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解決方案
深入行業(yè)需求一線 傾力賦能行業(yè)智能電氣化
奧卓爾變頻器QD800系列在造紙傳動系統(tǒng)中的應(yīng)用
來源:奧卓科技 發(fā)布日期:2022-10-26

一、引言

造紙工業(yè)是我國的基礎(chǔ)工業(yè)之一。國內(nèi)紙漿造紙企業(yè)數(shù)量大,分布廣。舊的造紙機傳動系統(tǒng)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(diào)速,但由于碳刷的存在使維護相當(dāng)麻煩。隨著交流變頻控制系統(tǒng)及通訊技術(shù)的發(fā)展,交流變頻傳動系統(tǒng)在新型造紙機上的應(yīng)用越來越廣泛,調(diào)速范圍寬,調(diào)速性能好,節(jié)電,操作簡便。現(xiàn)代化的造紙機系統(tǒng)采用上位機、PLC、變頻器交流電機構(gòu)成的系統(tǒng),完成紙機的監(jiān)控、運行及生產(chǎn)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(lián)動的全套設(shè)備,基本組成部分按照紙張形成的順序分為網(wǎng)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(wǎng)部脫水成型,在壓榨部進行壓縮使紙層均勻,經(jīng)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:


圖1 造紙工藝流程圖


三 、造紙傳動控制系統(tǒng)構(gòu)成及控制特點

造紙工藝是一個連續(xù)生產(chǎn)過程,因此生產(chǎn)線的連續(xù)和有序控制成為造紙工藝的關(guān)鍵。近年來,大量變頻器進入造紙行業(yè),并已取得良好的技術(shù)和市場效果,奧卓爾QD800系列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(yīng)用,滿足復(fù)雜工藝的控制要求。

3.1 系統(tǒng)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(shè)定值的最大偏差體現(xiàn)了傳動控制系統(tǒng)的穩(wěn)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(tài)速度控制精度:額定轉(zhuǎn)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(tài)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(qū)網(wǎng)輥為速度基準,其它傳動點需與之協(xié)調(diào)同步運行。

整機具有全數(shù)字速度鏈功能,到卷紙速度為遞增,傳動系統(tǒng)停機再啟動時的速度和控制參數(shù)將保持停車前的狀態(tài);

負荷分配功能:

網(wǎng)部的負荷分配:驅(qū)網(wǎng)輥為主傳動,運行在速度控制方式,真空伏輥、第一導(dǎo)網(wǎng)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(dǎo)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、 奧卓爾QD800系列變頻器特點

奧卓爾QD800系列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(yīng)用,滿足復(fù)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(xù)、高效生產(chǎn)應(yīng)用的需求。本系統(tǒng)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(tǒng)采用Profibus DP通訊協(xié)議結(jié)合PLC程序來完成速度鏈的控制,實現(xiàn)給定的數(shù)字化控制,避免了模擬控制速度鏈給定環(huán)節(jié)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(fā)送給從機,從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低了PLC系統(tǒng)的負荷。

奧卓爾QD800系列變頻器特點:

1、奧卓爾QD800系列變頻器是奧卓新一代的驅(qū)動控制系統(tǒng),它是集V/F、矢量于一體的驅(qū)動系統(tǒng),多軸資源共享的理念和模塊化的設(shè)計使得它能實現(xiàn)高效而又復(fù)雜的運動控制,其性能遠遠超過同類系統(tǒng)。 

控制電機類型:既能控制感應(yīng)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(xiàn)軸的相對和絕對定位。 

TIA設(shè)計理念:集成的PROFIBUS-DP接口,易于和其它控制系統(tǒng)連接。 

2、產(chǎn)品獨特性能

全新的空間矢量技術(shù):優(yōu)秀的矢量算法保證在最低開關(guān)損耗前提下實現(xiàn)低頻大轉(zhuǎn)矩,高效率電網(wǎng)電壓利用率及優(yōu)化的正弦波輸出,使電機工作噪音降低,發(fā)熱減少。

特有的軟件死區(qū)補償:死區(qū)時間是變頻器低頻脈動轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的主要原因,QD800獨特的軟件死區(qū)補償最大限度地保證低頻極速條件下的平穩(wěn)轉(zhuǎn)矩特性。

優(yōu)秀的無速度傳感器轉(zhuǎn)速跟蹤自啟動:能夠啟動正在運轉(zhuǎn)中的電機,保證用戶設(shè)備平穩(wěn)繼續(xù)運行,QD800能夠自動識別轉(zhuǎn)速實現(xiàn)平穩(wěn)轉(zhuǎn)速跟蹤。

自動節(jié)能運行:獨特的軟件功率因數(shù)調(diào)節(jié),根據(jù)負載的變化,動態(tài)調(diào)節(jié)功率因數(shù),節(jié)省更多的能源。

電壓波動抑制:動態(tài)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(shè)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(jié)省電源投資。

內(nèi)置柔性PWM能耗制動:用戶選擇適當(dāng)?shù)闹苿与娮杩煞奖銓崿F(xiàn)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(shù)字輸入,2路模擬輸出,3路數(shù)字輸出;八段用戶可編程運行,點動電位器設(shè)定模式。

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