关键词：plc；变频器；pid；模糊控制；涂布同步控制
1 前言
造纸企业大多面临着经济效益低、环保压力大的困境，特别是2001年以来环保执法监督、检查力度加大，许多造纸厂化学制浆被关停，中小型造纸企业倍感生存困难。开发特种用纸，有利于治理污染、保护环境，而且技术含量高，附加值高，可以使企业产值效益大幅增长。涂布纸就是其中一种附加值比较高的特种纸。
本例薄纸在涂布过程中，纸张能承受的张力很小，经过料液之后，湿纸的强度进一步降低，对涂布机运转同步的要求需相应地提高，对于同步控制的程序设计要求很高。
2 涂布系统生产过程
薄纸涂布机的构造见图1。纸张从退纸架上退出，经施胶辊涂布后，进入烘箱烘干，在经张力辊，检测张力最后上烘缸进行收卷。开机时全机处在引纸状态。当纸张引上烘缸后就将烘缸状态切换到自动运行状态，开始进行提速，在指定时间内到达指定车速。速度由加速增量和pid输出值累加而成，此时同步控制要求张力辊在中间位置小范围内波动，确保纸张张力适宜。张力变化过大，容易造成纸张起皱，甚至于断裂，影响纸张的质量和生产的连续性。
3 同步控制系统
整个同步控制系统中，控制框图如图2所示。plc根据各电机的状态信号，以及采集到的各电机速度脉冲和当前张力辊所在位置进行pid同步计算，计算出各电机的速度增减量，再输出给变频器，由变频器控制调节各电机的转速，使张力辊稳定在中间位置，保证纸张的生产质量。
在正常生产时烘缸速度是由张力辊位置控制的。当烘缸速度慢于施胶辊时，纸张出现堆积现象，张力辊失去了纸张张力的支撑开始下滑，此时pid根据张力辊的偏差对烘缸进行提速；相反烘缸速度快于施胶辊时，张力辊被纸张张力往上拉，pid控制烘缸减速。
张力辊位置与张力辊在引纸状态指定位置的偏差e做为计算pid时的输入值，输出为速度增量△u。pid计算按照以下公式进行：
△up、△ui、△ui分别是比例、积分和微分计算增量，kp、kd分别是比例系数和微分系数，ti，和t则是积分时间和采样时间。
在系统提速过程中，由于加速时间和指定运行速度都是人为设定的，可能会出现加速时间过短造成加速过快。pid只能在有限范围内调节，当加速过快时，pid降低烘缸速度还没反映出来，给定的加速增量已经作用于烘缸，此时pid调节已经完全不起作用，纸张很容易被拉断。 （待续）