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紙頁橫向厚度控制系統(tǒng)的改造

2007/8/10 15:04:24 人評論

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。

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