功率變送器在造紙磨漿機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

 
摘要：造紙磨漿機控制系統(tǒng)中由PLC通過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，同時將功率信號以DC4-20mA模擬量信號傳輸至PLC，從而控制系統(tǒng)動態(tài)地調(diào)節(jié)磨漿機的刀距，構(gòu)成穩(wěn)定可靠的閉環(huán)系統(tǒng)。
關(guān)鍵詞：功率變送器；磨漿機；PLC；變頻器
0.概述
雙盤磨漿機作為國內(nèi)造紙行業(yè)制漿線中使用*泛的磨漿設(shè)備，因各紙種的最終品質(zhì)評鑒不同，要求盤磨打漿度不同。磨片之間間隙的大小直接影響了盤磨打漿度，為保證盤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(tǒng)。
造紙磨漿機控制系統(tǒng)以PLC為核心，與功率變送器和變頻器結(jié)合應(yīng)用，對雙盤磨漿機工藝實行過程控制，具有高穩(wěn)定性與快速動態(tài)響應(yīng)特性，既能實現(xiàn)打漿過程的平穩(wěn)、精確控制，又能提高磨漿機的控制性能和自我保護(hù)能力，增強控制系統(tǒng)的可靠性和安全性。
1.控制過程與原理
造紙磨漿機控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1，主要工藝動作過程如下：主機啟動之前，首先啟動液壓泵電機，確認(rèn)沖水清洗磨室后進(jìn)紙漿，為系統(tǒng)正常工作提供漿壓。接著，主機啟動，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(jù)具體的工作需要，先行斷漿之后可以實現(xiàn)人工或自動退刀到停刀位，正常退刀之后，系統(tǒng)會給出是否沖水清洗的提示，確認(rèn)沖水完畢，即可實現(xiàn)整機停車。當(dāng)遇到特殊情況時，可以先緊急停車，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(tǒng)
2.功率變送器在磨漿機的進(jìn)退刀控制中的作用 
造紙磨漿機的磨盤的實際工作間距非常小，要求在快速進(jìn)刀之后，必須控制好進(jìn)刀的速度，避免刀盤之間產(chǎn)生直接磨擦，損壞刀盤。進(jìn)刀控制包括兩個方面：快速進(jìn)刀和慢速進(jìn)刀。快速進(jìn)刀是為了節(jié)省進(jìn)刀時間提高效率，慢速進(jìn)刀則是為了對進(jìn)刀量進(jìn)行準(zhǔn)確控制，以滿足刀盤之間對距離的嚴(yán)格要求。因此需要在紙漿濃度和流量穩(wěn)定的基礎(chǔ)上實現(xiàn)恒功率打漿控制。
磨漿機10kV高壓系統(tǒng)電路圖如圖2所示。功率變送器通過裝在磨漿機10kV高壓電機線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，用20mA表示功率信號的滿刻度，然后將功率信號以DC4-20mA成比例關(guān)系線性輸出，傳至PLC。PLC根據(jù)功率信號動態(tài)地調(diào)節(jié)磨漿機的刀距，控制進(jìn)刀或退刀，從而實現(xiàn)恒功率打漿控制。

圖2 磨漿機10kV高壓系統(tǒng)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(shù)等電參量，經(jīng)隔離變送成線性的直流模擬信號或數(shù)字信號裝置。產(chǎn)品符合GB/T13850-1998、IEC-688標(biāo)準(zhǔn)。
3.2通用技術(shù)條件

外觀圖片
技術(shù)參數(shù)		指標(biāo)
精度等級		0.5%FS
輸入	標(biāo)稱值	電流AC、DC  1A、5A； 電壓AC、DC  100V、300V、500V等
	過載	持續(xù)1.2倍，瞬時電流10倍/5秒； 瞬時電壓2倍/30秒
	吸收功率	≤0.3VA(電流輸入)； 電壓輸入，≤0.3VA(100V時)，≤0.6VA(300V時)， ≤1VA(500V時)
	頻率	50±5Hz ，60±5Hz
輸出	標(biāo)稱值	DC 4-20mA、DC 0-20mA、DC 0-5V、DC 0-10V等
	負(fù)載電阻	電流輸出時≤600Ω 電壓輸出時≥1000Ω
	紋波含量	＜0.5%峰值
響應(yīng)時間		≤400ms
電源	電壓	AC  85～265V DC 100～350V、DC 24V/DC 48V
	功耗	交流電流，電壓類≤3VA， 功率類≤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(shù)		≤200ppm/℃
安裝方式		TS35導(dǎo)軌，或用螺釘固定在柜體上

 
3.3 BD系列電力變送器特點
l 整個量程范圍都有較高的線性度
l 輸出帶載能力強，信號傳輸距離可達(dá)幾百米
l 可通過485通訊，將測量數(shù)據(jù)傳輸至后臺
l 集成化程度高，結(jié)構(gòu)簡單，優(yōu)良的溫度特性和長期工作穩(wěn)定性
4.結(jié)束語 
裝有安科瑞電力變送器的造紙磨漿機控制系統(tǒng)已經(jīng)在某造紙廠正式投運，操作簡單，不僅實現(xiàn)了打漿過程的平穩(wěn)、精確控制，同時還解決了常規(guī)產(chǎn)品的勞動強度高、維護(hù)量大、指標(biāo)不穩(wěn)定、能耗高的一系列問題；并較好地達(dá)到保護(hù)設(shè)備、節(jié)能降耗的目的。
參考文獻(xiàn)
[1] 企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊.2020.6
[2] 周小瑩.基于S7-200的新型磨漿機控制系統(tǒng)設(shè)計[J].中華紙業(yè)，2007(8):63-66.
[3] 徐萍.一種磨漿機控制系統(tǒng):中國，201610731160.2[P].2018-03-09.