Aplikace technologie řízení frekvence a řízení v výrobní linii papírenských strojů
Jsme velká tisková společnost v Shenzhen Číně. Nabízíme veškeré publikace knih, tiskovou knihu v obálkách, papírový tisk, knihařský obal, knihařský tisk, knihařský tisk, tisk brožur, obalový box, kalendáře, všechny druhy PVC, produktové brožury, poznámky, dětská kniha, samolepky druhy speciálních produktů pro tisk barevného papíru, herní karty atd.
Pro více informací navštivte prosím
http://www.joyful-printing.com. Pouze ENG
http://www.joyful-printing.net
http://www.joyful-printing.org
email: info@joyful-printing.net
1. Úvod
Papírenský stroj je kombinovaný stroj sestávající ze série podpůrných zařízení, rozdělených do dvou částí: mokrého konce a suché části. Mokrá část zahrnuje systém dodávání průměrového průtoku, drátěný úsek a lisovací část a suchá část zahrnuje část, jako je sušení, kalandrování a navíjení. Výrobní proces je obecně: kaše se přenese do předního koncového nástavce výrobní linky pro výrobu papírenských strojů přes systém dávkování průtoku a poté průtok kalu prochází úsekem drátu, lisem, předním sušícím válcem, zadním listem , sušicí válec a kalandrování. Podřazené stroje, jako je stroj a navíjecí stroj, se stávají základním papírem; základní papír může dodatečně vstupovat do vnějšího potahu a převíjecího stroje tak, aby vytvořil hotový papír.
Výroba papíru je kontinuální výrobní proces, takže nepřetržité a řádné řízení výrobní linky se stává překážkou, která omezuje kvalitu a výtěžnost hotového papíru. Jako nejsilnější řídicí metoda po uplynutí 90. let vstoupila do oblasti výroby papíru, která je původně DC regulací rychlosti (vhodná pro velké a střední papírové stroje) a skluzu motoru (vhodný pro malé a střední papírové stroje) , a dosáhla dobrých výsledků. Tržní efekt.
Technologie řízení rychlosti střídavého kmitočtu je uznávána za jednu z nejslibnějších metod regulace otáček střídavého proudu v důsledku vynikající regulace rychlosti, významné úspory energie a široké uplatnění v národním hospodářství. Systém řízení rychlosti DC zaujímá důležitou pozici v historii vývoje papírenských strojů. Nicméně kvůli obtížím s údržbou stejnosměrných motorů a špatné odolnosti vůči životnímu prostředí vážně omezil výkonový poměr papírenských strojů v devadesátých letech. Technologie řízení rychlosti frekvenčního převodu umožňuje plnou vůli pro inherentní výhody motoru střídavého proudu (jednoduchá konstrukce, robustní a odolná, hospodárná a spolehlivá, dobrá dynamická odezva atd.), Spolu s teorií regulace rychlosti proměnné frekvence vytvořila relativně nezávislá disciplína, frekvenční konverze Doba technologie řízení rychlosti aplikovaná na výrobní linku papírenských strojů přišla. V této práci je dále rozpracována aplikace řízení frekvence a její řídicí technologie na výrobní linii papírenských strojů.
2. Řízení rychlosti konverze frekvence systému pro dimenzování papírových strojů
Systém pro dimenzování papírových strojů je zodpovědný za dopravu buničiny přes čerpadlo kalu, čerpadlo kalu, vícestupňové síto a další zařízení do hlavice skříně papírového stroje. Čerpadlo kalu a čerpadlo kalu jsou nejdůležitější zařízení, protože souvisejí s formováním. Kvalita papíru, zejména hmotnost, musí být řízena frekvenčním převáděním tak, aby splňovala konstrukční požadavky papírenského stroje. Praxe prokázala, že instalace zařízení pro převod frekvence se může přizpůsobit různým rychlostem vozidel a různým typům změn využití, takže provoz skupiny čerpadel kalů je vždy v účinném stavu. Kromě toho, když je použito řízení střídače, jsou rotační otáčky motoru a čerpadla kalu spuštěny, mechanické části, jako jsou ložiska, jsou opotřebované, těsnící systém konce čerpadla není snadno poškozen, porucha čerpadla je výrazně snížena a pracovní úloha údržby je rovněž snížena.
Proces kalibrace musí splňovat následující požadavky:
(1) Množství kalu dodávané do drátu papírového stroje musí být stabilní a chyba nepřesahuje ± 5%;
(2) Poměr a koncentrace kaše by měly být stabilní a jednotné;
(3) Purifikace a výběr kalu. Řízení otáček čerpadla kalu a čerpadla kalu je proto nejdůležitější pro zajištění realizace položek (1) a (2).
Níže je znázorněno čerpadlo kalu jako příklad pro ilustraci procesu řízení průtoku: řízení frekvenční konverze přijímá režim řízení rychlosti systému s dvojitou uzavřenou smyčkou (jak je znázorněno na obrázku 1), vnější smyčkou je uzavřená smyčka rychlosti (V- řízení) a vnitřní smyčka je proud nebo revoluce. Moment uzavřené smyčky (I-control). Nastavená hodnota rychlosti čerpání je na jedné straně nastavení V dosaženo změnou rychlosti kalu a čistého poměru otáček a na druhé straně regulátor tlaku (ovládací prvek P) z hlavice. První je hlavní tón a druhý je jemné nastavení. Rychlost buničiny a poměr čisté rychlosti papírového stroje jsou v podstatě konstantní, takže se změní rychlost papírenského stroje, změní se také nastavení V a také se změní rychlost otáčení čerpadla kalu; aby se zlepšila přesnost regulátoru otáček a odrážela skutečný proces nátokové skříně, je obvykle nutné provést změnu ± 5% výstupní hodnoty tlaku tlakového regulátoru PID jako dodatečné žádané hodnoty otáček čerpadla pro kal . Skutečná hodnota rychlosti (V skutečný) je převzata ze vzorku skutečné rychlosti hnacího motoru a může být získána motorem otáčející se otáčky nebo fotoelektrickým otočným kodérem.
Nastavená hodnota proudu (nastavení M) je převzata z výstupního signálu odebraného ze smyčky rychlosti. Skutečná hodnota proudu (M skutečná) je převzata z naměřené hodnoty proudového transformátoru na výstupu střídavého měniče v každém bodě pohonu.
Proto pro regulaci frekvenční konverze čerpadla kalu je nutné provést PID řízení a je nutné správně zvolit různé parametry režimu zpětné vazby a PID. Nastavená hodnota doby zrychlení 0 až 100% je obvykle 60 sekund a doba zpomalení je přibližně 30 sekund. Nastavená vstupní hodnota měniče musí mít dva až více vstupů a může provádět základní operace. Signál zpětné vazby musí mít port pro příjem analogového nebo pulzního signálu. Znát toto je velmi důležité pro výběr modelu měniče.
3. Proměnná regulace kmitočtu jednotky pohonu segmentu papíru
Čínská zařízení pro přenos papíru dílčího průřezu, dříve použitá metoda SCR DC řízení rychlosti, kvůli existenci kroužku a uhlíkové kartáče způsobené spolehlivostí a přesností není vysoká, což vede k tomu, že stroj za strojem je, rychlost je pouze asi 200 m / min, je obtížné ve srovnání se zahraničními vysokorychlostními papírovými stroji 1000 m / min. Z tohoto pohledu se frekvenční přeměna strojů pro přenos dílčích částí papírenského stroje stala trendem doby.
Částečný přenos zahrnuje mnoho přenosových bodů, jako je čistá část papírenského stroje, lisovací část, přední sušička, zadní lis, post-sušicí válec, kalandr apod., Protože papír má chyby tenkosti a křehkost, aby nedošlo k rozbití papíru. , zkroucení, vrásky, zářezy, vysokorychlostní regulace rychlosti každého vysílacího bodu a papír se roztahuje podle rychlosti rozšíření definovaného směrem vytváření papíru. To znamená, že od velikosti na kotouč, papír musí udržovat určitou rychlost kaskádu, takže je napětí. Jedná se o variabilní řízení kmitočtu založené na částečném přenosu, které zdůrazňuje online bezproblémovou regulaci rychlosti a synchronní sledování výkonu každého přenosového bodu. Frekvenční měnič použitý v částečném přenosu musí proto mít následující charakteristiky:
(1) Rozsah nastavení rychlosti je široký a účinnost musí být vyšší než 90% v rozsahu plné rychlosti;
(2) výkonový faktor je vyšší než 0,9;
(3) Celkové zkreslení vstupního harmonického proudu je menší než 3%;
(4) Přijetí standardního zařízení IGBT s vysokou spolehlivostí a vyspělou technologií;
(5) Může snížit výstupní harmonickou složku a účinně snížit účinek dvojitého šumu a kroutícího momentu;
(6) Pomocí komunikační funkce dosáhnete vysokorychlostního sériového přenosu dat.
Například výkon čtyř podvodních přenosových bodů stroje s papírovým válcem typu 1092 je 11kW pro lisování, 11kW pro hlavní válec, 7,5kW pro skupinový válec a 5,5kW pro cívkový papír. Podle skutečné situace a požadavků výrobce střídač přijme nově zavedené série MM420 od společnosti Siemens a PLC přijme řadu Siemens S7-200. Síťová komunikace přijímá rozhraní RS485 a protokolová metoda přijímá protokol Siemens USS. Hlavní regulace otáček motoru a jemné nastavení jediného přenosového místa přijímají regulaci otáček tlačítka a lze je nastavit v přední a přední části zařízení. Dalším příkladem je stroj na výrobu kraftového papíru 2820 v továrně. Střídač využívá vysoce výkonný střídač amerického modelu 1336, PLC využívá řadu AB SLC500 a ovládací rozhraní přijímá dotykovou obrazovku. Uložení provozních parametrů, automatické generování datových tabulek, automatický tisk výrobních zpráv a analýza stavu poruchového stavu jsou řízeny hostitelským počítačem. Síťová komunikace přijímá mezinárodní společnou komunikační síť PROFIBUSDP. Motor používá motor s proměnlivou frekvencí střídavého proudu a ovládá regulaci uzavřené smyčky vektoru toku. Kromě toho může být distribuce zatížení každého vysílacího místa řízena výpočtem skutečného využití energie každého vysílacího místa a lokální napnutí a uvolnění může být provedeno joggingem bez ovlivnění řetězce rychlosti během výrobního procesu.
Výše uvedené dva případy se běžněji uplatňují na princip řízení řízení parciální frekvenční konverze. Řídícím principem částečného přenosu je udržení rychlostní kaskády a vysokorychlostního přenosu. První používá horní počítač (PLC nebo průmyslový počítač) pro výpočet rychlosti kaskády. Ta je dosažena vysokorychlostní sériovou komunikační schopností samotného frekvenčního měniče.
V každém případě je celý systém jednoduchý, má vysokou automatizaci, bohatou informaci a kompatibilní v rozhraní, což usnadňuje integraci FA a správy.
Výsledkem kaskády rychlosti je vytvoření řady rychlostních řetězů pro hlavní hnací bod částečného pohonu stroje. Jakmile se nastaví jedna z bodových rychlostí, rychle se nastaví každý další hnací bod. Ve skutečném řízení papírenského stroje je často nutné přidat určitou specifickou metodu přenosu podle konkrétní polohy, zvláště když je důležitá kontrola zatížení.
Takzvaná regulace poměru zatížení znamená, že ve dvou záběrových válcích je pro udržení těsnosti a racionality kontaktu zatížení obou válců požadováno pro dosažení co nejlepšího účinku. Při ovládání záběrového válce lisovacího ústrojí, kalandru apod., Podle požadavků na proces, když se pás papíru zlomí, jsou obě válečky, které jsou v záběru, v uvolněné poloze a oba válce jsou v záběru uzavřená poloha při průchodu pásu. Ve středu záběrového válce je pro udržení těsného kontaktu obou válců ve stroji splněn požadavek na záběr a je použita metoda řízení poměru zatížení.
Hlavní pohon vratného válečku stále přijímá režim řízení rychlosti kaskády a metoda přenosu poměru zatížení je přijata z přenosu. V regulátoru poměru zatížení se nastavená hodnota uzavřené smyčky otáček zvýší o 5% na základě hlavní nastavené hodnoty pohonu (nastavení V). V tomto případě je výstupní hodnota smyčky rychlosti nastavením aktuální smyčky. Zvýší se pevná vstupní hodnota (nastavení M) a vynásobí se výstupní hodnota hlavní smyčky rychlosti zatížení poměrem zatěžovacího poměru k definování nastavené vstupní hodnoty (nastavení M) z proudové smyčky měniče a bude také těsné . Při údržbě s hlavním pohonem jsou dva válečky těsněji v záběru a zapadají.
4. Ovládání napínání navíjecích a odvíjecích systémů, jako je stroj na navíjení, převíječ a obráběcí stroj
Existují dva typy metod formování papíru, plochý papír a web. Vzhledem k velkému počtu vysokorychlostních tiskových strojů roste poptávka po tkaninách. Navíc web může zvýšit rychlost papírového stroje vzhledem k plochému papíru. Ovšem manipulace s papírovým strojem na webu je poměrně komplikovaný proces, zejména v procesu centrálního vinutí. Jak se zvětšuje průměr vinutí, musí být rychlost válce navíječe plynule redukována a současně musí být pás zajištěn. Napětí je relativně stabilní. Proto pro systém převíjení a odvíjení je řízení tahu základní technikou a obtížnost frekvenční konverze.
Pro takový komplexní systém řízení tahu musí technologie převodu frekvence překonat následující čtyři technické problémy:
(1) zjednodušit matematický model komplexního střídavého asynchronního motoru;
(2) vzhledem k zpoždění a překročení signálu zpětné vazby napětí;
(3) popisující dynamické parametry procesu regulace napětí vinutí jako funkce měnící čas;
(4) Ujistěte se, že uzavřená smyčka má vysokou schopnost proti kolísání a dobré okamžité nastavení.
V současné době jsou dvě nejčastěji používané metody kontroly:
(1) Vinuta řízení rychlosti (SPW), pomocí PID, aby prošla zpětnou vazbou tahu snímače zatížení nebo nastavením zpětné vazby polohy válečku pro opravu referenční rychlosti;
(2) Vítr řízení proudu (CPW), který používá PID pro nastavení nastavení tahu, lze aplikovat na metodu středového vinutí. Tento typ kontroly je obecně otevřený.
Systém řízení proměnné frekvence s řízením napětí je obecně složen z modulů, jako je průměr, kompenzace, točivý moment a výpočet rychlosti. Obrázek 3 ukazuje základní strukturu softwaru jeho systému navíjení:
5, řízení frekvenční konverze pomocné části papírenského stroje
Pomocné části papírového stroje obvykle obsahují systém bílé vody, vakuový systém, systém stlačeného vzduchu, systém chlazené vody, systém dávkování chemikálií, regenerační systém, systém větrání a podobně.
Ve skutečném provedení papírenského stroje, aby stroj papíru pracoval nepřetržitě a rovnoměrně, jeho pomocná část obvykle přesahuje 15% až 35% maximální výrobní kapacity papírenského stroje. Proto použití regulace rychlosti kmitočtu a jeho řídicí technologie může účinně snižovat pomocnou spotřebu energie při skutečném provozu, jako je ventilátor a vodní čerpadlo, které byly původně řízeny nastavením stupně otevření ventilu, a pásový dopravník, který pracuje na pevná rychlost. Jedná se o typický aspekt širokého spektra aplikací řízení proměnné frekvence.
5.1 regulace frekvence chlazené vody
V pomocných zařízeních na výrobu papíru, potahování a rozmělňování často vyžadují použití chlazené vody k ošetření povlaku, aby se zachovala stabilita chemických vlastností povlaku. V současné době se používá systém řízení rychlosti proměnné frekvence čerpadla chlazené vody. Jeho kontrolním principem je použití regulace teploty nebo teplotního rozdílu, protože striktně řečeno rozdíly mezi teplotou vratné vody a teplotou výstupní vody v hlavním stroji mrazu indikují odváděné teplo z chlazené vody z nádrže na barvu, takže teplota rozdíl může být použit jako kontrolní základ. Současně, jelikož výstupní teplota mrazícího hlavního klíče je obecně stabilní, je nutné pouze řídit podle teploty vratné vody v konstrukci.
Řízení frekvence systému chlazené vody by mělo být navrženo jako řízení PID, protože většina střídačů má funkci PID, takže řídicí smyčka je velmi jednoduchá, teplota zpětné vody je jako zpětnovazební signál a cílová teplota může procházet střídačem . Nastavení panelu nebo hostitelského počítače vyvedou analogové nastavení signálu.
5.2 Ztráta řízení kmitočtu strojního pásu
Rozbitý pásový dopravník je zodpovědný za přepravu rozbitého papíru nebo zpracovávaného papíru z rámu do systému suchého ztráty, protože rychlost pásu je obvykle navržena podle maximální rychlosti papírového stroje. Obvykle se rychlost papírového stroje pohybuje od 50% do 80% maximální rychlosti. Mezi pásem pevné rychlosti provozu se ztratí značné množství energie, ale také se vytvoří příliš mnoho hluku, v tomto okamžiku pomocí frekvenčního řízení, takže rychlost pásového dopravníku sleduje rychlost papírového stroje a počáteční frekvence pásový dopravník je 20 ~ 30Hz, takže pás může rychle reagovat, aby nedošlo k uvíznutí papíru a snížilo spotřebu energie.
6, závěr
Díky vývoji a zralosti technologie konverze frekvence má střídač mnoho výhod, jako je vynikající výkon regulace rychlosti, jednoduchá obsluha, perfektní funkce, snadná realizace automatického nastavení atd., Které nahradí tradiční systém řízení otáček DC na papírenském stroji a stát se papírovým strojem elektrickým. Vedoucí přenosu.