图2 逆变器的原理框图
3.2 退纸辊的控制为了保证复卷过程中成品纸卷的顺利卷曲，要求退纸辊始终工作在发电制动状态，并且其制动力矩要随着退纸卷直径的减小而减小，这样才能保证张力的恒定，避免断纸和松纸。
从（5）是得知，直流电动机可通过控制制动发电机的电枢电流来控制张力，这样采用张力闭环控制系统，就能使张力环内的扰动量，如电流速度的波动量得到抑制，保证张力的恒定。如上所诉，交流电机采用矢量控制后，就是通过控制相当于直流电机的电枢电流iT和励磁电流iM来实现对交流电机的控制。控制iT就是控制力矩，即控制张力，控制iM就是控制励磁电流，即在恒转矩时，保持iM恒定。恒功率时采用弱磁调速。在本系统中我们采用ABB的枕式张力传感器PFEA112进行张力值的实时测量与张力设定值组成张力闭环，如图3所示：
图3 张力闭环控制框图
从图中我们可以清楚地看到张力设定值作为一个前馈通道来对转矩进行提前控制。随着退纸辊直径的不断减小，退纸辊的转动力矩的必然减小，我们就要使退纸辊电机提供的制动力矩减小。而根据矢量控制原理，就是要把电机的电枢电流减小。所以在图中的退纸辊直径环节，我们采用的是西门子公司的带有卷曲软件的T400工艺板，它可以实现退纸辊直径的实时计算，也就是说该环节随着退纸辊实际直径的减小而减小，那么张力调节器输出的值与该环节相乘后得到的转矩限幅值也减小，从而使得电机的电枢电流减小。而且T400工艺板只需要通过特定通道对速度给定值和张力给定值进行设置就可以和6SE70逆变器共同完成对速度环和张力环的控制，不需要再PLC中进行程序控制，大大加快了运算速度，使整个系统的响应更加快速准确。而其他扰动，由于张力闭环的存在也都得到了有效的限制。具体的使用措施如下：(1)按照控制原理图接线，并将相应的选件板插入对应的插槽中，接线规则和选件板安装参照[2>，检查无误后对整个系统上电。（在这里需要特别说明的是：逆变器和PLC之间采用CBP2板进行PROFIBUS-DP通讯，而T400工艺板和逆变器之间的数据传输和通讯是通过ADB板来进行的。）( 2) 相关参数的设置。西门子6SE70变频器是工程型的，具有1048个参数（数标注为2992个，分16大类），其中BICO数据组71个，功能参数115个，电动机参数126个）可以选择。复卷机不同的使用条件，需进行相应的参数设定，变频器参数的优化设置是充分发挥该变频器功能的保证。6SE70 变频器的参数选择应根据[1>中的组态图进行。在这里可以通过PMU操作板来设置，也可以使用DRIVE MONITOR软件对参数进行监控和修改。由于需要设置的参数类型和数量比较多，所以我们在这里使用软件来进行参数设置。具体使用参见[1>中的通讯部分说明。简单参数设置如附表所示：附表 参数设置P060=3 简单的参数设置模式P071=400 装置进线电压P095=10 国际标准异步电机P100=5 转矩控制带脉冲编码器（P130=11）P101= 电机额定电压（根据电机铭牌设定）P102= 电机额定电流（根据电机铭牌设定）P104= 电机额定功率（根据电机铭牌设定）P107= 电机额定频率（根据电机铭牌设定）P108= 电机额定转速（根据电机铭牌设定）P109= 根据额定转速计算P368=6 设定方式（PROFIBUS通讯设定）P918.0.1= 设定PROFIBUS地址（CBP板地址）P918.0.2= 设定T400工艺板地址P370=1 启动简单应用的参数设置P060=0 返回用户菜单而专家应用设置详见[2> 。3.3 底辊的控制底辊控制分为两部分：后底辊（主传动）的速度控制方式和前底辊转矩和速度并存的控制方式，负荷根据成品纸卷直径大小自动调整。后底辊控制为标准的闭环速度控制方式，同时其速度检测编码器的编码器信号用于成品纸卷长度检测和计算。底辊的速度精度和动态响应直接影响了该复卷机系统的速度精度和稳定，因此调试的关键在于提高后底辊速度的稳定度和精度。对于前底辊控制方式在速度和转矩方式间切换：采用SIEMENS公司6SE70系列主从控制模式根据设定自动在速度和转矩方式间切换。当整个系统处于加速或减速阶段时，也就是说后底辊电机处于加速或减速时，这时候前底辊为速度控制方式。而一旦加速完毕前底辊就开始工作在转矩模式时，其转矩参考点是后底辊的运行转矩，根据纸卷直径和紧度控制曲线自动调整前后底辊的运行转矩比例以达到纸卷“内紧外松”的工艺要求。4 结束语本文所述系统采用了比较先进的交流矢量控制方式进行控制，在张力控制和压纸辊压力控制上分别采用了西门子公司的T400卷曲工艺板和超声波测距仪等先进技术，利用T400工艺板的张力闭环控制使得在直流调速意义上的励磁和转矩（电枢电流）控制，通过矢量变频器在交流传动中实现，提高了系统的控制性能和可靠性（与直流传动相比）。在国内的复卷机电控系统中处于较先进的水平。