统。同时纸机真空压榨和压榨，上下传动辊都有自己的传动电机，通过加压同步运行， 
当线速度一样时，三台电机有可能出现一台出力大一台出力小的现象，这就产生了负荷分配问题。 
2.2 负荷分配问题产生的影响 

负荷分配问题是纸机传动控制中的一个关键性问题，负荷分配问题如果处理不好，就会导致两

种情况，第一个方面是在系统启动时，机械部分尺寸不一样,控制尺寸小的电动机因启动较快成 
为“电动机”,尺寸大的电机因启动较慢而成为“发电机”,这时控制尺寸小的电动机因承担了过多
的负载会过电流，从而变频器会出现过电流保护，影响纸机的正常运行，这就是我们所说的“发电
状态”。第二个方面是在系统启动后到达稳态时,由于线速度不同而发生的负荷分配问题，同样会
出现控制速度过快电机的因承担更多的负载而导致变频器过电流保护。这些现象都应避免和解决。 
2.3 负荷分配控制要求 

纸机对传动系统要求快、准、稳，所以负荷分配控制也要求快速、稳定和无震荡，所以负荷分

配设计时应根据工艺传动要求和工艺操作要求进行合理设计。在设计时，负荷分配和速度链既独立
又相互关联，所以在设计时应注意两者的衔接问题。 
3 总体设计、变频器和 PLC 的选型

  

3.1 总体设计 
    按照企业和设计要求纸机各分部电机的起动、停车和紧急
停车可以仍用接触器—继电器控制，以节省 PLC 的Ｉ/Ｏ点
数。如图２所示。 

 

         

3.２ 变频器的选型 

在本次设计中选用日本三菱公司的 FR-A540 型变频器，该

变频器可以通过控制端子 RH、RM 和 RL 选择多段速度，用
STF、STR 设置正反转起动，有标准模拟量输入、输出信号，
同时带有

RS232

通讯口，自身带有变频器异常时的输出端

子，有过压、过电流保护。在控制过程中，通过 PLC 与变频器
的控制端子相连来改变输出频率，从而改变电机的转速。 
3.３ PLC 的选型 

各分部的增速、减速、微增和微减各与一个按钮相连作为

控制输入信号进入 PLC，所以九个分部共需 36 个输入信号和
36 个输出信号；另外考虑到纸机的负荷分配控制时要用到模
拟量输入，根据Ｉ/Ｏ点数够用和经济原则

 

，故选用 OMRON  

CQM1 型 PLC 即可完全满足要求。该 PLC 是日本立石公司生产，采用模块结构，有 CPU 模块、输
入模块、输出模块，A/D 转换模块，所用的模块通过专用的导板连接成一个整体。使用模块化结构
的最大好处就是可以根据输入、输出的点数进行灵活地配置。该 PLC 采用了比较先进的微处理
器，尺寸紧奏，可用于一般的控制系统，其特点是处理速度快，抗干扰能力强。其中每个输入模块
的输入点数是 16，输出点数是 8；PLC 把所需的模块通过导板连成一个整体以后 ，CPU 会自动的
给每个模块分配一个通道号，其中输入通道从 000 开始，输出通道从 100 开始。由于 CPU 模块上
也带有 16 点的输入，故输入点的编址为 00000~00015，由于该系统总的输入点数为 36 个，因此需
另外增加两个输入模块，地址为 00100~00115，00200~00215。输出模块需 5 个，分别编址为
10000~10007，10100~10107，10200~10207，10300~10307，10400~10407。各分部的加速、减速、
微增和微减均分配了对应的地址。 
4 速度链和负荷分配控制的设计 
4.1 速度链的设计 

按照纸机的特点和控制要求，对负荷分配进行设计必须结合速度链的设计。由于纸机各分部传

送着生产过程中的纸张，所以各分部间要求达到线速度的比例协调，即相邻两个分部间的线速度比
值应该保持恒定，而该比值是由生产工艺决定性的。高精度地、可靠地、保持这个比例系数是保证
产品质量，保证生产正常运行的一个重要条件。任何原因(如负载扰动，环境温度变化，电网电压
的波动或系统参数变化等)破坏这种比例协调，就会造成断纸或降纸产品质量。分部传动造纸机的
速度比例协调功能应在改变车速或在停机后重新开车时继续保持，而毋须重新调节。其次这种比例
协调应具有微调功能，以调节相邻两分部间的速差，避免纸张在传送过程中的松驰和过紧现象。速
度微调应该灵敏、可靠，不应在调节中有时显的滞后现象，以免操作工人反复调节。这种由主令速
度给定值，分配给各分部速度给定值的装置称为速度链。现行的速度链依控制量分有模拟式和数字