Применение технологии контроля и управления частотой на линии производства бумагоделательной машины
Мы крупная полиграфическая компания в Шэньчжэне. Мы предлагаем все книжные издания, книжную печать в твердом переплете, печатную книжную книжку, печатную книжку в твердом переплете, печатную книжку с книжными принтерами, печать книжных шприцев, печать буклетов, упаковочную коробку, календари, все виды ПВХ, брошюры, заметки, детскую книгу, наклейки, все виды специальной бумаги цветной печати продукции, игры карты и так далее.
Для получения дополнительной информации, пожалуйста, посетите
http://www.joyful-printing.com. Только ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
электронная почта: info@joyful-printing.net
1. Введение
Бумагоделательная машина представляет собой комбинированную машину, состоящую из ряда вспомогательного оборудования, разделенного на две части: мокрый конец и сухую часть. Мокрая часть включает в себя систему подачи просеивающего потока, секцию проволоки и пресс-секцию, а сухая часть включает часть, такую как сушка, каландрирование и намотка. Процесс изготовления, как правило, заключается в том, что суспензия переносится в верхний напорный ящик производственной линии бумагоделательной машины через систему подачи просеивающего материала, а затем поток шлама проходит через секцию проволоки, прессу, передний сушильный цилиндр, задний пресс , цилиндр после сушки и каландрирование. Подмашины, такие как машина и наматывающая машина, становятся основной бумагой; базовая бумага может дополнительно вводить внешнее покрытие и перематывать машину для получения готовой бумаги.
Бумага - непрерывный процесс производства, поэтому непрерывный и упорядоченный контроль производственной линии становится узким местом, которое ограничивает качество и доходность готовой бумаги. Как самый мощный метод управления после середины 1990-х годов, управление частотой с переменной частотой вступает в область производства бумаги, которая первоначально регулирует скорость постоянного тока (подходит для больших и средних бумагоделательных машин) и мотора скольжения (подходит для малогабаритных и средних бумагоделательных машин) , и добился хороших результатов. Эффект рынка.
Технология управления частотой переменного тока с переменным частотным диапазоном признана одним из самых перспективных методов контроля скорости переменного тока благодаря отличной скорости регулирования производительности, замечательной экономии энергии и широкой применимости в национальной экономике. Система контроля скорости постоянного тока занимает важное место в истории разработки бумагоделательных машин. Однако из-за трудностей в обслуживании двигателей постоянного тока и плохой экологической устойчивости он серьезно ограничил соотношение цены и качества бумагоделательных машин в 1990-х годах. Технология управления скоростью преобразования частоты может полностью использовать присущие преимущества двигателя переменного тока (простая структура, прочная и долговечная, экономичная и надежная, хорошая динамическая характеристика и т. Д.) В сочетании с теорией регулирования частоты с переменной частотой сформировала относительно независимая дисциплина, преобразование частоты. Наступила эпоха технологии управления скоростью, применяемая к линии производства бумагоделательных машин. В этой статье более подробно рассмотрено применение частотного контроля и технологии его управления на линии производства бумагоделательной машины.
2. Контроль скорости преобразования частоты в системе калибровки бумагоделательной машины
Система калибровки бумагоделательной машины отвечает за транспортировку пульпы через шламовый насос, шламовый насос, многоступенчатое сито и другое оборудование на напорный ящик секции сетки бумагоделательной машины. Насос для шлама и шламовый насос являются наиболее важным оборудованием, поскольку они связаны с формованием. Качество бумаги, особенно вес, должно контролироваться путем преобразования частоты в соответствии с требованиями к дизайну бумагоделательной машины. Практика доказала, что установка устройства преобразования частоты может адаптироваться к различным скоростям транспортного средства и различным видам изменений использования, так что работа группы насосов для шлама всегда находится в эффективном состоянии. Кроме того, когда используется управление инвертором, скорость вращения двигателя и шламового насоса опускается, механические детали, такие как подшипники, изношены, система уплотнения конца насоса не так легко повреждена, частота отказов насоса значительно сокращается, а рабочая нагрузка на обслуживание также снижается.
Процесс калибровки должен отвечать следующим требованиям:
(1) Количество суспензии, подаваемой в участок проволоки бумагоделательной машины, должно быть стабильным, а погрешность не превышает ± 5%;
(2) Отношение и концентрация суспензии должны быть стабильными и однородными;
(3) Очистка и отбор суспензии. Поэтому регулирование скорости работы насосов для шлама и шламового насоса является наиболее важным для обеспечения реализации элементов (1) и (2).
В качестве примера, иллюстрирующего процесс управления потоком, в качестве примера проиллюстрируем насос навозной жижи: устройство преобразования частоты использует режим управления скоростью двойной системы с замкнутым контуром (как показано на рисунке 1), внешний контур представляет собой замкнутый контур скорости (V- управление), а внутренний цикл - это ток или оборот. Момент замкнутого контура (I-управление). Установленное значение скорости откачки, с одной стороны, параметр V , полученный путем изменения скорости суспензии , а отношение чистой скорости, а с другой стороны, регулятор давления (Р-контроль) из напорного ящика. Первый - основной тон, а последний - тонкая настройка. Скорость целлюлозы и коэффициент чистой скорости бумагоделательной машины в основном постоянны, поэтому скорость бумагоделательной машины изменяется, также изменяется V-настройка, а также изменяется скорость вращения шламового насоса; с целью повышения точности регулятора скорости и отражающего реальный процесс напорного щика, как правило , необходимо , чтобы принять изменение ± 5% от выходного значения ПИД Давления напорного ящика в качестве дополнительного заданного значения скорости для шламового насоса , Фактическое значение скорости (V фактическое) берется из фактического образца скорости приводного двигателя и может быть получено двигателем с вращающейся скоростью или фотоэлектрическим поворотным датчиком.
Установленное значение тока (настройка M) берется из выходного сигнала, взятого из контура скорости. Фактическое значение тока (фактическое значение M) берется из измеренного значения трансформатора тока на выходе привода переменного тока в каждой точке привода.
Поэтому для регулирования скорости преобразования частоты на шламовом насосе необходимо выполнить ПИД-регулирование, и необходимо правильно выбрать различные параметры режима обратной связи по скорости и ПИД-регулятора. Установленное значение времени ускорения от 0 до 100% обычно составляет 60 секунд, а время торможения составляет приблизительно 30 секунд. Установленное входное значение преобразователя должно иметь от двух до нескольких входов и может выполнять основные операции. Сигнал обратной связи должен иметь порт для приема аналогового сигнала или импульсного сигнала. Знание этого очень важно для выбора модели привода.
3. Регулирование частоты вращения привода сегментов бумагоделательной машины
Оборудование для передачи подкачки в бумажной машине Китая, ранее использовавшееся метод контроля скорости постоянного тока SCR, из-за существования кольца скольжения и угольной щетки, вызванного надежностью и точностью, невелико, в результате чего машина находится за машиной, скорость только около 200 м / мин, трудно по сравнению с зарубежными скоростными бумагоделательными машинами 1000 м / мин. С этой точки зрения, частотная конверсия механизма передачи подседельных машин бумагоделательной машины стала тенденцией времени.
Частичная передача включает в себя множество точек передачи, таких как чистая часть бумагоделательной машины, пресс-секция, передняя сушилка, задний пресс, цилиндр после сушки, каландр и т. Д., Поскольку бумага имеет дефекты тонкости и хрупкость, чтобы предотвратить разрыв бумаги. , завитки, морщины, углубления, высокоскоростное управление скоростью каждой точки передачи, а бумага растягивается в соответствии с скоростью расширения, определяемой направлением формования бумаги. То есть от калибровки до рулона бумага должна поддерживать определенный каскад скорости, так что есть напряжение. Это управление переменной частотой, основанное на частичной передаче, которая подчеркивает онлайн-плавное регулирование скорости и синхронное выполнение каждой точки передачи. Поэтому преобразователь частоты, используемый в частичной передаче, должен иметь следующие характеристики:
(1) Диапазон регулировки скорости широкий, и эффективность должна быть выше 90% в полном диапазоне скоростей;
(2) Коэффициент мощности выше 0,9;
(3) Суммарное искажение входного гармонического тока составляет менее 3%;
(4) Принятие стандартного устройства IGBT с высокой надежностью и зрелой технологией;
(5) Он может уменьшить выходную гармоническую составляющую и эффективно уменьшить влияние шума dv / dt и пульсации крутящего момента;
(6) Используйте функцию связи для обеспечения высокоскоростной последовательной передачи данных.
Например, мощность четырех точек передачи для передачи на бумажной машине типа 1092 для бумагоделательной машины составляет 11 кВт для прессования, 11 кВт для главного цилиндра, 7,5 кВт для группового цилиндра и 5,5 кВт для рулонной бумаги. В соответствии с фактической ситуацией и требованиями производителя инвертор принимает недавно введенную модель MM420 от Siemens, а ПЛК использует серию Siemens S7-200. Сетевая связь использует интерфейс RS485, а протокол использует протокол USS. Регулировка частоты вращения двигателя и точная настройка одной точки передачи регулируют регулировку скорости кнопки и могут регулироваться спереди и спереди оборудования. Другим примером является бумагоделательная машина 2800 kraftliner на заводе. Преобразователь принимает американский высокопроизводительный инвертор модели 1336, ПЛК использует серию AB SLC500, а интерфейс управления использует сенсорный экран. Хранилище рабочих параметров, автоматическая генерация таблиц данных, автоматическая печать производственных отчетов и анализ состояния аварийной сигнализации контролируются хост-компьютером. Сетевая связь использует международную общую сеть связи PROFIBUSDP. Двигатель использует двигатель переменной частоты переменного тока и применяет управление замкнутым контуром потока потока. Кроме того, распределение нагрузки каждой точки передачи можно контролировать, вычисляя фактическое потребление энергии каждой точки передачи, а местное натяжение и провисание могут выполняться бегом, не влияя на цепь скорости во время производственного процесса.
Вышеупомянутые два случая чаще применяются к принципу управления парциальным преобразованием частоты. Принцип управления частичной трансмиссией заключается в поддержании скоростного каскада и высокоскоростной передачи. Первый использует верхний компьютер (PLC или промышленный компьютер) для расчета каскада скорости. Последнее достигается благодаря высокоскоростной возможности последовательной связи самого преобразователя частоты.
В любом случае вся система проста в проводке, имеет высокую степень автоматизации, богата информацией и совместима с интерфейсом, что облегчает интеграцию FA и управления.
Результатом каскада скорости является создание серии скоростных цепей для главной точки привода частичного привода машины. Как только одна из точечных скоростей будет настроена, каждая последующая точка привода быстро отрегулируется. При фактическом управлении бумагоделательной машиной часто необходимо добавить конкретный способ управления передачей в соответствии с конкретным положением, особенно когда важно контролировать соотношение нагрузки.
Так называемое регулирование соотношения нагрузки означает, что в двух взаимозацепляющих валках для поддержания герметичности и рациональности контакта распределение нагрузки двух валков требуется для достижения наилучшего эффекта. При управлении зацепляющим роликом секции пресса для бумаги, каландра и т. Д. В соответствии с требованиями процесса, когда бумажное полотно ломается, два ролика, которые входят в зацепление, находятся в расцепленном положении, а два ролика находятся в положении закрытое положение при прохождении паутины. В середине зацепляющего ролика, чтобы поддерживать тесный контакт двух валиков в машине, выполняется условие сцепления, и используется метод контроля отношения нагрузки.
Основной привод сцепляющего ролика все еще использует режим каскадного управления скоростью, а метод передачи отношения нагрузки принимается из коробки передач. В регулировании отношения нагрузки заданное значение замкнутого контура скорости увеличивается на 5% в зависимости от значения основного привода (настройка V). В этом случае выходное значение контура скорости представляет собой настройку текущего контура. Постоянное входное значение (настройка M) будет увеличиваться, тогда выходное значение контура скорости основного привода умножается на процентное соотношение нагрузки для определения заданного входного значения (установка M) из контура тока привода, и оно также будет плотным , Поддерживаясь с основным приводом, два ролика более плотно зацепляются и прилегают.
4. Контроль натяжения систем перемотки и разматывания, таких как наматывающая машина, перематывающая машина и машина для нанесения покрытия на машине
Существует два типа методов формовки бумаги: плоская бумага и полотно. Из-за большого количества скоростных печатных машин спрос на ткани растет. Кроме того, полотно может увеличить скорость бумагоделательной машины относительно плоской бумаги. Однако обработка полотна бумагоделательной машиной является относительно сложным процессом, особенно в процессе обмотки центра. По мере увеличения диаметра обмотки скорость ролика катушки должна быть постоянно уменьшена, и в то же время полотно должно быть закреплено. Напряжение относительно стабильно. Поэтому для системы перемотки и размотки контроль натяжения является основной технологией и сложностью преобразования частоты.
Для такой сложной системы контроля натяжения технология преобразования частоты должна преодолевать следующие четыре технические проблемы:
(1) упростить математическую модель сложного асинхронного двигателя переменного тока;
(2) Рассмотрение задержки и перерегулирования сигнала обратной связи по напряжению;
(3) описание динамических параметров процесса управления натяжением намотки как функции, изменяющейся во времени;
(4) Убедитесь, что замкнутый контур натяжения имеет высокую противовоспалительную способность и хорошую немедленную регулировку.
В настоящее время два наиболее часто используемых метода контроля:
(1) Обмотка управления скоростью (SPW) с использованием PID для передачи обратной связи по напряжению тензодатчика или регулировки обратной связи по положению ролика для коррекции задания скорости;
(2) Обмотка управления током (CPW), которая использует ПИД для регулировки натяжения, может применяться к методу центральной обмотки. Этот тип управления, как правило, является открытым циклом.
Система управления переменной частотой с регулированием натяжения обычно состоит из модулей, таких как диаметр, компенсация, измерение крутящего момента и скорости. На рисунке 3 показана базовая программная структура его системы намотки:
5, управление преобразованием частоты вспомогательной части бумагоделательной машины
Вспомогательные части бумагоделательной машины обычно включают в себя систему белой воды, вакуумную систему, систему сжатого воздуха, систему охлажденной воды, систему дозирования химических веществ, систему восстановления с разбивкой, систему вентиляции и тому подобное.
В фактическом дизайне бумагоделательной машины для обеспечения непрерывной и равномерной работы бумагоделательной машины ее вспомогательная деталь обычно превышает 15% -35% максимальной производительности бумагоделательной машины. Поэтому использование управления частотой с переменной частотой вращения и его технологией управления может эффективно снизить потребление вспомогательной энергии в реальной эксплуатации, например, вентилятор и водяной насос, которые первоначально контролировались путем регулировки степени открытия клапана, и ленточный конвейер, который работает на фиксированная скорость. Ниже приведен типичный аспект широкого диапазона применений управления переменной частотой.
5.1 контроль частоты охлажденной воды
Во вспомогательном оборудовании для изготовления бумаги покрытие и размеры часто требуют использования охлажденной воды для обработки покрытия для поддержания стабильности химических характеристик покрытия. В настоящее время используется система регулирования частоты вращения с переменной частотой вращения охлажденной воды. Его принцип управления заключается в использовании контроля температуры или температуры, потому что, строго говоря, разница между температурой обратной воды и температурой воды на выходе из морозильной основной машины указывает на тепло, отводимое охлажденной водой из лакокрасочного резервуара, поэтому температура разность может использоваться в качестве контрольной базы. В то же время, поскольку температура на выходе морозильной мэйнфрейма в целом стабильна, ее необходимо контролировать только в соответствии с температурой обратной воды в конструкции.
Регулирование частоты системы охлажденной воды должно быть спроектировано как ПИД-регулирование, поскольку большинство инверторов имеют функцию ПИД-регулирования, поэтому контур управления очень прост, при этом температура обратной воды в качестве сигнала обратной связи и заданная температура могут проходить через инвертор , Настройка панели или главный компьютер выдает настройку аналогового сигнала.
5.2. Ухудшение частоты вращения машины
Поврежденный ленточный конвейер отвечает за транспортировку сломанной бумаги или обрабатывающей бумаги кадастра в систему сухих потерь, поскольку скорость ленты обычно конструируется в соответствии с максимальной скоростью бумагоделательной машины. Обычно скорость бумагоделательной машины составляет от 50% до 80% максимальной скорости. Между операцией фиксированной скорости ремня будет тратить значительное количество энергии, но также будет вызывать слишком большой шум, в это время используя частотный контроль, так что скорость ленточного конвейера следует скорости бумагоделательной машины, а начальная частота ленточный конвейер составляет 20 ~ 30 Гц, поэтому лента может быстро реагировать, чтобы избежать замятия бумаги и снизить потребление энергии.
6, заключение
С развитием и зрелостью технологии преобразования частоты, инвертор имеет много преимуществ, таких как отличная скорость регулирования производительности, простота в эксплуатации, отличная функция, простая в использовании автоматическая регулировка и т. Д., Что заменит традиционную систему контроля скорости постоянного тока на бумагоделательной машине и стать бумажной машиной электрической. Лидер передачи.