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雷諾爾低壓變頻器RNB8000系列在山東天和紙業有限公司造紙傳動系統中的應用

發布時間:2019-10-28 11:36   類型:應用案例   人瀏覽
  • 解決方案詳情

一、引言
造紙工業是我國的基礎工業之一。國內紙漿造紙企業數量大,分布廣。舊的造紙機傳動系統多采用直流電動機帶動各傳動輥軸的傳動方式,可做到無級調速,但由于碳刷的存在使維護相當麻煩。隨著交流變頻控制系統及通訊技術的發展,交流變頻傳動系統在新型造紙機上的應用越來越廣泛,調速范圍寬,調速性能好,節電,操作簡便。現代化的造紙機系統采用上位機、PLC、變頻器交流電機構成的系統,完成紙機的監控、運行及生產管理。
二、造紙工藝流程
造紙機主要指使紙漿形成紙幅的分部聯動的全套設備,基本組成部分按照紙張形成的順序分為網部、壓榨、前干燥、后壓榨、后干燥、壓光機、卷紙機等。其工藝流程為:流漿箱輸出的紙漿在網部脫水成型,在壓榨部進行壓縮使紙層均勻,經過前干燥進行干燥,接著進入后壓榨進行施膠,再進入后干燥器烘干處理,然后利用壓光機使紙張平滑,最后通過卷紙機形成母紙卷。其工藝流程圖如下:

造紙,雷諾爾,低壓變頻器,傳動系統,矢量控制
 
                       圖1 造紙工藝流程圖


 三 、造紙傳動控制系統構成及控制特點
造紙工藝是一個連續生產過程,因此生產線的連續和有序控制成為造紙工藝的關鍵。近年來,大量變頻器進入造紙行業,并已取得良好的技術和市場效果,雷諾爾RNB8000型高性能通用型變頻器具有良好的矢量控制特性和豐富的控制功能,強大的可編程邏輯模塊讓用戶可以靈活應用,滿足復雜工藝的控制要求。以山東天和紙業有限公司6號機傳動系統為例,控制部分主要由西門子PLC和雷諾爾RNB8000系列變頻器組成,現場人機界面選用西門子觸摸屏KTP900,本系統共有傳動點42個,功率范圍2.2KW~55KW,通訊方式為PROFIBUS-DP。


 系統網絡圖如下:
  造紙,雷諾爾,低壓變頻器,傳動系統,矢量控制
  圖2 系統網絡圖

3.1 系統精度指標
    在干擾信號(如負載,供電電壓,溫度)的影響下,可控變量設定值的最大偏差體現了傳動控制系統的穩定性。下述的偏差指可控變量在操作溫度時的最大偏移情況,亦即精度的最小水平。
靜態速度控制精度:額定轉速情況下24 小時速度偏移≤0.05%
                   24 小時兩個相鄰傳動點的速度差≤0.05%
動態速度控制精度:有干擾(如負載變化)時的短時速度偏移≤0.1%


 3.2傳動工藝控制主要特點
速度鏈功能:
    紙機以驅網輥為速度基準,其它傳動點需與之協調同步運行。
整機具有全數字速度鏈功能,到卷紙速度為遞增,傳動系統停機再啟動時的速度和控制參數將保持停車前的狀態;
負荷分配功能:
    網部的負荷分配:驅網輥為主傳動,運行在速度控制方式,真空伏輥、第一導網輥為輔傳動,運行在力矩控制方式;
    真空壓榨輥、真空壓榨下輥、吸移輥:真空壓榨輥為主傳動,運行在速度控制方式,真空壓榨下輥、吸移輥為從傳動,運行在力矩控制方式。二壓輥為主傳動,運行在速度控制方式,二壓膠輥為從傳動,運行在力矩控制方式,烘缸導輥傳動負荷分配;
壓光機、施膠機、各烘缸毯輥做負荷分配。
分部操作功能:
具有啟動/停止、運行/爬行、升速/降速、點動/收緊等操作功能;
烘缸傳動具有正反點動功能,利于維護和清理廢紙;
壓光機和卷紙機具有軟張力控制功能。
整機操作功能:
整機正常停車;整機升/降速。


 四、 雷諾爾RNB8000型變頻器特點
   雷諾爾高性能通用型變頻器具有良好的矢量控制特性和豐富的控制功能,強大的可編程邏輯模塊讓用戶可以靈活應用,滿足復雜工藝的控制要求。支持Modbus、Profibus DP、Canbus等通訊,較高的頻率給定分辨率和輸出頻率精度,足以滿足連續、高效生產應用的需求。本系統中的造紙機主傳動采用基本的速度控制方式,從傳動采用負荷分配控制。系統采用Profibus DP通訊協議結合PLC程序來完成速度鏈的控制,實現給定的數字化控制,避免了模擬控制速度鏈給定環節的信號漂移。主從控制采用CAN總線主從連接功能,主機通過CAN總線通訊將控制信號和給定直接發送給從機,從而保證了系統的穩定性,降低了PLC系統的負荷。
 RNB8000型變頻器特點:
   1、雷諾爾RNB6000變頻器是雷諾爾新一代的驅動控制系統,它是集V/F、矢量于一體的驅動系統,多軸資源共享的理念和模塊化的設計使得它能實現高效而又復雜的運動控制,其性能遠遠超過同類系統。 
   控制電機類型:既能控制感應電機,又能控制同步、力矩及直線電機。 
   控制功能:既有高精度的速度控制功能,又具有簡單定位功能,實現軸的相對和絕對定位。 
   TIA設計理念:集成的PROFIBUS-DP接口,易于和其它控制系統連接。 
   2、產品獨特性能
   全新的空間矢量技術:優秀的矢量算法保證在最低開關損耗前提下實現低頻大轉矩,高效率電網電壓利用率及優化的正弦波輸出,使電機工作噪音降低,發熱減少。
      特有的軟件死區補償:死區時間是變頻器低頻脈動轉矩產生的主要原因,RNB8000獨特的軟件死區補償最大限度地保證低頻極速條件下的平穩轉矩特性。
   優秀的無速度傳感器轉速跟蹤自啟動:能夠啟動正在運轉中的電機,保證用戶設備平穩繼續運行,RNB8000能夠自動識別轉速實現平穩轉速跟蹤。
   自動節能運行:獨特的軟件功率因數調節,根據負載的變化,動態調節功率因數,節省更多的能源。
   電壓波動抑制:動態自動電壓控制(AVC)功能確保輸入電壓波動±20%時,輸出電壓波動小于±5%。
   完善的保護功能:具有過壓、過流、欠壓、IGBT短路、反時限過載等保護設計,另外在負載短路、接地情況下能安全保護。
   直流電源供電:節省電源投資
   內置柔性PWM能耗制動:用戶選擇適當的制動電阻可方便實現能耗制動。
   友好的人機界面,靈活的輸入輸出接口:LCD中英文顯示,提供7路數字輸入,2路模擬輸出,3路數字輸出;八段用戶可編程運行,點動電位器設定模式。


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