Tillämpning av frekvensstyrning och styrteknik i pappersmaskinproduktionslinjen
Vi är ett stort tryckbolag i Shenzhen Kina. Vi erbjuder alla bokpublikationer, inbunden bokutskrift, papperstäckning bokutskrift, inbunden anteckningsbok, prenumerationsbok, saddle stiching bokutskrift, broschyr utskrift, förpackningslåda, kalendrar, alla typer av PVC, produktbroschyrer, anteckningar, barnbok, klistermärken, alla sorters specialpapper färgutskrift produkter, game card och så vidare.
För mer information besök
http://www.joyful-printing.com. Endast ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
1. Introduktion
Pappersmaskinen är en kombinationsmaskin bestående av en serie stödjande utrustning, uppdelad i två delar: våtänden och den torra delen. Den våta delen innefattar ett limningsflödesmatningssystem, en trådsektion och en presssektion och den torra delen innefattar en del såsom torkning, kalandrering och spolning. Produktionsprocessen är generellt: uppslamningen överförs till den främre änden av pappersmaskinens produktionslinje genom storleken av flödesavgivningssystemet, och därefter passerar slurryflödet genom tråddelen, pressen, den främre torkcylindern, tryckpressen , eftertorkningscylindern och kalandreringen. Undermaskinerna, såsom maskinen och rullningsmaskinen, blir baspapper; baspappret kan dessutom komma in i ytterbeläggningen och återspolningsmaskinen för att framställa det färdiga papperet.
Pappersframställning är en kontinuerlig produktionsprocess, så kontinuerlig och ordnad kontroll av produktionslinjen blir en flaskhals som begränsar kvaliteten och utbytet av färdigt papper. Som den mest kraftfulla kontrollmetoden efter mitten av 1990-talet har variabel frekvenshastighetsreglering gått in i papperstillverkningen, vilket är ursprungligen DC-hastighetsreglering (lämplig för stora och medelstora pappersmaskiner) och glidmotor (lämplig för små och medelstora pappersmaskiner) , och har uppnått bra resultat. Marknadseffekt.
AC-variabel frekvenshastighetskontrollteknik är känd som en av de mest lovande växelströmsregleringsmetoderna på grund av sin utmärkta hastighetsreglering, anmärkningsvärt energibesparing och bred tillämplighet i den nationella ekonomin. DC-hastighetsstyrsystemet har en viktig position i pappersmaskinernas utvecklingshistoria. På grund av svårigheten att upprätthålla likströmsmotorer och dålig miljöbeständighet har det emellertid allvarligt begränsat prestandapriset för pappersmaskiner i 1990-talet. Frekvensomvandlingshastighetskontrolltekniken kan ge full prestanda till AC-motorns inneboende fördelar (enkel struktur, robust och hållbart, ekonomiskt och pålitligt, bra dynamiskt svar, etc.), tillsammans med teorin om variabel frekvenshastighetsreglering har bildat en Relativ självständig disciplin, frekvensomvandling Den tid med hastighetskontrollteknologi som tillämpas på produktionslinjen för pappersmaskiner har kommit fram. I detta dokument utarbetas tillämpningen av frekvenskontroll och dess styrteknik i pappersmaskinens produktionslinje vidare.
2. Frekvensomvandlingshastighetskontroll av pappersmaskinens limsystem
Pappersmaskinens limsystem är ansvarig för att överföra massan genom slampumpen, uppslamningspumpen, flerskiktsilen och annan utrustning till pappersmaskinens nätdel. Slampumpen och slampumpen är det viktigaste utrustningen eftersom de är relaterade till formningen. Kvaliteten på papperet, särskilt vikten, måste kontrolleras genom frekvensomvandling för att uppfylla pappersmaskinens designkrav. Praktiken har visat att installationen av frekvensomvandlingsenheten kan anpassas till olika fordonshastigheter och olika typer av användningsändringar, så att driften av slampumpgruppen alltid är i ett effektivt tillstånd. Vidare sänks rotationshastigheten hos motorn och uppslamningspumpen när motorns styrning sänks, de mekaniska delarna, såsom lagren slits ned, pumpens slutförseglingssystem är inte lätt skadade, pumpens felhastighet är kraftigt minskat, och underhållsbelastningen minskar också.
Storleksprocessen måste uppfylla följande krav:
(1) Mängden slurry som levereras till pappersmaskinens trådsektion måste vara stabil och felet överstiger inte ± 5%;
(2) Förhållandet och koncentrationen av uppslamningen bör vara stabil och enhetlig;
(3) Rening och urval av slammet. Därför är hastighetsreglering av slampumpen och slurrypumpen viktigast för att säkerställa realisering av föremål (1) och (2).
Följande tar uppslamningspumpen som ett exempel för att illustrera flödesstyrningsprocessen: frekvensomvandlingskontrollen antar hastighetsstyrningsläget för det dubbla slutna loop-systemet (som visat i figur 1), den yttre slingan är den slutna hastigheten för hastighet (V- kontroll), och inre slingan är strömmen eller revolutionen. Moment closed loop (I-control). Pumpens inställda värde är å ena sidan V-inställningen som erhålls genom förändring av slurryhastigheten och näthastighetsförhållandet, och å andra sidan tryckregulatorn (P-styrningen) från förpackningen. Den förra är huvudtonen och den senare är finjusteringen. Masshastigheten och näthastighetsförhållandet för pappersmaskinen är i grunden konstant, så pappersmaskinens hastighet ändras, V-inställningen ändras också, och uppsläpningspumpens rotationshastighet ändras också; För att förbättra noggrannheten hos hastighetsregulatorn och Reflektera den aktuella processen i inloppslådan är det vanligtvis nödvändigt att byta ± 5% av trycket PID-kontrollutgångsvärde för inloppslådan som ett extra hastighetsbörvärde för slampumpen . Det faktiska värdet av hastigheten (V faktiskt) tas från drivmotorns aktuella hastighetsprov och kan erhållas med en roterande hastighetsmotor eller en fotoelektrisk rotationsgivare.
Inställt värde för strömmen (M-inställningen) tas från utsignalen från hastighetsslingan. Det aktuella värdet av strömmen (M faktiskt) tas från det uppmätta värdet av strömtransformatorn vid utgången från växelströmsstationen vid varje drivpunkt.
Därför är det nödvändigt att utföra PID-kontroll för frekvensreglering av slurrypumpen, och det är nödvändigt att korrekt välja olika parametrar för hastighetsåterkopplingsläge och PID. Inställningsvärdet för accelerationstiden 0 till 100% är i allmänhet 60 sekunder och retardationstiden är cirka 30 sekunder. Inverterarens inställda ingångsvärde måste ha två till många ingångar och kan utföra grundläggande funktioner. Återkopplingssignalen behöver ha en port för mottagning av en analog signal eller en pulsignal. Att veta detta är mycket viktigt för att välja modell av enheten.
3. Variabel frekvenskontroll av pappersmaskinens segmentdrivning
Kinas pappersmaskinsubjektionsöverföringsutrustning, tidigare använt SCR DC-hastighetsstyrningsmetod, på grund av förekomsten av glidring och kolborste orsakad av tillförlitlighet och noggrannhet är inte hög, vilket resulterar i maskinen bakom maskinen, handlar hastigheten bara om 200m / min, är det svårt Jämfört med utländska höghastighetspappersmaskiner på 1000m / min. Ur denna synvinkel har frekvensomvandlingen av pappersmaskinsubjektöverföringsmaskinen blivit tidens utveckling.
Den partiella överföringen innefattar många överföringspunkter, såsom pappersmaskinens nätdel, pressdelen, framtorken, bakpressen, eftertorkningscylindern, kalandern, etc., eftersom papperet har defekter av tunnhet och bräcklighet, för att förhindra att papperet bryts. , krullning, rynkor, indragningar, höghastighetshastighetskontroll av varje överföringspunkt måste utföras och papperet sträcker sig i enlighet med förlängningsgraden definierad av pappersformningsriktningen. Det vill säga, från storleken till rullen, måste papperet upprätthålla en viss hastighetskaskad, så att det finns spänning. Det är den variabla frekvenskontrollen baserad på den partiella överföringen som betonar den online steglösa hastighetsreglering och synkrona följande prestanda för varje överföringspunkt. Därför måste frekvensomformaren som används i partiell överföring ha följande egenskaper:
(1) Hastighetsjusteringsområdet är brett och effektiviteten måste vara över 90% i fullhastighetsintervallet.
(2) Effektfaktorn är högre än 0,9;
(3) Den totala förvrängningen av den ingående harmoniska strömmen är mindre än 3%;
(4) Antagande standardanordning IGBT med hög tillförlitlighet och mogen teknik;
(5) Det kan minska utgående harmonisk komponent och effektivt minska effekten av dv / dt ljud och vridmomentringning;
(6) Använd kommunikationsfunktionen för att uppnå höghastighets seriell överföring av data.
Till exempel är kraften hos fyra överföringspunkter för överföring av en pappersmaskin av 1092 typ av en pappersbruk 11kW för pressning, 11kW för huvudcylinder, 7,5kW för gruppcylinder och 5,5kW för spiralpapper. Enligt tillverkarens faktiska situation och krav antar omformaren den nyligen introducerade MM420-serien från Siemens, och PLC antar Siemens S7-200-serien. Nätverkskommunikationen antar RS485-gränssnitt, och protokollmetoden antar Siemens USS-protokoll. Huvudreglering av motorvarvtalet och finjusteringen av en enkel växellåda anslår knapphastighetsreglering och kan justeras på framsidan och framsidan av utrustningen. Ett annat exempel är en 2820 kraftliner pappersmaskin i en fabrik. Omformaren antar den amerikanska modellen 1336 högpresterande inverteraren, PLC adopterar AB SLC500-serien, och operationsgränssnittet antar pekskärmen. Driftsparameterns lagring, automatisk generering av datatabeller, automatisk utskrift av produktionsrapporter och analys av fellarmstatus styrs av värddatorn. Nätverkskommunikationen antar det internationella gemensamma PROFIBUSDP-kommunikationsnätet. Motorn använder en AC-variabel frekvensmotor och tillämpar en flussvektor-sluten slingstyrning. Dessutom kan belastningsfördelningen för varje överföringspunkt styras genom att beräkna den faktiska effektförbrukningen för varje överföringspunkt och lokal spänning och släckning kan utföras genom jogging utan att påverka hastighetskedjan under produktionsprocessen.
Ovanstående två fall tillämpas vanligare på kontrollprincipen för partialfrekvensomvandlingskontrollen. Kontrollprincipen för den partiella överföringen är att upprätthålla hastighetskaskaden och höghastighetsöverföringen. Den förra använder den övre datorn (PLC eller industriell dator) för att beräkna hastighetskaskaden. Det senare uppnås genom höghastighets seriekommunika-tionsförmågan hos själva frekvensomformaren.
Under alla omständigheter är hela systemet enkelt i ledningar, hög automatisering, rik på information och kompatibel i gränssnitt, vilket underlättar integrationen av FA och hantering.
Resultatet av hastighetskaskaden är att bilda en serie hastighetskedjor för huvuddrivpunkten för maskinens partiella körning. Så snart en av punkthastigheterna är inställd, justeras varje efterföljande drivpunkt snabbt. I själva pappersmaskinstyrningen är det ofta nödvändigt att lägga till en specifik överföringskontrollmetod enligt en specifik position, särskilt när belastningsförhållandet är viktigt.
Den så kallade lastförhållandekontrollen innebär att i de två sammankopplingsvalsarna krävs för belastning och rationalitet hos kontakten belastningsfördelningen av de två rullarna för att uppnå bästa effekten. Vid styrningen av ingreppsrullen i pappersmaskinens pressavsnitt, kalandern, etc., enligt processkraven, när pappersbanan går sönder, är de två rullarna som är i ingrepp i det urkopplade läget och de två rullarna är i stängt läge när banan passerar. I mitten av ingreppsrullen, för att upprätthålla den nära kontakten hos de två rullarna i maskinen, är möteskravet uppfyllt och belastningsförhållande-regleringsmetoden är antagen.
Huvuddriven på ingreppsvalsen antar fortfarande hastighetskaskadstyrningsläge och belastningsförhållande-styrmetoden antas från överföringen. I lastförhållande kontrollen ökar inställningsvärdet för den tillslutna slingan med 5% baserat på inställningen av huvuddrift (V-inställning). I det här fallet är hastighetsslingans utgångsvärde strömslödesinställningen. Det fasta ingångsvärdet (M-inställningen) ökar, och utgångsvärdet för huvuddrevets hastighetsslinga multipliceras med belastningsförhållandeprocenten för att definiera inställt ingångsvärde (M-inställning) från drivströmslingan och det kommer också att vara tätt . Att hålla sig kvar med huvuddriften är de två rullarna mer mjuka och passande.
4. Spänningskontroll av återspolnings- och avlindningssystem, såsom spolningsmaskin, återspolningsmaskin och maskinbeläggningsmaskin
Det finns två typer av papperstillverkningsmetoder, platt papper och web. På grund av det stora antalet höghastighetstryckspressar ökar efterfrågan på webben. Dessutom kan banan öka pappersmaskinens hastighet i förhållande till det plana papperet. Hanteringen av banan av pappersmaskinen är emellertid en relativt komplicerad process, speciellt vid centralviklingsprocessen. När lindningsdiametern ökar, måste rullens rulle kontinuerligt minskas, och samtidigt måste banan vara fastsatt. Spänningen är relativt stabil. Därför är spänningskontrollen för spolnings- och avlindningssystemet kärntekniken och svårigheten för frekvensomvandlingen.
För ett sådant komplext spänningsstyrsystem måste frekvensomvandlingstekniken övervinna följande fyra tekniska problem:
(1) Förenkla den matematiska modellen för en komplex AC-asynkronmotor;
(2) Med tanke på fördröjningen och överskridandet av spänningsåterkopplingssignalen;
(3) som beskriver de dynamiska parametrarna för lindningsspänningskontrollprocessen som en tidsvariabel funktion;
(4) Se till att spänningsavslutningen har hög svängningsförmåga och bra omedelbar justering.
För närvarande är de två mest använda metoderna för kontroll:
(1) Snabbstyrningslindning (SPW), med hjälp av PID för att passera spänningsreaktionen hos lastcellen, eller justera rullens positionsåterkoppling för att korrigera hastighetsreferensen;
(2) Current Control Winding (CPW), som använder PID för att justera spänningsinställningen, kan appliceras på mittlindningsmetoden. Denna typ av kontroll är i allmänhet öppen slinga.
Det variabla frekvensstyrsystemet med spänningsreglering består i allmänhet av moduler såsom diameter, kompensation, moment och hastighetsberäkning. Figur 3 visar den grundläggande mjukvaruuppbyggnaden i sitt spolningssystem:
5, frekvensomvandlingskontrollen av hjälpdelen av pappersmaskinen
Pappersmaskinens hjälpdelar innefattar typiskt ett vitt vatten system, ett vakuumsystem, ett komprimerat luft system, ett kylvattensystem, ett kemiskt doseringssystem, ett brutet återvinningssystem, ett ventilationssystem och liknande.
I pappersmaskinens verkliga utformning, för att göra det möjligt för pappersmaskinen att fungera kontinuerligt och jämnt, överstiger dess hjälpdel i allmänhet 15% till 35% av pappersmaskinens maximala produktionskapacitet. Därför kan användningen av variabel frekvenshastighetsreglering och dess styrteknik effektivt reducera extra energiförbrukning vid faktisk drift, såsom fläkt och vattenpump som ursprungligen styrdes genom att justera ventilöppningsgraden och bandtransportören som arbetar vid en fast hastighet. Följande är en typisk aspekt av det brett spektrum av tillämpningar av variabel frekvenskontroll.
5.1 kylvattenfrekvenskontroll
I hjälputrustningen för papperstillverkning kräver beläggning och limning ofta användningen av kyldt vatten för att behandla beläggningen för att bibehålla stabiliteten hos beläggningens kemiska egenskaper. Den metod som används för närvarande är kylvattenspumpens variabel frekvenshastighetsstyrsystem. Dess kontrollprincip är att använda temperatur- eller temperaturskillnadskontroll, eftersom skillnaden mellan returvattentemperaturen och kylvattentemperaturen för frysenheten uttryckligen anger värmen som avlägsnats av det kylda vattnet från färgtanken, så att temperaturen skillnaden kan användas som kontrollbas. Samtidigt är det, eftersom utloppstemperaturen hos den frysande huvudramen är generellt stabil, det är endast nödvändigt att styra enligt returvattentemperaturen i konstruktionen.
Frekvenskontrollen för det kylda vattensystemet bör utformas som PID-kontroll, eftersom de flesta omformare har PID-funktion, så kontrollkretsen är mycket enkel, med returvattentemperaturen som återkopplingssignal och måltemperaturen kan passera omformaren . Panelinställningen eller värddatorn matar ut den analoga signalinställningen.
5.2 Förlust av pappersbältets maskinfrekvensreglage
Den brutna bältetransportören ansvarar för att transportera brutet papper eller bearbetningspapper av cadre till det torra förlustsystemet, eftersom bälteshastigheten vanligtvis är utformad enligt pappersmaskinens maximala hastighet. Vanligtvis går pappersmaskinens hastighet vid 50% till 80% av maxhastigheten. Mellan bandet med fast hastighet kommer avfallet att slösa en betydande mängd energi men producerar för mycket ljud, vid denna tidpunkt med frekvenskontroll, så att bandtransportörens hastighet följer pappersmaskinens hastighet och startfrekvensen hos bältetransportören är 20 ~ 30Hz, så att bandet snabbt kan reagera för att undvika pappersstopp och minska energiförbrukningen.
6, slutsatsen
Med frekvensomvandlingsteknikens utveckling och mognad har omformaren många fördelar som utmärkt hastighetsreglering, enkel drift, perfekt funktion, lätt att realisera automatisk justering etc. som kommer att ersätta det traditionella likspänningsstyrsystemet på pappersmaskinen och bli pappersmaskinen elektrisk. Överföringsledaren.