紙機ABB Tyrak傳動系統(tǒng)的升級改造

★遠通紙業(yè)（山東）有限公司 提文彥

紙機ABB Tyrak傳動系統(tǒng)的升級改造

★遠通紙業(yè)（山東）有限公司 提文彥

1 項目背景

遠通紙業(yè)（山東）有限公司PM2涂布白板紙生產線采用了ABB的DCS/QCS/DRIRES系統(tǒng)，于1994年開機運行，其中傳動系統(tǒng)是ABB直流傳動Tyrak Midi Ⅱ,迄今運行20年左右，存在設備老化、故障率增高，備件短缺等問題，不利于保證生產的長期穩(wěn)定性，因此對傳動系統(tǒng)進行升級改造勢在必行。

為減少傳動故障率，提高運行效率，減少備件采購成本。公司計劃分步實施，首先計劃升級網壓部12個傳動點，把Tyrak Midi Ⅱ傳動系統(tǒng)升級為DCS800傳動系統(tǒng)，更換下來的Tyrak Midi Ⅱ干部作為其他傳動點備件，可確保幾年內無需采購新的備件。

2 項目實施過程

本條紙機共有36個傳動點，首次計劃升級網壓部12個傳動點，升級改造后ABB Tyrak傳動系統(tǒng)與DCS800新老系統(tǒng)共同運行對產品質量及運行穩(wěn)定性都是一個較大考驗，也是本次改造首先考慮的難點集重點，經過與供應商多次交流，技術論證，形成以下改造方案：

· 保留原進線交流電抗器、主接觸器、進線MCCB。

· 保留原傳動控制柜殼，總電源控制柜。

· 保留原操作臺。

· 保留傳動柜體電壓表和電流表（包括直流回路中的分流器和顯示表的保護快熔）。

· 更換中心單元，選用DCS800。

· 增加S7-400 PLC 1套及相應的配套設備，裝于原PLC柜內。

· 分步改造。

保留干部，將網、壓榨部改成DCS800；

PLC使用S7-400，為將來整體改造留下余量

人機界面只改造網、壓榨部，使用1塊MP277；

濕部與干部速度鏈連接使用PLC中的AI/AO。

改造后的電氣傳動系統(tǒng)的三級控制：

第一級控制采用ABB公司原裝進口DCS800系列全數字控制裝置，執(zhí)行對直流電動機的速度、電流、張力等參數的控制。

第二級控制采用SIEMENS公司 S7-400 PLC控制系統(tǒng)，配備通訊接口，運用高速串行通訊方式構成局域網絡。用于操作臺上與傳動聯(lián)網組成通訊總線。操作臺配置西門子公司MP277與PLC實現(xiàn)高速數據通信。PLC上位機主要完成紙機的全數字給定值，建立起各分部之間嚴格的速度鏈關系，接收操作臺上發(fā)出的各種控制指令，對下一級傳動單元進行速度指令的設定和各種邏輯指令的操作。這樣構成的系統(tǒng)應用了計算機技術、計算機網絡通訊技術、全數字直流傳動技術、可編程控制器技術，大大提高了整套傳動設備的自動化水平。

系統(tǒng)中因為大量使用全數字控制技術，使其運行的可靠性大為提高，維修量大幅下降。特別是減少了大量的有色金屬導線，用戶可節(jié)約購買控制電纜及敷設導線等費用。對造紙紙張質量、產量的提高有相應的促進作用。

第三級SIEMENS公司的 WinCC監(jiān)控系統(tǒng)將每個傳動點的參數通過畫面能動態(tài)顯示，又負責整個系統(tǒng)的協(xié)調管理控制。另外監(jiān)控系統(tǒng)留下通用管理接口，供全廠計算機聯(lián)網用。

經過改造前后兩張系統(tǒng)圖（如圖1、圖2所示）可以明顯看到改造重點及難點：（1）原老系統(tǒng)PLC為MP200仍然在控制著剩余未改造傳動系統(tǒng)及QCS/DCS的相關功能。（2）新改造網壓部PLC為新增S7-400系統(tǒng)，單獨控制著網壓部12個傳動點。（3）S7-400通過網線和I/O點輸出端子與原MP200保持通訊和功能控制，實現(xiàn)速度鏈的正常傳輸及功能交替，兩套系統(tǒng)各負其責，不能產生任何沖突或不兼容現(xiàn)象。

3 效益分析

由于改造前計劃周密，經過多次技術研討論證，此項改造于2012年一次性改造成功，運行平穩(wěn)且控制精度遠優(yōu)于老的系統(tǒng)。

圖1 改造前系統(tǒng)圖

圖2 改造部分系統(tǒng)圖

改造前幾年數據統(tǒng)計顯示僅網壓部傳動系統(tǒng)由于原件老化運行不穩(wěn)定等原因每年造成斷紙或停機10次左右，給我公司造成每年約20萬元損失；網壓部傳動改造后幾乎沒有因網壓部傳動問題造成停機或斷紙現(xiàn)象出現(xiàn)，給我公司大大降低了意外損失，同時提高了運行效率，運作成本也顯著下降；換下的原件經過保養(yǎng)檢修完全滿足其他傳動點的備件需求，近幾年備件采購成本也大大降低，實現(xiàn)了當初的改造目標。由于效益明顯，公司計劃陸續(xù)把剩余的老舊自動分化系統(tǒng)逐步更新?lián)Q代，以適應當今日新月異的市場變化及公司整體運作需要。AP