程序控制普通是控制前支承轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，其大小隨著紙品種而異，并需要在現(xiàn)場做實(shí)驗(yàn)

來選定。大概趨勢是在起動(dòng)時(shí)差不多所有轉(zhuǎn)矩施加于前支承輯上，使紙卷繃緊，隨著紙卷直

徑增大，前支承車?yán)マD(zhuǎn)矩逐漸變小，后支承輯轉(zhuǎn)矩不不大于前支承*昆，直到兩支承里轉(zhuǎn)矩相匹

配為止。然而，應(yīng)當(dāng)強(qiáng)調(diào)，轉(zhuǎn)矩程序控制最重要還是起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩。

（3）張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

紙幅張力控制是保證紙卷形態(tài)至關(guān)重要因素之一，紙幅張力最重要作用是展平紙幅，同

步穩(wěn)定紙幅張力還將避免紙幅橫向偏移。紙幅張力大小對(duì)紙卷硬度影響并不是核心因素，由

于壓紙物壓力以及先后底物之間轉(zhuǎn)矩差對(duì)紙卷硬度有著更大限度影響。因此復(fù)卷機(jī)運(yùn)營中普

通是將紙幅張力調(diào)節(jié)到能保證使紙幅展平，至于盼望紙卷具備較大硬度話，可以采用增大壓

紙輻壓力和增大先后底輻之間轉(zhuǎn)矩差來實(shí)現(xiàn)。

紙幅在復(fù)卷過程中，紙張力大小重要由紙種來決定，普通為0.3~2公斤力/厘米（約為

0.3~2千牛/米）。對(duì)的地選用紙張力能在一定限度上改進(jìn)紙卷質(zhì)量，減小斷頭，保持復(fù)卷機(jī)

工作穩(wěn)定。因而，復(fù)卷機(jī)傳動(dòng)應(yīng)自動(dòng)地保持張力穩(wěn)定，并能依照生產(chǎn)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)范

疇普通為I：4,張力最大波動(dòng)值不應(yīng)超過±10%,最小張力為0.3公斤力/厘米左右（約

為0.3千牛/米）。

紙幅紙力控制分為直接張力控制和間接張力控制兩種，普通來說，直接張力控制精度

高，需要安裝張力傳感器，投資較高；間接張力控制方式不如直接張力控制精度高，投資較

底。兩種不同控制方式依照不同使用場合選用。

不論采用直接張力控制方式還是采用間接張力控制方式，為了防止升、降速時(shí)瞬間機(jī)械

設(shè)備通過紙幅突然發(fā)生傾斜，導(dǎo)致紙幅橫向竄動(dòng)或斷頭，必要可以預(yù)設(shè)靜止張力。對(duì)于規(guī)定

高精度張力控制及高生產(chǎn)率復(fù)卷機(jī)系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)考慮動(dòng)態(tài)補(bǔ)償環(huán)節(jié)，用以減小升降速過程中紙

幅張力變化。

張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)有各種型式。原始張力機(jī)構(gòu)是用手操縱制動(dòng)器來獲得張力，因其操作復(fù)雜

且張力大小不一致，僅合用于老式低速復(fù)卷機(jī)上。較完善張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，在整個(gè)工作速度范

疇內(nèi)，能自動(dòng)檢測并控制張力使之保持恒定，也就是前面所說直接張力控制。它基本上也可

以分為兩種：一種是在退紙卷背面配備檢查張力用浮動(dòng)鞋，把紙張力大小引起輯筒移動(dòng)變?yōu)?/p>

氣壓信號(hào)或電信號(hào)，由制動(dòng)器進(jìn)行控制；另一種是在退紙里背面安裝張力計(jì)，把張力大小轉(zhuǎn)

變成反饋信號(hào)與給定信號(hào)相比較，通過恰當(dāng)調(diào)節(jié)器進(jìn)行調(diào)節(jié)后，直接控制制動(dòng)發(fā)電機(jī)制動(dòng)力

矩進(jìn)行自動(dòng)張力控制。

本章將要簡介復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)，就是采用帶有制動(dòng)發(fā)電機(jī)電氣控制來控制退卷張力。在

退紙轉(zhuǎn)運(yùn)營時(shí)，退紙根電動(dòng)機(jī)事實(shí)上處在發(fā)電回饋制動(dòng)狀態(tài)。為適應(yīng)高速和大卷徑變化范

疇，也是為了克服張力大滯后給復(fù)卷機(jī)直接張力控制系統(tǒng)帶來不便，在采用直接張力控制時(shí)

可增設(shè)采用前饋控制，這種辦法可使復(fù)卷機(jī)獲得良好性能。

（4）電力驅(qū)動(dòng)“撓性”起動(dòng)及恰當(dāng)速度程序控制

為了使紙幅不承受沖擊張力，減少不必要斷頭，復(fù)卷機(jī)起動(dòng)總是但愿越平穩(wěn)越好。給調(diào)

速系統(tǒng)轉(zhuǎn)速電流雙閉環(huán)前加入給定積分器，有助于亞卷機(jī)平穩(wěn)起動(dòng)，給定積分器時(shí)間常數(shù)越

大，系統(tǒng)起動(dòng)越平穩(wěn)。因此給定積分器在復(fù)卷機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)中有著十分重要作用，其積分時(shí)間

常數(shù)可在較大范疇內(nèi)調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同加工工藝規(guī)定。

同樣，復(fù)卷機(jī)在升速、降速時(shí)也總是但愿速度變化越平穩(wěn)越好，S型曲線升降速控制具

備加速度加速度為常數(shù)特性，這正好符合復(fù)卷機(jī)在升速、降速時(shí)但愿速度變化平穩(wěn)規(guī)定。

以上四點(diǎn)是為了滿足復(fù)卷工藝，電控系統(tǒng)所必要具備調(diào)節(jié)機(jī)能。除此之外，發(fā)卷機(jī)對(duì)電

控系統(tǒng)尚有其他規(guī)定，涉及糾偏，自動(dòng)檢測到斷紙后能緊急剎車，對(duì)液壓站、氣站連鎖控

制，對(duì)圓刀控制，計(jì)長等，這些方面在詳細(xì)設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)都要考慮到。

前面討論都是環(huán)繞著要獲得良好紙卷形態(tài)而應(yīng)有控制規(guī)定及普通控制辦法，事實(shí)上廠家

在選購復(fù)卷機(jī)時(shí)，復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)能力也是一種核心因素。

分析復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)能力時(shí)，要考慮到復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)中兩個(gè)特點(diǎn)：（I）復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)能力應(yīng)與

造紙機(jī)生產(chǎn)能力相適應(yīng)，否則將影響造紙車間生產(chǎn)持續(xù)性。（2）復(fù)卷機(jī)是一種間歇性生產(chǎn)

機(jī)器，影響復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)能力重要因素是復(fù)卷機(jī)紙寬、車速、輔助工序所需時(shí)間和卷取紙卷直

徑。

復(fù)卷機(jī)幅寬是和造紙機(jī)相適應(yīng)，沒有選取余地。

復(fù)卷機(jī)車速和輔助工序所需時(shí)間（決定于復(fù)卷機(jī)機(jī)械化限度）對(duì)其生產(chǎn)能力影響，在不

同條件卜.是不同。對(duì)低速復(fù)卷機(jī)提高車速能明顯增長其生產(chǎn)能力。但對(duì)于高速復(fù)卷機(jī)，僅僅

進(jìn)一步提高其車速時(shí)，對(duì)其生產(chǎn)能力提高沒有明顯影響c

卷取紙卷大小可以影響到復(fù)卷機(jī)中輔助工序所需時(shí)間比例，因而也能影響到復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)

能力。

當(dāng)代化復(fù)卷機(jī)車速已經(jīng)很高，達(dá)2500米/分以上，但真正在最高車速下運(yùn)轉(zhuǎn)射間是很

短。相反，用在輔助工序上時(shí)間所占比重越來越大。因比使輔助工序機(jī)械化，減小輔助工序

所需時(shí)間，對(duì)提高復(fù)卷機(jī)生產(chǎn)能力是很故意義。由于電子技術(shù)奔騰發(fā)展，高度自動(dòng)化、智能

化復(fù)卷機(jī)已在國外問世，如分蘭VALWET公司可提供車速2500米/分，除接頭需要人工解決

外，整個(gè)卷取過程能自動(dòng)完畢夏卷機(jī)，甚至變化分切規(guī)格都可自動(dòng)完畢，用在輔助工序上時(shí)

間非常短并且操作工人非常輕松。顯示出復(fù):卷機(jī)電氣傳動(dòng)此后發(fā)展方向。

6.1.3系統(tǒng)配備與控制方案

從以上對(duì)復(fù)卷機(jī)控制規(guī)定分析可知，復(fù)卷機(jī)對(duì)主傳動(dòng)控制精度規(guī)定很高，此前復(fù)卷機(jī)電

控系統(tǒng)由于當(dāng)時(shí)水平限制，大某些采用單臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)前、后底根，而退紙較采用磁粉

制動(dòng)來產(chǎn)生退卷張力，壓紙輯壓力要靠手動(dòng)來調(diào)節(jié)，這樣就不能實(shí)現(xiàn)對(duì)先后底根自動(dòng)轉(zhuǎn)矩控

制，對(duì)退紙輻制動(dòng)力矩控制、對(duì)壓紙輯壓力控制都是不平滑和不精準(zhǔn)。

當(dāng)前復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)配制各式各樣，可靈活實(shí)現(xiàn)各種特殊規(guī)定。為了能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)靈活控

制，雙支承輯下引紙復(fù)卷機(jī)前底轉(zhuǎn)、后底輻、退紙較普通均采用有傳動(dòng)控制。本章將重要簡

介在各紙廠廣范應(yīng)用雙支承輯下引紙復(fù)卷機(jī)電控系統(tǒng)配備及相應(yīng)控制方案。

從前面分析已知，復(fù)卷時(shí)把原紙卷吊放在退紙架上，紙芯放在先后兩底相上，頂緊，系

統(tǒng)在低速爬行狀態(tài)下把紙從退紙*昆上引過來經(jīng)導(dǎo)輯引至紙芯上，粘貼好后來再讓系統(tǒng)工作在

車速較高運(yùn)營狀態(tài)，因此系統(tǒng)有引紙和運(yùn)營兩種工作狀態(tài)。相應(yīng)「復(fù)卷機(jī)引紙與運(yùn)營兩種工

作狀態(tài)：引紙時(shí)，兩底根和退紙根都應(yīng)工作在引紙低速也動(dòng)狀態(tài)，三個(gè)單元線速度應(yīng)基本一

致，以保持一定引紙張力；運(yùn)營時(shí)，要復(fù)卷出符和規(guī)定紙卷，電控系統(tǒng)必要滿足一定規(guī)定：

(1)作為主傳動(dòng)單元后底粒轉(zhuǎn)速?zèng)Q定著復(fù)卷機(jī)總車速，前底根車速跟隨后底*昆，它們

之間控制還需考慮成品紙卷內(nèi)緊外松規(guī)定對(duì)前、后底根負(fù)荷分派控制。

(2)退紙輯控制，在退卷過程中，退紙卷直徑越來越小，要保持退卷張力恒定，退紙

輯制動(dòng)力矩應(yīng)隨卷徑變化而變化，其外在體現(xiàn)是退紙轉(zhuǎn)車速隨卷徑變化而變化。

(3)壓紙輻壓力自動(dòng)程序控制。

(4)為了使紙幅在加減速及起動(dòng)過程中不受沖擊張力，及卷機(jī)應(yīng)有S型升降速控制。

從以上分析可知，復(fù)卷機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)核心是對(duì)主傳動(dòng)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，因此從調(diào)速方

式方面，普通可將復(fù)卷機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)分為兩種配備：一種是主傳動(dòng)為直流電機(jī)直流調(diào)速電

控系統(tǒng)：一種是主傳動(dòng)為交流電機(jī)交流調(diào)速電控系統(tǒng)。

無論采用哪種配備，對(duì)于主傳動(dòng)來說最后都要達(dá)同樣目，即：

(1)前、后底輻傳動(dòng)中，底輻轉(zhuǎn)速?zèng)Q定著復(fù)卷機(jī)車速，需有如下幾種功能：

①最低引紙速度。

②S型升降速特性。

③前、后底輻之間力矩差控制。

(2)退紙*昆傳動(dòng)重要是在復(fù)卷機(jī)運(yùn)營中產(chǎn)生制動(dòng)力用于保持紙幅張力，引紙過程產(chǎn)生

電動(dòng)力獲得引紙速度。且需有：

①正向點(diǎn)動(dòng)，反向點(diǎn)動(dòng)。

②靜止張力給定。

③間接或直接張力控制。

④成品紙卷長度顯示。

如選用調(diào)速裝置能實(shí)現(xiàn)智能控制，則可以運(yùn)用這些調(diào)速裝置直接構(gòu)成較簡樸復(fù)卷機(jī)電控

系統(tǒng)。如紙種對(duì)電控系統(tǒng)控制性能及精度規(guī)定較高，或顧客對(duì)復(fù)卷機(jī)自動(dòng)化限度規(guī)定較高，

則系統(tǒng)還需配備可編程控制器和觸摸屏。由于直流調(diào)速裝置與交流調(diào)速裝置控制辦法不同，

調(diào)速性能也不同，因而在實(shí)現(xiàn)以上特定規(guī)定期候，電控系統(tǒng)控制方案也大相徑庭。接下來幾

節(jié)中，將分別對(duì)它們進(jìn)行詳細(xì)簡介。

6.2應(yīng)用于復(fù)卷機(jī)主傳動(dòng)控制直流傳動(dòng)裝置簡介

直流電機(jī)具備良好起制動(dòng)性能，宜于在廣泛范疇內(nèi)調(diào)速，并且人們對(duì)直流調(diào)速技術(shù)結(jié)識(shí)

比交流調(diào)速早，在理論上和實(shí)踐上都比較成熟，因而，在國內(nèi)大某些復(fù)卷機(jī)主傳動(dòng)都是采用

直流電機(jī)。

此前復(fù)卷機(jī)大都采用分立元件構(gòu)成直流調(diào)速裝置，用模仿電路進(jìn)行控制，控制精度低，

維修量大，并且很難實(shí)現(xiàn)智能控制。對(duì)F復(fù)卷機(jī)傳動(dòng)控制系統(tǒng)，它前、后底輻，退紙柜負(fù)載

在卷紙退卷過程中是個(gè)時(shí)變、非線性量，采用模仿控制辦法遇到了困難。重要有三點(diǎn)：

（1）模仿調(diào)節(jié)器參數(shù)是固定，難以適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)大范疇變化。

（2）用模仿器件難以實(shí)現(xiàn)記憶存儲(chǔ)和復(fù)雜計(jì)算。

（3）模仿控制方式難以實(shí)現(xiàn)非線性控制規(guī)律、自適應(yīng)控制規(guī)律和自尋優(yōu)控制規(guī)律。

當(dāng)前，各種品牌數(shù)字式直流調(diào)速裝置已大量使用，這些裝置在主電路上采用模塊化構(gòu)

造，在主控回路用多是集成化電路，再加上微解決機(jī)存儲(chǔ)記憶、計(jì)算、判斷、通訊功能、內(nèi)

部數(shù)字化量傳遞與控制等，使得裝置不但工作穩(wěn)定可靠，并且可依照實(shí)際需要對(duì)裝置控制參

數(shù)進(jìn)行恰當(dāng)修改即組態(tài)，以達(dá)到咱們所需要控制性能。

當(dāng)前國內(nèi)外各品牌直流調(diào)速裝置較多，各紙廠應(yīng)用較多有歐陸590、西門子、ABB,它

們?cè)谡髦麟娐芳爸骺仉娐返扔布鋫渖洗笸‘悾皇窃谲浖O(shè)計(jì)上各有特色。本節(jié)重要

以在國內(nèi)應(yīng)用較為廣泛歐陸590為例，簡介應(yīng)用于復(fù)卷機(jī)主傳動(dòng)控制直流直流調(diào)速裝置。

6.2.1590總體簡介

590控制回路由微解決機(jī)中心控制，采用許多可依照實(shí)際規(guī)定自由搭配功能模塊，還可

實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速環(huán)及電流環(huán)參數(shù)自整定或手動(dòng)整定。590電動(dòng)機(jī)速度控制裝置，是作為與配套控制

設(shè)條安裝在原則箱內(nèi)部件而設(shè)計(jì)。控制裝置使用交流U0V到500V3相原則電壓，提供直流輸

出電壓和電流，用于電樞和勵(lì)磁，合用于直流她激電動(dòng)機(jī)和永磁電動(dòng)機(jī)控制。

590系列控制，是用16位微解決器實(shí)現(xiàn)，它具備許多先進(jìn)性能：

（1）復(fù)雜控制算法，這是簡樸模仿技術(shù)無法實(shí)現(xiàn)。

<2）原則軟件模塊與可組態(tài)軟件控制電路相結(jié)合。

（3）通過串行線路，可與其他傳動(dòng)裝置或主計(jì)算機(jī)通訊，能構(gòu)成先進(jìn)過程系統(tǒng)。

電動(dòng)機(jī)電樞控制裝置，有再生和非再生兩種型式。

非再生控制裝置，由一種全控晶閘管橋構(gòu)成，具備瞬態(tài)過載保護(hù)和配套電子控制電路；

在一種選定旋轉(zhuǎn)方向上，提供精準(zhǔn)速度和（或）轉(zhuǎn)矩控制。

再生控制裝置，由兩個(gè)全控晶間管橋和高檔電子控制裝置構(gòu)成，在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上，能

控制加速和減速，以及速度與轉(zhuǎn)矩。

各種形式電樞控制裝置，都配備勵(lì)磁調(diào)節(jié)器作為原則部件。該調(diào)節(jié)器，由一單相全波半

控品閘管構(gòu)成，有瞬態(tài)過載保護(hù)。該調(diào)節(jié)器提供固定電壓源或電流源，取決于所選取恒轉(zhuǎn)矩

運(yùn)營方式。勵(lì)磁電流工作方式，還可以進(jìn)一步得到加強(qiáng)，以便為規(guī)定擴(kuò)大速度控制范疇和恒

功率控制系統(tǒng)，提供一種削弱磁場范疇。

控制電路與電源電路完全隔離，從而簡化了系統(tǒng)內(nèi)部控制裝置之間接線，并改進(jìn)了操作

安全性?？刂齐娐纷詣?dòng)調(diào)節(jié)，可接受40—70HZ范疇內(nèi)電源頻率，而具備抗電源干擾性能。電

樞控制裝置，不受相序旋轉(zhuǎn)影響。

所有裝置都設(shè)計(jì)為使用插銷簡樸而又經(jīng)濟(jì)面板安裝方式。如需要從面板上取下控制裝

置，因采用插入式接插件，拆除和重新接線都得到簡化c

在整個(gè)范疇內(nèi)，凡是也許地方，都采用原則化零部件，因而可減小維持多傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)營

所需備件品種。例如，不論功率和晶閘管橋配備如何，控制裝置都采用相似控制觸發(fā)電路印

刷電路板。

起動(dòng)和擬定故障(控制裝置內(nèi)部及其外部)，由于有人機(jī)接口顯示，極為以便，它自動(dòng)

顯示第一次故障。顯示也是強(qiáng)有力診斷工具，可觀測控制裝置內(nèi)所有報(bào)警、輸入和重要軟件

塊。前面板上發(fā)光二極管顯示，可即時(shí)批示傳動(dòng)裝置和重要輸入輸出狀態(tài)。

6.2.2590硬件配備

1、主回路

(1)電樞回路

59()控制回路由微解決機(jī)中心控制，采用許多可依照實(shí)際規(guī)定自由搭配功能模塊，還可

實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速環(huán)及電流環(huán)參數(shù)自整定。

電樞回路由如下兩種方式之一構(gòu)成：

①4象限可逆驅(qū)動(dòng)直流逆變二橋反并聯(lián)；

②2象限單向運(yùn)轉(zhuǎn)，六只可控硅構(gòu)成正向橋路。

在2象限晶閘管橋狀況下，由3個(gè)模件提供6個(gè)晶閘管，構(gòu)成一種整流橋。每個(gè)晶閘管

都由觸發(fā)門陣列單獨(dú)控制，用脈沖變壓器進(jìn)行電壓隔離,這種整流橋有兩種抑制方式，一種

是用RC網(wǎng)路限制品閘管上電壓上升速率，從而減小虛觸發(fā)也許性；另??種是用壓敏電阻

(VDR),把施加最大電壓保持在晶閘管額定值極限內(nèi)

4象限有一附加反向逆變控制，逆變橋與整流橋反向并聯(lián)，以提供再生制動(dòng)能力和反向

運(yùn)轉(zhuǎn)能力。這就可給咱們退紙輯提供靈活、以便制動(dòng)控制，由于退紙帽在爬行時(shí)需要工作在

低速電動(dòng)狀態(tài)，在運(yùn)營過程中需工作在制動(dòng)力可自動(dòng)調(diào)節(jié)發(fā)電制動(dòng)狀態(tài)。

電樞橋內(nèi)部不安裝半導(dǎo)體熔斷器保護(hù)，而是在外部由顧客提供。電樞橋采用電子電路控

制保護(hù)防止電流過載；外部要安裝熔斷器，進(jìn)行短路保護(hù)。

(2)勵(lì)磁橋

勵(lì)磁電源是由一半控橋晶閘管整流橋產(chǎn)生，它用兩種辦法控制勵(lì)磁。一種是電壓控制，

即簡樸相位角控制，輸出是一可變電壓源；另一種是用閉環(huán)電流控制。

閉環(huán)電流控制可精準(zhǔn)調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流，從而防止電流地網(wǎng)路電壓變化，或勵(lì)磁電阻熱變化

而變動(dòng)。如控制器要通過削弱磁場辦法擴(kuò)展速度運(yùn)轉(zhuǎn)范疇，就必要使用閉環(huán)電流控制。

（3）反饋

控制器對(duì)電動(dòng)機(jī)所需所有參數(shù)都可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。因參數(shù)要控制，就必要向控制器提供

反饋。電流反饋形式是電樞電流；這是用3個(gè)交流互感器監(jiān)視晶閘管橋相電流而實(shí)現(xiàn)。交

流反饋被整流后，通過恰當(dāng)選取電阻，就可得到所需電流電平。

速度反饋有如下三種，可選取其中一種：

①直流測速發(fā)電機(jī)。

②編碼器。

③電樞電壓

直流測速發(fā)電機(jī)、編碼器，是直流電動(dòng)機(jī)外部安裝部件；控制器內(nèi)有一電路為速度反饋

進(jìn)行換算。用「速度控制和削弱磁場控制電樞電壓反饋，是內(nèi)部提供電路完畢；它通過精準(zhǔn)

高阻抗分壓器提供一種隔離信號(hào)，連接原則放大電路。

勵(lì)磁某些也有一電流反饋，也是用電流互感器監(jiān)視交流電流信號(hào)。

各種形式反饋，都由安裝在校準(zhǔn)板上內(nèi)部校準(zhǔn)電阻，換算為顧客所需電平。

（4）輔助電源和主接觸器

控制器電源是取自交流輔助電源輸入端，輔助電源通過變壓器、整流器電路，形成低壓

電源。在需要控制動(dòng)作時(shí)，輔助電源必要始終接通，之間不必安裝附加開關(guān)。

控制器需要一電源接觸器，直流、交流都可以，與主回路電源串聯(lián)，以保證對(duì)的合閘順

序。這?接觸器由微控制器通過隔離繼電器直接啟動(dòng)；隔離繼電器用于輔助電壓相似電壓驅(qū)

動(dòng)接觸器線圈。

不應(yīng)有輔助觸點(diǎn)與接觸器線圈串聯(lián)，這樣會(huì)導(dǎo)致控制順序問題。如使用直流接觸器，直

流接觸器輔助觸點(diǎn)，應(yīng)連接“使能”輸入端，以保證對(duì)的順序。

2、控制電路

（1）微機(jī)控制

采用一種16位微控制器，來完畢大多數(shù)控制功能，附加硬件提供微控制器增援，或?yàn)檩?/p>

入輸出數(shù)據(jù)提供微控制器增援，或?yàn)檩斎胼敵鰯?shù)據(jù)提供接口或換算。

（2）程序或數(shù)據(jù)存貯

微控制器有3種存貯信息：

①64K字節(jié)EPROM

②16K字節(jié)RAM

③8K字節(jié)EEPROM

EPROM重要用于存貯程序，其中尚有一種區(qū)域用于存貯人機(jī)接口顯示屏信息和文本，以

及參數(shù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)值表格。

（3）外圍設(shè)備

微解決器通過三種外圍電路執(zhí)行完畢各種復(fù)雜控制功能。這三種電路是：

①觸發(fā)門陣列；

②液晶顯示屏驅(qū)動(dòng)器；

③通用異步收發(fā)電路。UART,即異步收發(fā)通信電路。

觸發(fā)門陣列是特制集成電路，它依照微控制器指令，擬定主或從組件中哪一種晶閘管要

觸發(fā)。觸發(fā)門陣列還控制勵(lì)磁橋。

液晶顯示驅(qū)動(dòng)器，是從微控制器接受數(shù)據(jù)，并顯示這一信息。驅(qū)動(dòng)器保持?jǐn)?shù)據(jù)顯示，直

到來了新信息為止：這樣，微控制器便從液晶顯示復(fù)雜任務(wù)中解放出來進(jìn)行其他操作。

UART控制重要通過兩個(gè)串行數(shù)據(jù)線路口P1和P2完畢。微控制器批示UART電路用特定

數(shù)據(jù)速率發(fā)送數(shù)據(jù)，UART把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成串行發(fā)送格式，并按照協(xié)約規(guī)定增長附加信息。同

樣有數(shù)據(jù)來時(shí)，微控制器通過UART電路把輸入數(shù)據(jù)從串行轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)并接受。

UART尚有一并行口接線腳，可進(jìn)行輸入或輸出數(shù)據(jù)操作。微控制器用同樣辦法，從

UART中讀取這些數(shù)據(jù)。

(4)信號(hào)換算和修整

所有輸入模仿或數(shù)字信號(hào)，都由外部電流換算為微控制器輸入范疇極限之內(nèi)。在數(shù)字輸

入狀況下，輸入信號(hào)電平要嚴(yán)格地控制在極限之內(nèi)，換算是固定。同樣，速度設(shè)定值之類模

仿輸入也是處在已知極限之內(nèi)，換算也是固定。但是，有某些信號(hào)可以在較廣范疇內(nèi)變化，

這些信號(hào)是：

①電樞電流

②模仿測速發(fā)電機(jī)速度反饋

③勵(lì)磁電路

④電樞電壓

這些參數(shù)是用外部校準(zhǔn)電阻換算；校準(zhǔn)電阻是依照控制器計(jì)算出來。

數(shù)字或模仿輸出信號(hào)，都由外電路進(jìn)行緩沖存貯，并換算為常規(guī)電平，與數(shù)字和模仿輸

入信號(hào)電平相兼容。

(5)電源

控制器電源，是由單相輔助電源通過控制變壓器提供。通過橋式整流器和電容濾波輸出

40V未調(diào)節(jié)直流電壓。經(jīng)稔壓產(chǎn)生直流24V電壓用于品間管組件觸發(fā)、數(shù)字輸入輸出和其他

功能。邏輯電路采用5V穩(wěn)壓電源?！?5V穩(wěn)壓電源，用于其他模仿電路。所有電源均有短

路保護(hù)，并且40V和5V電源，都用迅速短路裝置防止過壓。

(6)編碼

在電源板上有一種編碼電路，為主解決機(jī)產(chǎn)生晶閘管組件同步觸發(fā)信號(hào)。這一編碼電

路，使用光電隔離器與電源相隔離；在控制器使用質(zhì)量不好電源工作時(shí)，有較好效果。這一

電路還完畢缺相檢測和相序自動(dòng)跟蹤功能。

如輸入3相電源發(fā)生故障，或丟失一相，編碼電路及時(shí)向微解決機(jī)發(fā)出報(bào)警。對(duì)缺相

必要認(rèn)真解決，由于連接在控制器3相輸入端外部設(shè)備，完全有也許再產(chǎn)生丟失那一相。在

這種狀況下，缺相檢測器就不會(huì)顯示報(bào)警狀態(tài)。

6.2.3590程序控制

1、電樞電流控制

（1）工作原理

電流或從速度環(huán)，或直接從現(xiàn)場接受電流給定，并形成誤差信號(hào)，它是給定與平均反饋

值之間差值。誤差信號(hào)被饋送到比例積分調(diào)節(jié)器，它產(chǎn)生電流環(huán)輸出，即觸發(fā)信號(hào)。

在590傳動(dòng)裝置中，以兩種不同形式生成誤差信號(hào)c平均誤差被饋送到PI算法積分某

些；而瞬時(shí)誤差計(jì)算為規(guī)定與瞬時(shí)反饋值之間差值。這一誤差被饋送到PI算法比例某些，產(chǎn)

生較高瞬時(shí)效能，由于與平均值不同，不具有任何時(shí)間滯后。而平均值具有電源周期1/6固

有滯后。但平均值是轉(zhuǎn)矩真實(shí)量度，而轉(zhuǎn)矩是電流控制目，并且在達(dá)到零穩(wěn)態(tài)誤差中，不受

很小時(shí)間滯后影響。

觸發(fā)角信號(hào)轉(zhuǎn)換為比電源過零點(diǎn)滯后一段時(shí)間（通過鎖相環(huán)獲得），并且生成觸發(fā)指

令，在穩(wěn)態(tài)下，每1/6電源周期向晶閘管組發(fā)送一次。

下面將簡介電流控制器某些特點(diǎn)：

?自適應(yīng)電流控制

品閘管6脈沖直流器增益，在電樞電流不持續(xù)處急劇下降。因此電流控制器內(nèi)規(guī)定提高

增益，以進(jìn)行補(bǔ)償。

在590傳動(dòng)裝置中，這是用自適應(yīng)算法解決，使電流在不持續(xù)工作區(qū)域內(nèi)，以一步之差

跟蹤電流給定。

?反電動(dòng)勢估算

電動(dòng)機(jī)在靜止時(shí)零電流觸發(fā)角是120度。在電動(dòng)機(jī)以不同速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，零電流觸發(fā)角沿

余弦軌跡移動(dòng)。

如果要使電流環(huán)帶寬，在電流從主橋向從橋（反向亦然）反向過程中，保持在盡量高水

平，就必要盡量緊密地跟蹤這一軌跡。要獲得精準(zhǔn)觸發(fā)角初始值，必