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高精度切纸机的控制研究 摘 要 伴随着造纸技术的提高，对切纸机所剪切的纸张质量要求也越来越高。 切纸机控制系统的性能直接决定了所生产纸张的品质，切纸机的剪切精度要 高于整个造纸设备的其他部分。本文针对切纸机控制精度问题，设计了一套 送纸辊和退纸辊以变频调速控制，切纸辊以伺服电子凸轮控制的高精度切纸 控制系统。本文的主要内容如下： （1）切纸机结构、原理及运行分析 本文首先介绍了切纸机的机械结构，对它的工作原理和工艺流程进行了 描述，分析了整个切纸机控制系统所涉及到的有关技术和设计问题。对设定 的纸张剪切长度和切纸辊的周长之间进行比较，分析了切纸辊在进行纸幅剪 切过程中的三种运动状态，最终得出要使切纸机的剪切精度得以提高，送纸 辊采取变频调速控制，切纸辊采取伺服控制。 （2 ）切纸机的送纸辊、退纸辊和切纸辊控制设计 切纸机控制系统的设计中对送纸辊和退纸辊采用变频调速进行速度控 制，分别在送纸辊和退纸辊安装编码器，将自己的速度反馈到各自的变频器 中，构成速度闭环控制。对切纸辊采用模糊逻辑和 PID 控制算法相结合的 控制策略，设计了切刀位置模糊 PID 控制器。使用伺服驱动器内的电子凸 轮功能进行速度跟随控制，在送纸辊安装能够准确测量纸张速度的编码器， 将其测量的纸幅速度作为主速度输入到伺服驱动器中，伺服驱动器根据切长 和纸速等数据计算得电子凸轮曲线，驱动伺服电动机对纸张速度进行实时的 跟随，伺服电机的编码器向驱动器反馈脉冲数，驱动器对电动机输出轴的位 置进行修正。 （3 ）系统的硬件选型及参数设计 对整个控制进行硬件选型和参数设置，主要包括PLC 、触摸屏、变频器、 伺服驱动器及一些通讯线的接线。对电子凸轮的具体实现过程进行了分析和 设置，对系统产生的干扰进行分析并提出解决办法。 （4 ）系统的软件设计 软件设计采用模块化编程思想，对送纸辊、退纸辊、切纸辊分别编写控 制子程序。利用汇川伺服驱动器内的电子凸轮功能，编程实现了切刀位置控 制算法；利用运动控制器内的TABLE 变量，建立模糊控制查询表，编制查 I 表程序，以实时查询的方式在线修正运动控制器 PID 参数，实现切刀精确 定位控制；利用西门子触摸屏编程软件Wincc Flexible 进行触摸屏控制界面 的编写和下载。 整个控制系统经过近一年的运行，达到了最初的设计目标，切纸精度高， 可以控制在±0.5mm,得到用户的充分肯定。 关键词：切纸机，高精度，伺服控制，模糊PID 控制器，电子凸轮功能 II Study on High Precision Paper Cutter Control System ABSTRACT With the rapid development of papermaking technology, the cutting quality requirements for paper cutter are also increasing. The performance of the paper cutter control system directly determines the quality of the paper, because the cutting precision of paper cutter is higher than the other paper making equipment. Aiming at the cutting precision problem, a high precision paper cutting control system is designed，in which a set of feeding roller and backing