功率變送器在造紙磨漿機控制系統中的應用

 
摘要：造紙磨漿機控制系統中由PLC通過(guò)變頻器控制磨漿機的磨刀進(jìn)退位移量，功率變送器對磨漿機高壓電機的功率信號進(jìn)行采集，同時(shí)將功率信號以DC4-20mA模擬量信號傳輸至PLC，從而控制系統動(dòng)態(tài)地調節磨漿機的刀距，構成穩定可靠的閉環(huán)系統。
關(guān)鍵詞：功率變送器；磨漿機；PLC；變頻器
0.概述
雙盤(pán)磨漿機作為國內造紙行業(yè)制漿線(xiàn)中使用*泛的磨漿設備，因各紙種的最終品質(zhì)評鑒不同，要求盤(pán)磨打漿度不同。磨片之間間隙的大小直接影響了盤(pán)磨打漿度，為保證盤(pán)磨在合適的磨片下能夠打出合適的紙漿，需要有精確地控制系統。
造紙磨漿機控制系統以PLC為核心，與功率變送器和變頻器結合應用，對雙盤(pán)磨漿機工藝實(shí)行過(guò)程控制，具有高穩定性與快速動(dòng)態(tài)響應特性，既能實(shí)現打漿過(guò)程的平穩、精確控制，又能提高磨漿機的控制性能和自我保護能力，增強控制系統的可靠性和安全性。
1.控制過(guò)程與原理
造紙磨漿機控制系統的總體結構如圖1，主要工藝動(dòng)作過(guò)程如下：主機啟動(dòng)之前，首先啟動(dòng)液壓泵電機，確認沖水清洗磨室后進(jìn)紙漿，為系統正常工作提供漿壓。接著(zhù)，主機啟動(dòng)，快速進(jìn)刀，由待機停刀位進(jìn)刀到位置，再慢速進(jìn)刀到正常工作狀態(tài)位。根據具體的工作需要，先行斷漿之后可以實(shí)現人工或自動(dòng)退刀到停刀位，正常退刀之后，系統會(huì )給出是否沖水清洗的提示，確認沖水完畢，即可實(shí)現整機停車(chē)。當遇到特殊情況時(shí)，可以先緊急停車(chē)，安全退刀之后，再停止液壓泵工作。

圖1 造紙磨漿機控制系統
2.功率變送器在磨漿機的進(jìn)退刀控制中的作用 
造紙磨漿機的磨盤(pán)的實(shí)際工作間距非常小，要求在快速進(jìn)刀之后，必須控制好進(jìn)刀的速度，避免刀盤(pán)之間產(chǎn)生直接磨擦，損壞刀盤(pán)。進(jìn)刀控制包括兩個(gè)方面：快速進(jìn)刀和慢速進(jìn)刀?？焖龠M(jìn)刀是為了節省進(jìn)刀時(shí)間提高效率，慢速進(jìn)刀則是為了對進(jìn)刀量進(jìn)行準確控制，以滿(mǎn)足刀盤(pán)之間對距離的嚴格要求。因此需要在紙漿濃度和流量穩定的基礎上實(shí)現恒功率打漿控制。
磨漿機10kV高壓系統電路圖如圖2所示。功率變送器通過(guò)裝在磨漿機10kV高壓電機線(xiàn)路中的電壓互感器和電流互感器，采集電壓和電流，從而檢測磨漿機10kV高壓電機的功率，功率變送器以4mA表示功率信號的零點(diǎn)，用20mA表示功率信號的滿(mǎn)刻度，然后將功率信號以DC4-20mA成比例關(guān)系線(xiàn)性輸出，傳至PLC。PLC根據功率信號動(dòng)態(tài)地調節磨漿機的刀距，控制進(jìn)刀或退刀，從而實(shí)現恒功率打漿控制。

圖2 磨漿機10kV高壓系統電路圖


3. BD系列電力變送器
3.1概述
BD系列電力變送器是一種將電網(wǎng)中的電流、電壓、頻率、功率、功率因數等電參量，經(jīng)隔離變送成線(xiàn)性的直流模擬信號或數字信號裝置。產(chǎn)品符合GB/T13850-1998、IEC-688標準。
3.2通用技術(shù)條件

外觀(guān)圖片
技術(shù)參數		指標
精度等級		0.5%FS
輸入	標稱(chēng)值	電流AC、DC  1A、5A； 電壓AC、DC  100V、300V、500V等
	過(guò)載	持續1.2倍，瞬時(shí)電流10倍/5秒； 瞬時(shí)電壓2倍/30秒
	吸收功率	≤0.3VA(電流輸入)； 電壓輸入，≤0.3VA(100V時(shí))，≤0.6VA(300V時(shí))， ≤1VA(500V時(shí))
	頻率	50±5Hz ，60±5Hz
輸出	標稱(chēng)值	DC 4-20mA、DC 0-20mA、DC 0-5V、DC 0-10V等
	負載電阻	電流輸出時(shí)≤600Ω 電壓輸出時(shí)≥1000Ω
	紋波含量	＜0.5%峰值
響應時(shí)間		≤400ms
電源	電壓	AC  85～265V DC 100～350V、DC 24V/DC 48V
	功耗	交流電流，電壓類(lèi)≤3VA， 功率類(lèi)≤4VA
絕緣電阻		≥100MΩ
耐壓強度		輸入//輸出//電源之間 2.0kV/1min, 50Hz
溫度系數		≤200ppm/℃
安裝方式		TS35導軌，或用螺釘固定在柜體上

 
3.3 BD系列電力變送器特點(diǎn)
l 整個(gè)量程范圍都有較高的線(xiàn)性度
l 輸出帶載能力強，信號傳輸距離可達幾百米
l 可通過(guò)485通訊，將測量數據傳輸至后臺
l 集成化程度高，結構簡(jiǎn)單，優(yōu)良的溫度特性和長(cháng)期工作穩定性
4.結束語(yǔ) 
裝有安科瑞電力變送器的造紙磨漿機控制系統已經(jīng)在某造紙廠(chǎng)正式投運，操作簡(jiǎn)單，不僅實(shí)現了打漿過(guò)程的平穩、精確控制，同時(shí)還解決了常規產(chǎn)品的勞動(dòng)強度高、維護量大、指標不穩定、能耗高的一系列問(wèn)題；并較好地達到保護設備、節能降耗的目的。
參考文獻
[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2020.6
[2] 周小瑩.基于S7-200的新型磨漿機控制系統設計[J].中華紙業(yè)，2007(8):63-66.
[3] 徐萍.一種磨漿機控制系統:中國，201610731160.2[P].2018-03-09.