【正文】
榨都可以將壓力進(jìn)行平均化,避免出現(xiàn)“影痕”的現(xiàn)象,并且使得壓榨部可以順利運行。按照其結(jié)構(gòu)上的差異可以將其劃分為普通、真空、溝紋、盲孔、平滑壓榨等等。雙輥壓榨的構(gòu)成是兩根壓榨輥,上下形成空間。圖15 夾網(wǎng)成型器的幾種結(jié)構(gòu)類型簡圖(a)夾網(wǎng)成型器 (b)夾網(wǎng)輥筒成型器(Dominion工程公司) (c)夾網(wǎng)刮板成型器(Black Clawson公司)(d)夾網(wǎng)輥筒——刮板成型器(Valmet公司) 壓榨裝置壓榨裝置的作用在于使得濕紙頁在完成前面的流程之后在更高的壓力下脫去更多的水分。夾網(wǎng)成形器的出現(xiàn)解決了長網(wǎng)造紙機和圓網(wǎng)造紙機存在的紙頁兩面性差嚴(yán)重、微觀勻度差和紙頁的Z向結(jié)構(gòu)分布不均一等問題,雙網(wǎng)的夾持成形克服了“自由網(wǎng)面”的不穩(wěn)定性,使紙機的車速得到了很大的提高,已成為造紙工業(yè)界的主流成形裝備。夾網(wǎng)成形器其結(jié)構(gòu)是利用兩張網(wǎng)之間的空間達(dá)到目的的部件(如圖15所示)。第一種如脫水板、弧面真空箱等,第二種如案輥、真空成形輥等。這些不同類型的設(shè)備,利用的元件也有所差異,其目的都在于加快脫水。而若是將有孔眼的設(shè)為網(wǎng)面,利用將其空間內(nèi)形成真空的方式,加快脫水的速度,那么一般將其稱作真空圓網(wǎng)或者真空成形網(wǎng)。成形網(wǎng)的類型基本上采用無端環(huán)狀網(wǎng),并且在結(jié)構(gòu)上兩個輥部件之間因為構(gòu)件之間的空間以及高低形成一個平直網(wǎng)面,用于脫水,一般將其成為網(wǎng)案,類型上一般是長網(wǎng)。而兩者的速度決定著流漿箱的型號。其主要由下列部件組成(如圖14所示)。部件當(dāng)中成形器是關(guān)鍵的部件,按照構(gòu)架的差異分為圓網(wǎng)、長網(wǎng)和多網(wǎng)。需要利用紙料在網(wǎng)上的時間間隔達(dá)到目的,經(jīng)過濾水和其他所需步驟之后,使其均一化程度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn),并且所需性能符合要求。流送系統(tǒng)應(yīng)該滿足下述要求:(1)在一定的造紙機車速下,送上造紙機的纖維量(按質(zhì)量計)應(yīng)保持穩(wěn)定,其偏差不應(yīng)超過造紙機產(chǎn)品定量的允許偏差值;(2)保證紙漿中各種組成的配比穩(wěn)定;(3)保證送上造紙機的紙漿濃度、溫度、酸堿度等工藝條件穩(wěn)定;(4)供漿纖維量可按造紙機車速的變動或產(chǎn)品紙種定量要求進(jìn)行調(diào)節(jié);(5)保證紙漿的精選質(zhì)量。其基本組成如圖13所示。這種設(shè)備雖然并不是制成最終紙張的,但仍然制約著紙張是否均已,若是獲得的漿流并沒有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài),那到后期進(jìn)行調(diào)整所需要的時間會更多。而這類系統(tǒng)根據(jù)機器的各種性質(zhì)以及參數(shù)和紙張的品質(zhì)的變化流程會有所差異,但基本上是沒有區(qū)別的。而在特殊情況下,將漿槽和精磨機也納入上述系統(tǒng)。 與傳動相關(guān)的造紙機主要分部簡介 紙漿流送設(shè)備與流漿箱流送系統(tǒng)的工作范圍從紙機貯漿槽到流漿箱的堰板。(14)紙頁卷取卷紙機其作用是將抄造出來的紙卷成卷筒。(12)紙頁干燥工作的開展位置是干燥部,這個部件的作用在于對從上一步當(dāng)中獲取的濕紙幅進(jìn)行干燥操作,使獲得的紙的強度以及平滑度得以進(jìn)一步提升。(10)紙頁成形紙料在網(wǎng)上經(jīng)過濾水操作得到濕紙幅。(8)增強劑分為增濕以及增干強度劑兩類。(7)助留和助濾劑助留的目的是將體積較小的纖維或者填料變成絮聚物,使其可以與纖維進(jìn)行粘附,從而使其可以不被剔除。而調(diào)色是在紙漿當(dāng)中添加符合標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)色、紫藍(lán)色或紫紅色,使其與紙漿中可能表現(xiàn)出的淡橙、淺黃或橙黃色經(jīng)過調(diào)配最終呈現(xiàn)出白色。(4)施膠這步操作作用在于紙和紙板之間的液體可以達(dá)到更好的擴散和滲透的效果,為書寫提供便利,同時還避免了受潮的可能性。(2)紙料的篩選與凈化而為了進(jìn)一步提升得到的紙張的品質(zhì),提高抄造速度,并且減少原料的浪費率,需要對紙料當(dāng)中的雜質(zhì)進(jìn)行剔除。 造紙機的工藝流程(1)打漿與配漿打漿從其概念上進(jìn)行分析,就是將紙漿中的纖維進(jìn)行處理,使其更加緊密,并且纖維在進(jìn)行這步操作時吸水可以潤脹,從而達(dá)到提升彈性的目的。而造紙行業(yè)的不斷進(jìn)步,并且加上我國的政府的協(xié)助,有了市場需求的刺激,相關(guān)設(shè)備制造行業(yè)也必然會迎來新的發(fā)展熱潮。而隨著行業(yè)的興旺,國家也將更多的目光放在這方面,因此設(shè)備的研發(fā)更加順暢。(4)第三次提升而在本世紀(jì)開始,相關(guān)行業(yè)發(fā)展的速度日益提升,在需求上也不斷突破,推動了行業(yè)不斷進(jìn)步。在這個時期,創(chuàng)新發(fā)展,研究出了每天可以制造50~75t的長網(wǎng)文化紙機以及100t的疊網(wǎng)紙板機及多圓網(wǎng)紙機,而在速度方面也有了新的突破,達(dá)到了最高450 m/min。(2)第一次提升而在二十世紀(jì)八十年代,在引進(jìn)國外技術(shù)的基礎(chǔ)上,我國也開展了相關(guān)的研究,在技術(shù)上有了新的突破。而在計劃經(jīng)濟時期,相關(guān)行業(yè)利用的原材料主要是非木纖維,并且生產(chǎn)的主力軍企業(yè)規(guī)模都并不大,所用的也基本上都是單機,發(fā)展路徑主要為數(shù)量型為主。圖11 新一代造紙機在相關(guān)造紙步驟中極為重要,對于紙張最終形成起了決定性的作用,備受人們青睞。而根據(jù)紙業(yè)的結(jié)構(gòu)上的差異可以劃分為長網(wǎng)、圓網(wǎng)和夾網(wǎng)三種。而在1908年,英國紙商福爾德黎爾(Fourdrinier)兄弟將上述提到的機器都收入囊中,變成了至今為止這類發(fā)明的唯一法。關(guān)鍵詞:造紙機,多傳動,可編程邏輯控制器,系統(tǒng)設(shè)計 Paper Machine Common DC Bus System DesignABSTRACTThis paper is briefly introduces the internal and external development situation and the basic structure of paper machine , the main part of the function and the technological process, based on the principle of mechanical transmission and frequency conversion, according to paper machine process and transmission characteristic, chose ABB ACS800 series with direct torque control inverter and Siemens S7400 PLC control system. ACS800 inverter can be set parameters to choose different ways of operation and various functions to achieve control of the system. This control system is made up of ACS800 inverter through the Profibusdp munication board with Siemens S7400 PLC serial munication of Profibusdp bus control system of paper machine transmission point start/stop, growth/deceleration, crawl/run control function. Through the PLC programming transmission control technology to realize the speed chain, load distribution and tension control function. Through ACS800 inverter and feedback, pulse encoder board of closed loop control system, the transmission point to realize high precision control to the system. The application of PLC and inverter paper machine frequency conversion transmission control system can better to plete the paper machine in the process of production of a variety of control functions. KEYWORDS: Paper machine, Multi drive, PLC, System design72 / 721 緒論 造紙機的發(fā)展現(xiàn)代造紙技術(shù)最早出現(xiàn)在17世紀(jì),發(fā)源地是西方國家,在1799年法國就研發(fā)出了連續(xù)抄紙的機器,由羅貝爾特研發(fā),其組成構(gòu)建是兩個輥子以及在其之間的無端網(wǎng),和所需的其他配件。利用PLC編程達(dá)到控制的目的,對于速度鏈、負(fù)荷分配、張力等都可以開展,并且利用上述提到的各種配置組成的閉環(huán)控制系統(tǒng),在精細(xì)程度上也有了大幅度的提升。這類機器可以借助參數(shù)的變化而改變操作的方式,以及實現(xiàn)不同的功能,進(jìn)而達(dá)到目的。而在1994年,蘇州紫興紙業(yè)便逐步開始利用PPS200系統(tǒng),到后期,便從國外引進(jìn)了這類系統(tǒng)構(gòu)成的規(guī)模較大的造紙機,其控制便是利用上述提到的集散控制系統(tǒng)進(jìn)行的,并且國內(nèi)研究人員在國外技術(shù)的基礎(chǔ)之上,不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)和研究,到1997年,天津電氣傳動研究所便開發(fā)了一種基于上述系統(tǒng)但具有自主知識產(chǎn)權(quán)的相似系統(tǒng),并且在實際應(yīng)用中效果也較好,至此,我國便在這方面不再需要依賴于國外的機器才能進(jìn)行相應(yīng)的生產(chǎn)制造。而相關(guān)行業(yè)競爭相當(dāng)激勵,我國技術(shù)方面也沒有較大的突破,所以要對這方面予以足夠的重視,并且控制系統(tǒng)也要進(jìn)行不斷完善,使得我國在競爭當(dāng)中不至于處于劣勢地位。而根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,在企業(yè)方面規(guī)模中等的數(shù)量在三千左右,在造紙時,選擇的都是效率比較低的機器,也就是速度低于300m/min,并且在控制系統(tǒng)方面選擇的也一般是開環(huán)方式;而速度屬于中等范圍,也就是300m/min到550m/min之間的,在工作時性能極不穩(wěn)定,會出現(xiàn)速度鏈無法達(dá)到一致,有時還會出現(xiàn)斷紙的現(xiàn)象,由此看來在制造機器時并沒有將可能發(fā)生的故障燈納入考量范圍,導(dǎo)致生產(chǎn)時出現(xiàn)事故的可能性較大,對企業(yè)也有很大的負(fù)面影響;而技術(shù)較為先進(jìn)的機器,基本上都是從國外引進(jìn),因此在這方面的開銷也較大,對于企業(yè)的壓力也有所提升。在我國歷史長河中,造紙出現(xiàn)的極早,我國在這個領(lǐng)域當(dāng)中技術(shù)也屬于走在世界前沿的,而這個行業(yè)對于我國經(jīng)濟的發(fā)展也有著極為重要的作用。摘 要紙對于人們而言是必不可少的一種生活用品,在工作、學(xué)習(xí)當(dāng)中都經(jīng)常會用到。并且在人類歷史的流傳以及文化的交流也起著極其重要的作用,在材料中屬于最基本的層次。目前,我國這個行業(yè)的特色是:行業(yè)內(nèi)企業(yè)數(shù)量較多,但從規(guī)模而言都并不大,并且紙張的品種遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上人們的需求,技術(shù)層次上并沒有突破,大多數(shù)工作都要依靠人力進(jìn)行,對環(huán)境造成了惡劣影響。而且因為這方面的限制,引進(jìn)的機器必須包含有關(guān)的所有設(shè)備,并且在維修方面因為國內(nèi)外的差異,造成了很大的阻礙,所以這類機器在真正使用時難度系數(shù)較大。在上世紀(jì)八十年代,矢量變頻技術(shù)相對而言已經(jīng)較為先進(jìn),并且為了在實際應(yīng)用當(dāng)中,少一些阻礙,以ABB、SIEMENS、AB等公司為代表的電氣公司著手針對控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn),利用公共直流母線進(jìn)行技術(shù)上的突破,使得傳動更為順暢,并且在那個時期將其應(yīng)用于各種相關(guān)的行業(yè)當(dāng)中,如造紙。本文在簡要介紹造紙機的國內(nèi)外發(fā)展情況和造紙機的基本結(jié)構(gòu),主要部分的功能以及工藝流程,機械傳動和變頻原理的基礎(chǔ)上,根據(jù)造紙機工藝及傳動特點,選用了ABB公司具有直接轉(zhuǎn)矩控制功能的ACS800系列逆變器和西門子公司的S7400 PLC組成控制系統(tǒng)。本控制系統(tǒng)是由ACS800逆變器通過PROFIBUSDP通訊板與西門子 S7400 PLC組成PROFIBUSDP總線串行通訊控制系統(tǒng)實現(xiàn)對紙機傳動點的啟動/停止、增速/減速、爬行/運行等控制功能。這種應(yīng)用PLC和逆變器構(gòu)成的紙機變頻傳動控制系統(tǒng)能夠較好的完成紙機生產(chǎn)工藝中的多種控制功能。1803年,法國人達(dá)都(Leger Didot)和英國機師唐金()在上述機器的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良,發(fā)明出來第一臺可以在實際生產(chǎn)中大規(guī)模使用的機器,被人們稱作唐金紙機。所以可以說,造紙機是由羅爾貝特發(fā)明,達(dá)都和唐金改進(jìn)設(shè)計的,而由福爾德黎爾兄弟所投資,因而國外均將長網(wǎng)造紙機稱為Fourdrinier造紙機。前兩種在紙頁成型時借助的形式都是單面脫水,所以在最終紙張上兩面會有所差異,而最后一種利用的是噴漿達(dá)到兩面一起脫水的目的,有效減少上述情況發(fā)生的可能性。而我國相關(guān)行業(yè)領(lǐng)域在經(jīng)過50多年的不斷創(chuàng)新和乳品之后,在技術(shù)方面也有了很大的提升,從剛開始的單機工作,到如今大規(guī)模的生產(chǎn),在機器上的發(fā)展歷經(jīng)了下述四個時期:(1)起步階段從二十世紀(jì)五十年代后期,我國就針對造紙技術(shù)開始研發(fā)和創(chuàng)新,在這個時期,在政府的協(xié)助以及相關(guān)業(yè)界的幫助下,在上海,誕生了第一臺3150 mm紙機。在這個時期,技術(shù)較為落后,機器配置不夠高,造出的紙張質(zhì)量較大,大部分車速都低于160 m/min。在后期,和美國貝洛依特(Beloit)公司共同創(chuàng)建了西貝造紙膠輥公司,其工作的范圍主要與高壓線壓膠輥有關(guān);與芬蘭維美德(Valmet)公司共同創(chuàng)建了西安維美德造紙機械有限公司,工作內(nèi)容以擋造紙機為主;并且還將奧地利福依特(Voith)位于當(dāng)時世界前沿的有關(guān)部件和刮刀涂布機方面的先進(jìn)技術(shù)也進(jìn)行引進(jìn)。(3)第二次提升在二十世紀(jì)九十年代,相關(guān)研發(fā)進(jìn)一步深入,開發(fā)出來規(guī)模較大的造紙機,在這個時間段主要突破的為蒸煮、制漿設(shè)備,利用不同類型的新型流漿箱、高沖量壓榨、袋通風(fēng)、全數(shù)字電控系統(tǒng);車速最高提到700 m/min,幅寬達(dá)到4~5 m,整機配置水平有較大提高。盡管如此,和走在世界前沿的技術(shù)之間差異仍然很大,在設(shè)備上遠(yuǎn)遠(yuǎn)匹配不了相應(yīng)的需求,進(jìn)口設(shè)備的數(shù)量也在不斷提升。而我國幾家規(guī)模較大的企業(yè)和歐洲的幾家進(jìn)行了技術(shù)上的合作,從而使得我國相關(guān)技術(shù)能夠突破到新的層次,在這個時期,在機器和有關(guān)設(shè)備上都有了新的突破。而造紙機對于紙張的形成有著決定性的作用,結(jié)合有關(guān)的先進(jìn)技術(shù),并且在我國現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)不斷突破的時代背景下,必定在將來的五年計劃中有著本質(zhì)上的突