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森兰变频器在造纸机传动系统中的应用

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日期:2007-3-25 0:27:04     来源:佳工机电网   作者: 点击:
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摘要:本文应用森兰SB80系列变频器和西门子S7-200PLC组成的文化纸机传动控制系统,通过软、硬件设计,较好的实现了纸机电气传动控制系统中的负荷分配、速度链、张力控制等功能。这种基于S7-200PLC的全数字控制系统适用中、高速纸机的速度、可靠性等控制性能的需要。
关键词:造纸机 森兰变频器 传动系统 设计
keywords paper machine sen lan inverter transmission system design

引言 随着我国经济的发展,制浆造纸业已经成为我国工业经济增长的重要支柱,早期的造纸生产产量较低,对电控没有太高要求,随着造纸规模的扩大,对造纸机的产量及速度要求越来越高,从而对纸机配套电控系统的要求也越来越高.本文采用森兰SB80系列变频器和西门子S7-200 PLC组成一套文化纸机传动控制系统。通过可编程逻辑控制器(PLC)和变频器之间的通信,控制传动点的启动、停止、增速、减速、紧纸等操作,由软件自动实现负荷分配、速度链等功能,充分满足造纸工艺及电控的需要。

1 纸机对电气传动控制系统的要求

1.1 该机结构简图如图1示。纸机为1760/250 m/min长网多缸文化纸机,生产40~65g/m2高级文化用纸,稳态精度≤0.01%。

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图1 结构简图

1.2为了能生产出质量标准较高的产品,纸机对电气传动系统提出如下的要求:

(1) 纸机工作速度要有较大的调节范围,为了使造纸机具有较强的产品、原料的适应性(如打浆度、浆料配比与种类、定量、纸种等),纸机传动可在较大的范围内均匀的调节速度,调节范围为1:8;

(2) 车速要有较高的稳定裕度,总车速提升、下降要平稳。为了稳定纸页的定量和和质量、减少纸幅断头,要求纸机稳速精度为±0.05~0.01%;

(3) 速差控制,速比可调、稳定。纸幅在网部和压榨部时,其纵向伸长横向收缩,而在烘干部时,两向都收缩,因此纸机各分部的线速度稍有差异,即速差。速差在一定范围内变化不引起纸页质量的突变。此时的速差对成纸来说,主要影响纸页的克重。误差应控制在0.1%以内保持纸张不被拉断。纸机各分部的速比的最大波动值与浆料配比、定量、车速、生产工艺、纸页收缩率及分部之间的纸幅无承托引段的张力等因素有关。因此,造纸机各相邻分部间应有适当的速差来形成良好的纸页。纸机各分部的速度必须是可以调节的,为±10~15%。利于工作时调整。为了生产较高质量的纸幅和减少断头率,还要保持各分部间速比的稳定;

(4) 各分部点具有速度微升、微降功能,引纸操作时的紧纸、松纸功能。具有刚性联结或软联结的传动分部,如网部、压榨部、施胶部,能进行负荷动态调节。防止某点的速度发生变化而引起负荷在分部内动态转移,如不及时进行自动的调节(因为现在使用的变频器基本上都不具备长期四象限运行能力),有的传动点负载可能超过它自身的功率范围引起过流发生,有的传动点被拖动而引起过高的泵升电压,导致变频器过压而保护跳闸,甚至损坏变频器和损坏毛布。同时在这些分部中,应具有单动、联动功能,并可以同时起动、停止。必要的显示功能,如线速度、电流或转矩、运行信号、故障信号等;

(5) 爬行速度。 为了检修和清洗聚酯网、压榨毛毯、干网以及各分部的运行工况,各分部应有15~50m/min可调的爬行速度,但不宜在此速度下长时间运行;

(6) 纸机为恒转矩负载性质,要选择具有恒转矩控制性能的变频器,并具有较高的分辨率,良好的通讯能力,并采用PLC作为控制单元,实现对整个控制系统的可靠、协调的控制,以满足纸机控制系通正常工作的需要。

2 控制系统组成

系统原理图如图2所示 。该纸机传动系统采用由S7-226小型PLC作为系统的控制中心;由功能较强大的森兰SB80系列变频器为驱动单元,频率分辨率为0.01Hz以上;变频专用电机作为执行单元;欧姆龙编码器提供速度反馈信号,使纸机传动在速度闭环运行模式下,从而使控制系统稳速精度达到0.01%。由PLC通过西门子MODUBUS协议、RS485网络与变频器实现速度链功能、速差控制、负荷分配功能、总车速升、降、各分部点的速度升、降及紧纸、松纸等功能,较理想地满足纸机正常工作的需求。

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