1. 项目介绍

佛山某造纸机械制造公司，主要产品有涂布机、分切复卷机、涂料制备系统、离型原纸、无碳复写纸加工等,此项目为分切复卷机新设计机型。在性能达到国外同类设备的性能前提下,尽可能降低成本。客户希望方案可靠,调试简单,同时能够节约机械成本、人工成本和维护成本。
 

        2. 解决方案

        （1）分切复卷机是将造纸厂生产的原纸进行第二次复卷，分切成日常生活纸张的半成品, 为保证纸张在复卷过程中在不被拉断的同时保持一定的张力，传统中高端的分切复卷机一般采用速度精度较高的变频器加上摆棍等传感器保持纸张的张力，但是机械结构还是很复杂。
 

        （2）高速分切复卷机的电气传动系统需要电机运行速度精度高，转速平稳;为保证设备的生产效率，需要加减速时间不超过40S；为保证安全，紧急停车时间不超过10S；而且在紧急停车过程中不断纸张，因此对变频器的转速精度与硬件都是极高的考验。

        （3）前期的机型设备牵引辊是通过两根棍子压住纸张，新的机型设备是通过皮带连接带动三个橡胶辊进行牵引,且增加了一个放卷电机，通过变频器进行张力控制。
 

        2.1　工作原理介绍

        放卷侧装上宽度较大的纸卷，经过牵引轴，然后由多片闸刀将宽纸张切成几段宽度的纸张，并将分切后的纸张通过滚筒引导分别卷在两端的转筒上，即有两台收卷控制电机，一台牵引控制电机，一台放卷电机，跟随牵引轴保反向持一定张力放卷，四台变频器供直流母线，防止母线过压。变频器有三项输入电源，共直流母线，共同使用一个制动电阻。

        2.2 方案说明

        在本方案中， 材料放卷采用的是速度控制（VC，有 PG 矢量控制技术）， 通过张力辊（通过汽缸传授张力）反馈材料张力的瞬态变化，来实时调节放卷电机的转速，从而实现放卷的恒线速度及恒张力的控制，该分切机材料的放卷直径变化范围为98mm~600mm，在材料满卷实现分切加工时，放卷速度很低（运行频率在4Hz左右），此时，负载最重，需要电机有非常优秀的低速转矩输出能力。另外，该系统要求变频器能够控制电机实现0速度张力保持功能，静态自收紧功能等。
 

        牵引及切刀的控制，在方案中采用速度控制（SVC，无PG矢量控制技术），牵引及切刀的控制，决定了整个分切机的加工车速，在加工线速度达到250米/分钟时，变频器的运行为60Hz左右，加工速度的设定方式采用电位器给定。
 

        收卷部分，由两个收卷辊组成，同时对分切后的材料进行卷绕，本系统允许的卷绕直径变化范围为98mm~600mm（与放卷相同），无张力反馈回路，系统要求采用恒张力完成收卷控制。一种纸的收卷效果 一种纸的放卷效果双胶纸的收卷效果 双胶纸的放卷效果

        3. 效益分析

        （1）佛山某大型分切复卷机制造公司的高速机种使用英威腾自主研发的中高端产品GD35，取消掉了摆棍机械装置，不仅节约了机械成本，而且节约了人工成本与维护成本。
 

        （2）由于分切复卷设备对变频器的要求高，中高端设备绝大部分电气传动均由外资品牌所垄断，英威腾在高速分切复卷机上的应用，不仅打破了国外供应商在该行业的垄断地位，而且为分切复卷设备拟定了更可靠、更方便的方案。
 

        4. 精对彩话

 深圳市英威腾电气股份有限公司冶金行业市场经理胡正飞

        A：近年来，贵公司为造纸行业提供的产品/解决方案的创新主要体现在哪些方面？

        
        胡正飞：基于国内领先的闭环矢量控制技术, 针对造纸行业工艺需求,很好的实现了张力收放卷及等功率平衡功能, 目前速度响应约为2ms，电流响应能达到 0.1到0.5ms。在闭环时，对应于全范围，调速比为1:100或更高时，速度控制精度高达0.05%.在变频器的信息化功能上全面加强,实现了/PROFIBUS-DP/Controlnet / Devicenet /EtherCAT /CAN等多种总线功能。方案上我们能够提供AC380V高达1700A的单机大功率整流,通过逆变单元实现公共直流母线多机传动系统，也能够提供基于张力控制的变频专机。
 

        A：请您谈谈自动化技术在造纸行业的应用前景。
 

        胡正飞：目前工业以太网的突破性发展，使工业控制的三层网络尽可能地无缝连接，并能与IT世界相通,造纸生产自动化系统也已由单变量系统发展为多变量系统，控制技术、通信技术和计算机技术已有机地结合在一起，各工段的工艺过程参数的自动检测和自动控制，精度高、构造复杂的自动检测仪表和各种类型的自动控制系统已成为造纸工业的重要组成部分。
 

        信息技术不断推动自动化向更深层扩展,PLC/DCS/IPC等自动化技术互补渗透, 更注重功能和信息安全,同时控制系统由集中向分散化发展, 无线通讯技术及射频识别技术（RFID）也进一步渗透控制领域, 人机界面更趋人性化。
 

        变频器性能更加扩展, 要求全数字化、功能齐全、能够补偿负荷变化的自适应、调谐技术，特别是分布式具有通信、联网功能和集成PLC的高端变频器, 变频器性能在低速时的过载能力，稳定的、四象限运行能力以及一机驱动多台电机的负荷平衡等方面也有所增强。