【正文】 信號(hào)時(shí)，把終端的電阻設(shè)置為“On”即可。RS485串行通信傳輸?shù)幕咎匦匀绫?2所示：圖36差分平衡電路表32 RS485傳輸技術(shù)的基本特性名稱特性網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣橘|(zhì)站點(diǎn)數(shù)插頭連接器線性總線，兩端需設(shè)置有緣的總線終端電阻。RS485的差分平衡電路如圖36所示，A導(dǎo)線上的電壓與B導(dǎo)線上的電壓方向相反大小相等，兩導(dǎo)線的差值為接收器的輸入電壓[24]。 RS485串行通信接口在工業(yè)通信網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用中，RS485串行通信接口主要應(yīng)用于DP和FMS的數(shù)據(jù)傳輸，由于紙機(jī)現(xiàn)場的設(shè)備與工控機(jī)的距離往往較遠(yuǎn)，而RS一232C通信距離又較近，所以采用RS485串行通信接口。表31最大段長度與波特率的關(guān)系波特率（kbit/s）500150012000段長度/m（A型電纜）1200120012001000400200100段長度/m（B型電纜）120012001200600200 光纖的傳輸一般情況下，在工業(yè)現(xiàn)場比較惡劣而又對(duì)電磁干擾要求相對(duì)較高且通信數(shù)據(jù)傳輸率也比較高的場合往往使用光纖進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，PROFIBUS系統(tǒng)在使用光纖進(jìn)行時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目梢砸罁?jù)實(shí)際現(xiàn)場情況設(shè)計(jì)成星形或環(huán)形的網(wǎng)絡(luò)通信結(jié)構(gòu)。PROFIBUSDP的協(xié)議結(jié)構(gòu)根據(jù)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)，并根據(jù)工業(yè)上的實(shí)際需求省略了OSI模型的第3—6層，建立了僅含有第l層、第2層和應(yīng)用層的通訊參考模型(如圖35所示)，該參考模型的第l層依據(jù)RS485通訊數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)其所要傳輸?shù)拿浇椤⑼ㄐ烹p方的物理連接及其設(shè)備的電氣特性做了相應(yīng)的規(guī)定；該模型的第二層定義為PROFIBUS的數(shù)據(jù)鏈路層(FDL)，該層所包含的PROFIBUS數(shù)據(jù)鏈路控制(FLC)具有對(duì)用戶層可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的延時(shí)緩存以及對(duì)所提供的服務(wù)存取點(diǎn)實(shí)施管理，第l層和第2層所共同開設(shè)的PROFIBUS管理(FMAl/2)可以對(duì)第2層設(shè)定總線的參數(shù)，并且可以把這兩層出現(xiàn)錯(cuò)誤的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。為了將過程對(duì)象轉(zhuǎn)換為通信對(duì)象，在第7層的上層開發(fā)了應(yīng)用層接口ALI。在低層接口中可以依據(jù)需要選擇主/主或主/從連接等不同的類型，并且可以針對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)或非循環(huán)的交換。FLC對(duì)服務(wù)站點(diǎn)(SAP)的管理和低層接口提供相關(guān)的緩沖器，并對(duì)有效的低層接口LLI第2層服務(wù)進(jìn)行規(guī)定；FMAl/2負(fù)責(zé)完成設(shè)定第1層PHY和第2層MAC的特定總線參數(shù)：FLC和LLI之間的服務(wù)訪問點(diǎn)只有通過第2層的FMAI／2子層才能進(jìn)行相應(yīng)的激活或撤銷，與應(yīng)用層所對(duì)應(yīng)的更高子層(FMA7)則接受第l、2層可能出現(xiàn)的錯(cuò)誤事件。第2層可分為媒體存取控制子層(MAC)和現(xiàn)場總線鏈路控制子層(FLC)以及現(xiàn)場總線管理子層(FMA)。PROFIBUS通過采用差分電壓輸出的RS485實(shí)現(xiàn)電流連接，PROFIBUSDP與FMS的物理層采用RS485傳輸技術(shù)，傳輸距離與傳輸速率有關(guān)，．12Mbps，傳輸距離為1001200m。PROFIBUSFMS側(cè)重于車間級(jí)的通信，完成PLC與計(jì)算機(jī)PC之間的通信，因此，其實(shí)時(shí)性要求比PFOFIBUSDP和PA要低，但信息的管理功能較強(qiáng)[17]。PROFIBUSPA側(cè)重于過程自動(dòng)化，使用總線供電的傳輸技術(shù)和通信協(xié)議，是PROFIBUSDP在現(xiàn)場級(jí)通信的擴(kuò)展，并采用PROFIBUSDP基本功能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)過程數(shù)據(jù)的傳輸。PROFIBUS是IEC61158類型為3的過程現(xiàn)場總線，它把數(shù)字自動(dòng)化設(shè)備從底層(傳感器/執(zhí)行器)與中間執(zhí)行級(jí)(單元級(jí))進(jìn)行分散，并可以對(duì)通信協(xié)議按照具體的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行優(yōu)化，所以該協(xié)議的實(shí)現(xiàn)不需要復(fù)雜的通信接口。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的開放系統(tǒng)互連(OSI)協(xié)議，是為計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)而制定的7層參考模型，只要網(wǎng)絡(luò)中索要處理的要素是通過共同的路徑進(jìn)行通信，則該參考模型就適用于任何網(wǎng)絡(luò)[22]。 PROFIBUS的通信模型PROFIBUS的通信模型其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡單、所執(zhí)行的協(xié)議具有易學(xué)易用易普及的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能滿足各種工業(yè)控制系統(tǒng)的要求，其性價(jià)比較高。(5)分散控制采用:該技術(shù)可以使整體控制系統(tǒng)分散為若干個(gè)子系統(tǒng)去單獨(dú)控制，其信號(hào)的輸入、輸出、控制功能模塊置入現(xiàn)場設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場的實(shí)際控制?？苫Q性，具體是設(shè)備雖然由不同廠商制造，但設(shè)備的功能可以由其他生產(chǎn)廠商生產(chǎn)的且具備相同功能的同類設(shè)備相互換；可互操作性具體是即使設(shè)備由不同廠商提供，但在各自的廠商操作環(huán)境中可以順利實(shí)現(xiàn)其功能，并且相互之間可以通信。(2)智能化:由于工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備采用了現(xiàn)場總線的控制網(wǎng)絡(luò)，就可以把控制系統(tǒng)所需的各種信號(hào)以數(shù)字的方式傳送到控制室，并且在現(xiàn)場就可以完成相應(yīng)的功能操作，還可以提供更加豐富的生產(chǎn)過程信息，除傳輸測量控制的狀態(tài)與數(shù)值信息外，還可提供參數(shù)調(diào)整、故障診斷、閥門開關(guān)的動(dòng)作次數(shù)等信息，提高了系統(tǒng)的智能化操作水平。主站能夠控制總線，多主站時(shí)通過令牌的傳遞來決定哪個(gè)主站享有控制權(quán)，從站一般為傳感器、變送器、驅(qū)動(dòng)器等。其數(shù)據(jù)通信率高且成本低， 主要應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備層的控制系統(tǒng)和車間級(jí)及以上的I/O的數(shù)據(jù)通信傳輸；帶有本征安全規(guī)范特性的ProfibusPA，是為過程自動(dòng)化專門設(shè)計(jì)的，并且執(zhí)行機(jī)構(gòu)和傳感器位于同一根總線上；ProfibusFMS是一種具有令牌功能結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性，其主要應(yīng)用在整個(gè)控制系統(tǒng)的車間級(jí)層[20]。PROFIBUS通信主要用于將工業(yè)現(xiàn)場的設(shè)備層數(shù)據(jù)傳送到車間級(jí)和工廠管理級(jí)以實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的實(shí)時(shí)監(jiān)控和操作，～12MB/s間選擇?，F(xiàn)場總線的通信結(jié)構(gòu)簡單、傳輸高且穩(wěn)定，非常適合應(yīng)用于PLC與現(xiàn)場分散的I/O設(shè)備之間的通信[17]。 本章小結(jié) 本章首先從紙機(jī)的干、濕兩大部分重點(diǎn)介紹并分析了其生產(chǎn)的工藝流程，給出了紙機(jī)的生產(chǎn)能力、功率的計(jì)算公式與方法，并結(jié)合實(shí)際中的具體項(xiàng)目得出了紙機(jī)的基本技術(shù)參數(shù)及其主傳動(dòng)部分參數(shù)，最后綜合紙機(jī)的工藝、技術(shù)條件、發(fā)展的趨勢方向等總結(jié)出紙機(jī)對(duì)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，為后文的研究設(shè)計(jì)及應(yīng)用指明了方向。(5)據(jù)日本工業(yè)界權(quán)威人士認(rèn)為，產(chǎn)品的可靠性是未來世界市場競爭的焦點(diǎn)，如果可靠性能夠提高1％，那么即使成本提高10％也是劃算的。在紙機(jī)正常生產(chǎn)一段時(shí)間后，需要對(duì)其進(jìn)行整機(jī)檢查及清洗毛氈的情況，所以需要對(duì)其各分部的爬行速度設(shè)置為可調(diào)的范圍為1525m/min[10]。表23紙機(jī)各分部的速比分部名稱紙機(jī)的速比（單位：%）付輥第一壓榨部第二壓榨部第三壓榨部烘干部壓光部卷紙機(jī)一般工業(yè)用紙（如羊皮紙）899194959798100書寫紙和印刷紙等9697100(2)為了適應(yīng)紙機(jī)生產(chǎn)不同品種、不同定量的紙張，要求紙機(jī)有較寬的調(diào)速范圍，一般情況下設(shè)定調(diào)速的范圍為：專用造紙機(jī)(如新聞紙)的調(diào)速范圍是l：()、生產(chǎn)印刷紙和書寫紙的紙機(jī)的調(diào)速范圍是l：生產(chǎn)工業(yè)用紙及高級(jí)紙的紙機(jī)的調(diào)速范圍是1:(810)，則就可以較好的滿足紙機(jī)生產(chǎn)不同品種、不同定量的紙張的要求。通常，把按照正常生產(chǎn)運(yùn)行條件下調(diào)整好的各分部車速對(duì)紙機(jī)干部的卷紙機(jī)或烘干部的車速的比值即是所謂的速比[43]。圖23 4400／600紙機(jī)現(xiàn)場實(shí)物圖紙機(jī)的種類不同，其所需要配置的傳動(dòng)參數(shù)也就不同，這里結(jié)合紙機(jī)的具體工藝流程及實(shí)際生產(chǎn)情況，上文所述項(xiàng)目中的4400／600紙機(jī)所需要控制的主要傳動(dòng)點(diǎn)其基本配置參數(shù)如表22所示[41]:表22 4400／600紙機(jī)的基本主傳動(dòng)配置參數(shù)序號(hào)傳動(dòng)點(diǎn)部位所配電機(jī)功率/Kw傳動(dòng)點(diǎn)數(shù)量備注1面網(wǎng)付輥1321符合分配 從2面網(wǎng)復(fù)合輥751符合分配 主3芯網(wǎng)驅(qū)動(dòng)輥1601符合分配 主4芯網(wǎng)復(fù)合輥1101符合分配 從5底網(wǎng)助動(dòng)輥451負(fù)荷分配 主6真空付輥3151負(fù)荷分配 從7底網(wǎng)驅(qū)動(dòng)輥3551負(fù)荷分配 主8真空吸移輥552負(fù)荷分配 從9大壓榨輥1324負(fù)荷分配 主10第1組烘缸1601分部傳動(dòng)11第3組烘缸3602分部傳動(dòng)12第4組烘缸1601分部傳動(dòng)13施膠機(jī)452分部傳動(dòng)點(diǎn)張控制14主壓上輥2001負(fù)荷分配 主15主壓下輥2001負(fù)荷分配 從16水平圓筒卷紙機(jī)751分部傳動(dòng)點(diǎn)張控制17引紙輥助動(dòng)46分部傳動(dòng)點(diǎn)張控制18卷紙輥助動(dòng)1分部傳動(dòng)點(diǎn)張控制19引紙繩傳動(dòng)222分部傳動(dòng)點(diǎn)張控制 紙機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)的要求在如今倡導(dǎo)追求綠色節(jié)能可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)大背景下，人們對(duì)紙機(jī)性價(jià)比的要求及其智能化生產(chǎn)的要求也越來越高，現(xiàn)如今所設(shè)計(jì)的紙機(jī)的電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)與以往相比有較大區(qū)別，大多數(shù)都在研究設(shè)計(jì)并采用具有全數(shù)字信號(hào)通訊控制的現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)，整個(gè)紙機(jī)生產(chǎn)線的控制通過上位機(jī)或現(xiàn)場的操作面板就可以集中或部分的去控制各個(gè)生產(chǎn)流程，逐步實(shí)現(xiàn)了無人現(xiàn)場操作化的現(xiàn)代工廠，推動(dòng)了造紙工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)水平的發(fā)展邁向了新的階段。 紙機(jī)的技術(shù)參數(shù)本章首先介紹接制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)制動(dòng)原理，分析了實(shí)車制動(dòng)的受力狀態(tài)，以及試驗(yàn)臺(tái)的組成，并對(duì)其采用技術(shù)進(jìn)行了簡單的介紹，著重介紹了電流驅(qū)動(dòng)技術(shù)，為后面章節(jié)建立電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)力電流可觀測的數(shù)學(xué)模型的試驗(yàn)、仿真以及控制方法改進(jìn)奠定了基礎(chǔ)。(m／min)]）備注長網(wǎng)部普通壓榨輥真空壓榨輥光澤壓榨輥烘干部壓光部輥數(shù)8時(shí)滾筒式卷紙機(jī)新聞紙或印刷紙等牛皮紙 一般而言，干燥部的功率消耗占造紙機(jī)全部功率的25％40％，而伏輥和壓光機(jī)則各占12％17％。(m／min)]；一紙機(jī)的幅門寬度(m)：一紙機(jī)的車速(m／min)：紙機(jī)各分部的平均單位功率耗用指標(biāo)K可參考表21。 紙機(jī)功率的計(jì)算紙機(jī)的功率消耗主要是指在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中所有傳動(dòng)裝置的輸入功率在單位時(shí)間內(nèi)用于克服軸承間輥筒之間的滾動(dòng)摩擦以及刮刀對(duì)輥面和烘缸表面的摩擦等所耗的功率。據(jù)此，紙機(jī)的整個(gè)傳動(dòng)控制系統(tǒng)要采用基于現(xiàn)場總線的控制網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，就可以進(jìn)一步的達(dá)到紙機(jī)整體電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的要求，更好地確保了紙機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性與動(dòng)態(tài)性能[43]。卷紙部:該部將成品的紙張卷成規(guī)定的紙卷，近幾年所投產(chǎn)的具備輥庫設(shè)備的卷紙機(jī)不但具有自動(dòng)換輥的功能，而且還具有對(duì)紙機(jī)的張力控制及其所產(chǎn)紙張的長度顯示的功能，尤其還可以通過其輔助的控制部分多方式的控制去實(shí)現(xiàn)紙機(jī)的單動(dòng)、聯(lián)動(dòng)等控制，在卷紙機(jī)生產(chǎn)運(yùn)行時(shí)其轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式如下[11]： （21）式中：一卷紙機(jī)的轉(zhuǎn)速(r／min)；一紙張幅度的運(yùn)行速度(m／min)；一紙張的厚度(m)；、一卷紙輥的始、末半徑(m)。壓光部:該部主要是用輥?zhàn)舆M(jìn)行碾壓，目的是為了獲得光滑的印刷表面。涂布部:紙機(jī)的涂布部是干部的重要組成部分也稱作施膠部，其主要作用是在原紙的表面涂上一定量配比的涂料，以提高紙張的外觀或使用特性。圖22紙機(jī)工藝的流程圖 2 壓榨部:紙機(jī)的壓榨部的主要是對(duì)紙張進(jìn)行固結(jié)成形以及脫水，提高紙張的疏密強(qiáng)度與表面的光滑度，可看作是從網(wǎng)部開始脫水過程的延伸，其主要流程是紙幅從成形部傳遞，并在毛毯上受壓脫水，使紙幅固結(jié)。 圖21造紙工藝流程圖 1 網(wǎng)部:該部是紙頁成形部位，其原理是通過逐步增大的真空脫水作用，使流漿在網(wǎng)部成形。(2)紙機(jī)濕部上漿系統(tǒng):指沖漿泵循環(huán)回路，在此系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行計(jì)量、稀釋，混入助劑，并在網(wǎng)前對(duì)漿料進(jìn)行篩選、凈化、脫氣，進(jìn)入流漿箱，其范圍指從紙機(jī)儲(chǔ)漿槽至流漿箱，該系統(tǒng)中沖漿泵是動(dòng)力源，它混合漿料和白水，使?jié){料經(jīng)過篩漿機(jī)去除大雜志、大塊纖維，再用除砂器去除細(xì)小物質(zhì)后，進(jìn)行脫氣，經(jīng)壓力篩后進(jìn)入流漿箱。 磨漿:磨漿或打漿的作用是為了通過回轉(zhuǎn)刀片的機(jī)械作用改變紙漿的纖維狀態(tài)，使其達(dá)到抄紙配料所需最佳狀態(tài)，使用的設(shè)備通常是磨盤。漿料的凈化:漿料凈化主要是去除漿料的重質(zhì)雜質(zhì)和輕質(zhì)雜質(zhì)。 碎漿:通常使用水力碎漿機(jī)將成品漿(如槳板)分散在水中形成泥漿或懸浮液。 (1)漿料準(zhǔn)備漿料準(zhǔn)備是制漿廠與紙機(jī)之間的分界，對(duì)于漿紙聯(lián)合工廠，漿料準(zhǔn)備始于濃漿稀釋，終于混漿。成漿池中的漿料通過上漿流送系統(tǒng)輸送到紙機(jī)的流漿箱，再經(jīng)過紙機(jī)的網(wǎng)部、壓榨部、干燥部及壓光部后，紙漿被制成原紙，又經(jīng)過機(jī)外涂布部和復(fù)卷機(jī)的加工，原紙被加工成成品紙。2 紙機(jī)工藝概述及對(duì)控制系統(tǒng)的要求 紙機(jī)生產(chǎn)工藝的介紹紙機(jī)是一個(gè)系統(tǒng)復(fù)雜的聯(lián)動(dòng)機(jī)械機(jī)組，其主要設(shè)備可分為干部和濕部兩大部分，有時(shí)根據(jù)某些紙種生產(chǎn)工藝的要求還需要配置施膠壓榨、半干壓光、機(jī)內(nèi)涂布以及其他輔助系統(tǒng)單元[13]。對(duì)于紙機(jī)電氣傳動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)其主要的難點(diǎn)可歸結(jié)為：高穩(wěn)定性和可靠性是整個(gè)紙機(jī)控制系統(tǒng)的重要控制技術(shù)指標(biāo)也是其控制的難點(diǎn)；如何有效的去實(shí)現(xiàn)紙機(jī)整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)所需的大量數(shù)據(jù)的高速通信及其控制；在紙機(jī)高速運(yùn)行生產(chǎn)時(shí)，針對(duì)負(fù)荷分配和張力所控制對(duì)象的非線性和耦合性如何去有效地實(shí)施控制；如何消除變頻器和整個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)的的通信易受外界環(huán)境的干擾而引起的整個(gè)控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定[9] [10][11][12]。目前，僅有一些特種紙(比如纖維)受其生產(chǎn)工藝與當(dāng)今技術(shù)水平的影響外，其他紙機(jī)的生產(chǎn)均已在高速化、寬幅化等技術(shù)方面取得了較大的進(jìn)步且?guī)砹艘欢ǖ男б妫c此同時(shí)，人們對(duì)紙機(jī)的生產(chǎn)工藝及其機(jī)械制造、自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)等方面的要求也越來越高，尤其是操作人員對(duì)在紙機(jī)生產(chǎn)時(shí)所要求的能夠采取便捷操作等技術(shù)方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控的要求[6][7][8]。所以總的來說，我國整個(gè)造紙工業(yè)技術(shù)