摘 要

本文讨论了一种钢板生产线牵引,放卷，收线负荷均衡控制系统。负荷分配在多电机传动系统中是一个非常关键的问题，各电机负载率均衡在实际系统工作中要求非常高，对负荷均衡的控制直接影响整个工业系统的运行效率。钢板生产线中牵引，放卷，收线中张力S辊主从棍的负荷均衡控制就是本文的重点。通过PLC调节各变频器控制对应传动点电机的输出来实现钢板生产线牵引，放卷，收线负荷均衡且速度自动匹配。使该系统满足控制钢板生产线牵引，放卷，收线等各传动点的生产工艺要求。

本文分析了多电机耦合特性，及多不同电机耦合特性下所使用的负荷均衡控制方案的设计。刚性耦合适用转矩控制方案，系统动态响应快，柔性耦合适合采用负荷分配方案，系统响应较慢，正好弥合柔性耦合电机由于机械特性造成的系统响应延迟，并且负荷分配方案由于采用双速度控制器，能够有效地抑制扭振，并且在主从电机一个发生故障时另一台电机仍能够运行一段时间，保证生产线的连续运行便于排查故障。

  分析了负荷分配的基本原理就是主从电机按照比率分配总的转矩，所以钢板生产线负荷均衡控制采用的基本方案就是主从电机均采用速度控制，读取主从电机实际转矩电流，按照比例分配原理计算出从电机实际所需要的转矩电流，在计算出从电机的转矩电流限副来达到控制从电机的目的。基本满足工艺要求。

关键词：PLC；变频器；负荷均衡；张力S辊

Abstract

This paper discusses a steel plate production line traction, unwinding, take-load equalization control system. Load distribution in Multi-motor drive system is a very critical issue, each motor in the actual system load factor balancing work is very high, the load balancing control directly affects the efficiency of the whole industrial system. Plate production line traction Unwinding, closing lines from main roller tension S stick a load balance control is the focus of this article. PLC control by adjusting the inverter output points corresponding to the motor drive to achieve traction plate production line, unwinding, take-load balancing and automatic speed matching. So that the system meets the traction control plate production line, the production process requirements of each transmission point of unwinding, closing lines.

This paper analyzes the design load balance control program under the multi-motor coupling characteristics, and characteristics of many different motor coupling used. Rigid coupling suitable torque control scheme, fast dynamic response, flexible coupling suitable for load distribution plan, the system response is slow, just to bridge the flexible coupling motor due to system response delay caused by the mechanical properties and load allocation thanks to the double speed controller , torsional vibration can be effectively suppressed, and another in the main motor is still able to run the motor from a failure for some time, to ensure continuous operation of the production line to facilitate troubleshooting. The basic principle is that the main load distribution from the motor torque in accordance with the ratio of the total allocation, so the steel plate production line control basic load balancing scheme is used in the main from the motor speed control are used, the master reads the actual torque from the motor current, according to the proportion allocation principle is calculated from the actual motor torque current required is calculated from the motor torque current limit from deputy to achieve the purpose of controlling the motor. Basically meet the process requirements.

Key Words：PLC；Inverter；Load balancing；S tension roller.

目录

第1章 绪论 1

1.1彩涂钢板简介 1

1.2国内外彩涂钢板生产线的发展研究现状 1

1.3彩涂钢板生产线的工艺流程 2

1.4负荷均衡控制在彩涂钢板生产线中的作用 3

1.5本设计主要完成研究内容 3

第2章 负荷均衡控制原理 5

2.1 钢板生产线控制要点 5

2.1.1 速度链 5

2.1.2 张力控制 5

2.1.3 负荷均衡控制 6

2.1.4 出/入口活套控制 6

2.1.5 开卷/收卷控制 7

2.1.6垂度控制 7

2.2多电机耦合特性 8

2.2.1 刚性耦合 8

2.2.2柔性耦合 9

2.2 负荷分配原理 10

2.3常用负荷均衡控制 11

2.3.1 转矩控制 11

2.3.2 负荷控制 11

2.3.3 PI-P控制 12

2.3.4 Droop控制 12

第3章 负荷均衡控制的实现 13

3.1负荷分配的依据 13

3.2负荷分配的实现 13

3.3 硬件选型及设计 15

3.3.1 控制器选型 15

3.3.2变频器选型 16

3.3.3通讯介绍 17

第4章 软件设计 19

4.1 PLC 梯形图编写 19

4.2 HMI组态编写 20

4.3变频器参数设定 21

第5章 结论与展望 22

参考文献 23

致谢 24