2 造纸机上浆零碎的变频调速掌握

　　纸张有二种成型方式即平板纸和卷筒纸，由于高速印刷机的少量呈现，关于卷筒纸的需求量日积月累。而且卷筒纸相关于平板纸来说，更能进步纸机的车速。但是纸机关于卷筒纸的处置则是一个绝对繁杂的进程，特别是在中心卷取的进程中，随着卷径的不时添加，卷筒辊的速度必需不时增加，同时又要保证纸幅的张力绝对颠簸。因而，关于收放卷零碎而言，停止张力掌握是中心技术，也是变频调速的难点。

　　冷冻水零碎选用的变频调速该当可设想为PID掌握，由于大部分的变频器都具有PID功用，因而掌握回路就十分简明，以回水温度作为反响信号，而目的温度则可以经过变频器的面板设定或是上位机输出模仿量信号设定。

　　所谓负荷配比掌握，是指在两个啮合辊中，为坚持接触的严密性和合感性，需求对两个辊子停止负荷分配，以到达最佳成效。在造纸机压榨部、压光机等啮合辊掌握中，根据工艺需求，纸幅断裂时，啮合的两辊子处于脱开位置，纸幅经过期两辊子处于合上位置。其中在啮合辊合上中，为坚持两辊子在机械上的严密接触，到达啮合的请求，需采取负荷配比掌握方式。

　　目前，在卷取中最常用的是以下2种掌握方式:(1)速度掌握卷取(SPW)，用PID经过测力传感器的张力反响，或调理辊的位置反响，来改正速度给定;(2)电流掌握卷取(CPW)，用PID调理张力给定，可适用于中心卷取的方式，这一类型的掌握普通是开环的。

　　4 卷纸机、复卷机和机外涂布机等收放卷零碎的张力掌握

　　速度级联的后果是将纸机分部传动的主传动点构成了一串速度链，只需其中的一个点速度停止调整，其后的每一个传动点也随之疾速调整。在实际的纸机掌握中，常常还要根据特定的位置再添加特定的传动掌握方式，特别主要确当数负荷配比掌握。

　　如某纸厂1台1092型水松纸造纸机的 4个分部传动传动点的功率辨别为压榨11kW，主缸11kW，组缸7.5kW,卷纸5.5kW。根据运用厂家的实际状况和请求，变频器采用西门子公司早先推出的MM420系列，PLC采用西门子S7-200系列。网络通讯采用RS485接口，协议方式采用西门子USS协议。主机调速及单个传动点微调采用按扭调速，并且可以在操纵台和装备前两地调速。 又如某厂2820型牛皮箱板纸造纸机，变频器采用美国AB公司1336型高功用变频器，PLC采用AB公司SLC500系列，操纵界面采用触模屏。由上位机掌握运转参数存储、数据表格主动天生、消费报表主动打英毛病报警形态剖析。网络通讯采用国际通用的PROFIBUS DP通讯网络。电效果采用交换变频电机，并且运用磁通矢量闭环掌握。另外可以经过对各个传动点的实际运用功率的计算掌握各个传动点的负荷分配，并且在消费进程中可以经过点动在不影响速度链的状况下停止部分张紧和松弛。

　　造纸机的辅佐部分一般包括白水零碎、真空零碎、紧缩气氛零碎、冷冻水零碎、化学品加药零碎、损纸回收零碎、透风零碎等。在实际设想纸机中，为了使纸性能延续平衡地运转，它的辅佐部分，普通都超越造纸机最大消费才干的15%～35%。因而，采用变频调速及其掌握技术能无效地升高实际运转中辅佐能耗，比方原先采用调理阀门开度来掌握的风机和水泵、定速运转的皮带传输机等。以下就典型的几个方面来论述变频掌握的普遍用处。

　　造纸机上浆零碎担任将纸浆经过浆泵、冲浆泵、多级筛等装备保送到纸机网部流浆箱的进程，其中浆泵和冲浆泵为最主要的装备，由于它们联系到成形纸的质量，特别是克重，因而必需采用变频掌握才干到达纸机的设想请求。实际证实，装置变频装置能顺应不同车速、不同种类的用质变化，使浆泵组的运转一直处于高效形态。另外，采用变频掌握时，电效果和浆泵的转速降落，轴承等机械部件磨损升高，泵端密封零碎不易保护，机泵的毛病率大为升高，维修任务量也随之增加。

　　啮合辊的主传动仍采用速度级联掌握方式，从传动采用负荷配比掌握方式。在该负荷配比掌握中，速度闭环的设定值在主传动设定值(V设定)的根底上，再添加5%的速度，这样的话，其速度环的输出值即电流环的设定输出值(M设定)就会添加，然后主传动速度环的输出值乘上负荷配比百分值去限定从传动电流环的设定输出值(M设定)，也就会牢牢跟上主传动，使得该两辊的啮合水平愈加严密、贴合。

　　因而关于冲浆泵的变频调速而言，需求对其停止PID掌握，需准确挑选速度反响方式和PID的各类参数。减速工夫0～100%的设定值普通为60秒，而减速工夫大约为30秒。变频器的设定输出值需具有二至少真个输出，并能停止根本运算。反响信号需具有接纳模仿信号或脉冲信号的端口。理解这一点，对挑选变频器的型号十分主要。

　　5 造纸机辅佐部分的变频掌握

　　在造纸的辅佐装备中，涂布和施胶常常要到用冷冻水来处置涂料，以坚持涂料化学特性的动摇，如今常常采用的办法为冷冻水泵变频调速零碎。它的掌握原理是应用温度或温差掌握，由于从严厉意义上说，冷冻主机的回水温度和出水温度之差标明了冷冻水从涂料槽带走的热量，所以温差可作为掌握根据。同时由于冷冻主机的出水温度普通较为动摇，故实际上在设想中只需根据回水温度停止掌握即可。

　　上面以冲浆泵为例来阐明速度掌握的流程皮带采样机:该变频掌握采用双闭环零碎的速度掌握方式(如图一所示)，外环是速度闭环(V-掌握)，内环是电流或转矩闭环(I-掌握)。冲浆泵速度的设定值一方面是由浆速和网速比变化而取得的V设定，另一方面是来自于流浆箱的压力掌握器(P－掌握)。前者是主调，后者是微调。纸机的浆速和网速比根本上是恒定的，因而纸机的网速一变化，V设定也随着变化，冲浆泵的转速也跟随变化;为了进步速度调理器的准确性和反映流浆箱的实际工艺进程，一般还需取流浆箱的压力PID掌握输出值的±５%的变化来作为冲浆泵附加的速度设定值。速度的实际值(V实际)取自传动电机的实际速度采样，可经过旋转测速电机或光电旋转编码器等检测装置获龋电流的设定值(M设定)取自取自速度环的输出信号，电流的实际值(M实际)取自各个传动点的交换变频器输出端电流互感器的丈量值。

　　交换变频调速技术以其杰出的调速功用、明显的节电以及在国民经济范畴的普遍适用性，而被公以为是一种最有出路的交换调速方式。直流调速零碎在纸机的开展史上拥有主要的位置，但由于直流电机具有保护难、抗环境才干差等缘由，到了90年代已严峻限制了造纸零件的功用价钱比。而变频调速技术能最大水平上发扬了交换电机自身固有的长处(构造繁杂、巩固耐用、经济牢靠、静态呼应好等)，再加上变频调速实际业已构成一门绝对独立的学科，变频调速技术片面运用于纸机消费线的时期曾经到来了。本文就变频调速及其掌握技术在纸机消费线上的运用做进一步的论述。

　　随着变频技术的开展和幼稚，变频器以其优秀的调速功用、操纵繁杂、功用完美、易于完成主动调理等诸多长处，必将取代纸机上保守的直流调速零碎，而成为纸机电气传动的佼佼者。

　　对如此繁杂的张力掌握零碎，变频技术必需能克制以下4个技术题目:(1)将繁杂的交换异步电机的数学模型繁杂化;(2)思索到张力反响信号的延后和超调;(3)将卷绕张力掌握进程的静态参数描绘成时变函数;(4)保证张力闭环的抗动摇才干高和立即调感性好。

　　3 造纸机分部传动的变频掌握

　　上浆工艺必需契合以下请求:(1)向造纸机的网部保送的浆料量必定要动摇，误差不超越±5%;(2)浆料的配比和浓度要动摇、平均;(3)对浆料停止污染精选等。因而对浆泵和冲浆泵的速度掌握是保证第(1)、(2)项完成的重中之重。

　　分部传动触及到纸机的网部、压榨部、前烘缸、后压榨、后烘缸、压光机等众多的传动点，由于纸张具有细雹软弱的缺陷，因而为了防止纸张呈现断裂、卷曲、褶皱、压痕，必需对各传动点停止高精度的速度掌握，并保证纸张按成纸方向所限定的舒展率停止延展。也就是说，从上浆到上卷的整个进程，要坚持纸幅必定的速度级联，这样才有拉力。正是基于分部传动的变频掌握夸大的是各传动点的在线无级调速和同步跟随功用，因而用在分部传动的变频器必需具有以下特性:(1)调速范畴宽，在全速度范畴内，效率必需在90%以上;(2)功率因数高于0.9以上; (3) 输出谐波电流总失真小于3%; (4)采用牢靠性高、技术幼稚的规范器件IGBT; (5)能增加输出谐波重量并无效升高dv/dt乐音和转矩脉动的成效; (6)应用通讯功用完成数据的高速串行传输。

　　具有张力掌握的变频掌握零碎，普通由直径、弥补、转矩和速度计算等模块组成，图3所示为其卷取零碎的根本软件构造:

　　损纸皮带机是担任将群众的断纸或处置纸运送到干损零碎，由于皮带的速度一般都按纸机的最大车速设想的，一般纸机运转的速度在最大车速的50%～80%之间，皮带定速运转必将糜费相当大的能量，而且还发生太大的乐音，此时采用变频调速，使皮带机的速度跟随纸机的车速，而且使皮带机的起动频次为20～30Hz，这样既能皮带性能疾速反响防止堵纸，又能升高能耗。

　　造纸机是由一系列配套装备组成的结合机，分湿部和群众两大部分。湿部包括上浆流送零碎、网部和压榨等部分，群众包括烘干、压光和卷取等部分。其消费流程普通是:浆料经过上浆流送零碎传送到纸机消费流水线的前端流浆箱，然后浆流由此顺次经过网部、压榨、前烘缸、后压榨、后烘缸、压光机和卷纸机等在内的分部装备，成为原纸;原纸又可以另外进入机外涂布和复卷机产出废品纸。

　　造纸是一个延续消费的进程，因而消费线的延续和有序掌握成为了限制废品纸质量和产量的瓶颈。变频调速作为90年代中期后最强无力的掌握方式进入了本来属于直流调速(适用于大中纸机)和滑差电机(适用于中小纸机)天下的造纸范畴，并已近取得优良的市场成效。

　　我国造纸机分部传动装备，以前采用SCR直流调速方式，由于具有滑环和炭刷形成牢靠性和精度不高，从而招致纸机的机械落伍，车速也只需200m/min左右，很难同国外的1000m/min的高速纸机相比。由此看来，造纸机分部传效果械的变频化已是大势所趋。

　　以上二例是较为典型地运用到了分部变频掌握的掌握原理，分部传动的掌握原理是坚持速度级联和高速传输，前者应用上位机(PLC或工控机)来停止速度级联的计算，后者是经过变频器自身的高速串行通讯才干来完成的。怎样一来，整个零碎配线繁杂、主动化水平高、消息量丰厚且接口兼容，便于完成FA和管控一体化。