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關(guān)鍵詞：電磁加熱器；熱風箱；橫向厚度；EPC-8A；PLC近幾2002年3月，我公司從HONEY WELL MEASUREX公司引進了一套CALCOIL4000型智能式電磁加熱器系統(tǒng)，淘汰了原有的熱風箱加熱系統(tǒng)，實現(xiàn)了技術(shù)革新，取得了可觀的經(jīng)濟效益?！? 熱風箱加熱系統(tǒng)我廠紙機抄寬為5664mm，運行車速為700m/min，壓光機為六輥機內(nèi)壓光，除底輥為可控中高輥外，其余輥子均為熱水輥或蒸汽輥，熱風箱作用在可控中高輥，見圖1，在這樣的高速寬幅紙機中，熱風箱存在較大的局限性，主要體現(xiàn)在： 圖1 橫向厚度控制安裝示意圖 圖2 電磁加熱器系統(tǒng)組成圖1.1加加熱速度太慢。斷紙或開機時，需用較長的時間才能達到控制的基本要求，通常情況下要經(jīng)歷30min，橫向控制參數(shù)(2σ)才能達到2.5%，很多紙因松緊差無法復卷而回抄，損失嚴重。1.2加功率偏小。每個控制分區(qū)的設(shè)計功率僅為2kW，由于輥子磨床控制技術(shù)落后，輥子的細磨精度很難達到生產(chǎn)要求，使得熱風箱沒有足夠的能力來改善紙頁的橫向厚度，常?？看祲嚎s空氣來彌補。這樣既加重了空壓站的負擔，又增加了操作員的勞動強度，還使環(huán)境噪音增大。1.3加熱效率不高。熱風箱靠空氣來傳遞熱量，使輥子受熱膨脹，其中影響因素多，熱量容易損失，另外熱風箱為引進的二手設(shè)備，設(shè)備老化厲害，加熱器散熱效果也不好，綜合起來熱效率不足40%，嚴重浪費電能。1.4加控制效果不好。由于傳熱方式落后，吹風不夠集中，很難達到控制要求，容易造成紙頁活皺，影響印刷質(zhì)量。1.5加由于控制的多方面的原因，熱風箱在不同程度上也會影響紙機的正常抄造，如增加了斷紙次數(shù)等。針對針對熱風箱控制的諸多弱點與不足，我公司選用了控制速度和控制效率都較好的智能式電磁加熱器。下面就電磁加熱器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)和使用效果作一介紹?！?電電磁加熱器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)針對如圖2所示，電磁加熱器主要由以下幾個部分組成。2.1加橫向控制柜(CD web manager)。橫向控制柜主要由以下幾個部件組成：主機即通訊主板、可編程控制器(PLC)、路由器。該控制柜是QCS主機與現(xiàn)場的執(zhí)行器即電源模件的中間控制柜，它接收QCS送出的設(shè)定值，并通過信號轉(zhuǎn)換把它送給執(zhí)行器，同時它還把執(zhí)行器的狀態(tài)和反饋值送回QCS主機；另外該控制柜還要完成外部邏輯聯(lián)鎖的功能，如引入斷紙信號、壓光機運行信號、風機風壓信號，它們都作為電磁加熱器的加熱允許信號。 2.2加電源模件(power modu-le)。該模件主要有三個特性：首先它具備了通信接口功能，能接收來自QCS主機的控制信號，即控制設(shè)定值；其次它具備人機接口功能，模件上有一操作面板，通過它能完成節(jié)點地址的設(shè)定、手動設(shè)定控制輸出值、報警故障尋找以及自診斷功能等等；最后它還具有信號轉(zhuǎn)換功能，它把從接收到的設(shè)定值轉(zhuǎn)換成電源的頻率。2.3加工作線圈(work coil)。工作線圈的電源由電源模件提供，電源模件接收QCS發(fā)出的控制設(shè)定值后，通過信號轉(zhuǎn)換，對三相220V AC的電源進行處理，輸出頻率從15kHz到30kHz變化的交變電源，從而在壓光輥表面上產(chǎn)生渦流，其輸出功率也相應(yīng)地發(fā)生變化。工作線圈四周為環(huán)氧樹脂，該材料可以防水、防化學藥品、抗機械撞擊?！? 電磁加熱器控制系統(tǒng)我廠QCS系統(tǒng)的控制可分為MD控制和CD控制。MD控制即紙機方向的控制，而CD控制則指紙機橫向控制，即對紙頁橫幅上的每個點進行分區(qū)控制。以往HONEY WELL-MEASUREX公司在橫向控制系統(tǒng)中都采用GE公司的90-70系列的PLC作為橫向控制的主機，PLC通過一通訊板接收來自QCS主機的設(shè)定值，并通過運算得出相應(yīng)的過程輸出值，作為給現(xiàn)場的執(zhí)行器的控制值，當然現(xiàn)場邏輯的控制也是靠PLC來實現(xiàn)。而在這次的電磁加熱器控制系統(tǒng)中，控制方案作了較大的調(diào)整，見圖3，下面介紹一下（CD web manager）內(nèi)的系統(tǒng)厚度控制器配置：圖3 電磁加熱器控制系統(tǒng)框圖3.1加由于電磁加熱器系統(tǒng)中的電源模件是智能式加熱模件，在電磁加熱器系統(tǒng)中，橫向控制主機用一具備工業(yè)微機功能的通訊板EPC-8A替代。該板有如下配置：Inte1 486處理器、8MB的DRAM、2MB的Flash-EPROM、二個串行口，一個PS/2鍵盤接口、一個外接VGA接口。EPC-8A處理器用QNX作為它的操作系統(tǒng)，QNX非常類似于UNIX系統(tǒng)，EPC-8A的各項功能其實就是執(zhí)行QNX內(nèi)的幾個程序而已。EPC-8A通過RS232串行口與QCS主機進行通訊，它們之間采取HONEY WELL公司專用的SCL的通訊方式，當然也可以采取其它的通訊方式，如通過LAN網(wǎng)交換數(shù)據(jù)的ODX通訊方式。我們可以運用CD web explorer軟件，通過外部終端可對EPC-8A進行組態(tài)，同時也可在線對電磁加熱器的電源模件進行安裝、組態(tài)、校整、監(jiān)控操作，如進行節(jié)點地址設(shè)置、反饋電流的監(jiān)控。3.2加現(xiàn)場的邏輯控制則用GE新推出的Versa Max型小型PLC來實現(xiàn)。該PLC帶一擴展板，共有12個觸點輸入和12個觸點輸出，用于邏輯量的控制；同時它還有2個串行口，其中的RS-485串行口采用GE的SNP(series ninety protocol)協(xié)議與EPC-8A相聯(lián)，通過它EPC-8A主機可以監(jiān)控系統(tǒng)的聯(lián)鎖并由此產(chǎn)生系統(tǒng)報警，只有現(xiàn)場的狀態(tài)滿足后，電磁加熱器才允許加熱；另一個串口則可與外部的編程器相連，通過它可以進行軟件的編程、下載等等。Versa Max的編程軟件是VersaPro，它可運行在Windows95/98/NT下，它與GE公司其它系列的PLC相兼容，如90-70系列和90-30系列的PLC，相對而言，它的組態(tài)更容易，投資更少。3.3加路由器。路由器是厚度橫向控制主機EPC-8A與現(xiàn)場的電源模件的通訊接口。一個路由器只能帶64個節(jié)點，即64個電源模件，我公司共有76個電源模件，即76個節(jié)點，需用二個路由器。其中EPC-8A與路由器之間的通訊速率為1.25Mbps，而路由器與電源模件之間的通訊速率則為78Mbps。4電電磁加熱器系統(tǒng)的使用效果 我廠電磁加熱器在加熱原理上有較大的突破，且設(shè)計合理，能在多方面彌補硬輥壓光帶來的不足，使用幾個月以來，效果非常好，它相對熱風箱而言，具有如下幾個特點：4.1加控制速度快。電磁加熱器每個控制分區(qū)功率為4.5kW，分辨率為75CM，共有76個分區(qū)，開機時，只需6～8min電磁加熱器即可控制橫向厚度到相對平整的程度，僅為熱風箱的30min速度的1/3～1/4。4.2加熱效率高。電磁加熱器利用了渦流的原理，它通過作用于壓光輥表面的工作線圈產(chǎn)生的交變磁場，在壓光輥表面形成渦流，形成大量的電子堆積，從而產(chǎn)生熱量，達到改變壓光輥直徑的目的，它不依賴其它媒介來傳遞熱量，所以熱效率較高，平均在90%以上。與熱風箱相比，每年可節(jié)省電費數(shù)萬元。4.3加功率大。每個控制分區(qū)的設(shè)計功率為4.5kW，完全改變了以前那種依靠吹冷風的方法，而且還可根據(jù)工藝情況來改變紙頁的整體厚度。這樣我公司就可少開二臺以上的空壓機。以節(jié)約二臺空壓機計算，每年可節(jié)省電費731808元。4.4加控制效果好。電磁加熱器投入控制后，紙頁的松緊改善得非常明顯，在短時間內(nèi)即可獲得統(tǒng)一平整的橫向厚度曲線，橫向控制參數(shù)(2σ)一般穩(wěn)定在0.5%左右，非常有助于紙頁的復卷，大大減少了復卷斷紙次數(shù)，同時由于輥子加熱溫度較高，最高可達130℃，所以對紙頁的平滑度、光潔度、橫向水分、緊度都有顯著的改善。