Tangentni premotač kartona
Opis postrojenja
Algoritam upravljanja
Uštede energije
Model
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
1 od 31
Tehnološki proces proizvodnje
papira ili kartona
Skladište drveta
ili celuloze
Skidanje kore
Drvo
Usitnjeno
drvo
Kontinualno
kuvanje
Evaporatori Mlin za krec
Boiler
Proizvodnja
pare i
el. energije
Refajners
Precišcavanje
Izbeljivanje
Para za kogeneraciju
Tretman
otpadnih
voda
Papir mašina
Premotac
Premotač
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
2 od 31
Osnovni delovi premotača
• Odmotač
– Ima ulogu da zateže papir za pravilno sečenje
• Sekcija uzdužnog sečenja
– Formiraju se rolne potrebne širine i odsecaju se
krajevi rolne
• Namotač
– Formiraju se rolne potrebnog prečnika i čvrstoće
– Slojevi moraju biti pravilno složeni
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
3 od 31
Tipovi premotača
• Odmotač, najčešće centralnog tipa
– sa mehaničkom kočnicom (pneumatskom, hidrauličkom … )
– sa električnim kočenjem
• Sekcija noževa
– Horizontalno ili vertikalno postavljena
• Namotač može biti centralnog ili tangentnog tipa
– Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom
potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem…
– Sa jednim bubnjem, rolne na dve strane…
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
4 od 31
Proizvođači premotača
• Najveći proizvođači opreme (mašinske):
– Voith, Graz, Austria
– Metso paper, Finska, Amerika
• Elektro oprema za premotače
– Regulisani pogoni sa jednosmernim mašinama
– Regulisani pogoni sa asinhronim mašinama
– PLC, SCADA
• Elektro oprema
– Siemens, ABB i drugi
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
5 od 31
Premotač sa dva čelična bubnja
Voith
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
6 od 31
Namotač sa vazdušnom potporom
Voith
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
7 od 31
Namotač sa potporom sa trakom
Metso paper
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
8 od 31
Namotač sa jednim bubnjem
Dve rolne
Voith
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
9 od 31
Namotač sa jednim bubnjem
Voith
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
10 od 31
Struktura razmatranog premotača
Mehanizam za
izbacivanje
namotane rolne
Rolna
odmotača
Merenje sile
zatezanja
Pritisni
valjak
Namotana
rolna
Mehanizam za
prihvatanje
namotanih
rolni
Noževi
Motor
odmotača
Mo
Motori
noževa
M n6
M n1
Motor zadnjeg
bubnja namotača
M2
Motor prednjeg
bubnja namotača
M1
Voith
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
11 od 31
Opšti tehnički podaci
Parametar
Širina
Maks radna brzina
Maks. prečnik nam. rolne
Maks. prečnik rolne odm.
Gramatura, min–max
Debljina kartona, min–max
Maks. sila zatezanja
Snaga motora namotača
Snaga motora odmotača
23.11.2011
Jedinice
[mm]
[m/min]
[mm]
[mm]
[g/m2]
[m]
N
[kW]
[kW]
Višemotorni električni pogoni
Vrednost
3200
1200
1800
2800
230 – 500
280 – 576
15000
200
315
12 od 31
Jednopolna šema glavnih pogona
Napajanje
Ispravljač
~
~
=
Rekuperator
=
Zajedničko jednosmerno međukolo
Invertor
Invertor
=
Invertor
=
=
~
M
Odmotač
23.11.2011
~
E
M
Namotač 1
Višemotorni električni pogoni
~
E
M
E
Namotač 2
13 od 31
Šema vezivanja (energetika)
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
14 od 31
Tokovi snage u normalnom radu
Napajanje
Ispravljač
~
~
=
Snaga uzeta
iz mreže
Rekuperator
=
Snaga pogona
odmotača
Zajedničko jednosmerno međukolo
Invertor
Invertor
=
Invertor
=
=
~
M
Odmotač
~
E
M
~
E
Namotač 1
M
E
Snaga pogona
namotača 1 i 2
(prednjeg i
zadnjeg bubnja)
Namotač 2
+ = +
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
15 od 31
Rezultati merenja snage
100
2
Premotavanje 120 [cm] rolne, 230 [g/m ] papira
1800
1600
50
Snaga [kW]
1200
0
1000
800
-50
600
400
Podm.
-100
Brzina trake [m/min]
1400
Pmreze
200
Brzina trake
PN1+PN2
0
-150
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Vreme [s]
ETF Beograd
Višemotorni električni pogoni
16 od 31
Deo opreme regulisanih pogona
Rastavljači sa osiguračima
23.11.2011
Frekventni pretvarači
Višemotorni električni pogoni
17 od 31
Oprema
Grafički upravljački
panel
Davač sile zatezanja
(presduktor)
Motori, enkoderi,
reduktori, meh. kočnice
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
Pult upravljanja
18 od 31
Upravljačka
struktura
Operatorski
panel
PLC
Merenje
sile
Pozicioni
enkoder
I/O
E
PROFIBUS
Dig. I/O
FP
odm.
Ethernet
FP
nam.
FP
nam.
Bezbednosni
stop
SW
VPN pristup
23.11.2011
SCADA
sa
arhivom
Višemotorni električni pogoni
19 od 31
Namotač – blok dijagram
upravljačkog sistema
E
Upravljački
sistem u PLC-u
Reference u
panelu
wo
v*
Tvrdoća [%]
namotavanja
Ref. brzina
DM*
Dn [cm]
Pritisni
valjak sa
merenjem
poz.
Fz
wn2
wn2
Generator
referentne brzine
za motore
namotača
M1 i M 2
Mn2
Pogoni namotača
w*n2
–
+
S
Brzinski
regulator
(PI)
Algoritam
uprav.
motorom
FP n2
w*n1
FP n1
+
S
–
Mn1
wn1
wn2
wn1
E
Brzinski
regulator
(PI)
M2
M1
E
Algoritam
uprav.
motorom
Dn
Izračunavanje prečnika
namotane rolne
23.11.2011
hpv
Višemotorni električni pogoni
20 od 31
Odmotač – blok dijagram
upravljačkog sistema
Upravljački
sistem u PLC-u
Reference u
panelu
Pogon odmotača
Fz
F*z
Referentna
sila zatezanja
´
+
–
Mer.
ćel.
MLlim.
Regulator
zatezanja (PI)
S
Smanjenje
zatezanja [%]
Jo(Do)
Prekid
trake
Fz kor.
wo
Dn [cm]
Fotoćelija
Generator
FP o
*
ref. w o +
S
brzine
–
odmotača
MHlim.
Brzinski
regulator
(PI)
wo
MLlim.
Algoritam
uprav.
motorom
M
Merenje sile
zatezanja
E
Fz
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
21 od 31
Opšti model premotača
Do
Odmotač
Jo (Do)
Namotana
rolna
Mo, wo
Mz
Mmo
Fz
vtrake
Jn (Dn)
Mn2, Mn1,
wn2 wn1
Fz
Namotač
zadnji bubanj
J Σo  Do   J mo  J go 
1
io
2

 J j  J o ( Do )

J n 2  Dn   J m 2  J g 2 
23.11.2011
Dn
Namotač
prednji bubanj
J n1  J m1  J g1 
1
in 2
Višemotorni električni pogoni
2
 Jb 2 
1
in 22
1
in12
2
 J b1
 Dbn 2 

  J n ( Dn )
D
 n 
22 od 31
Njutnove (mehaničke) jednačine
Odmotač
d
Fz Do (t )
 J Σo ( Do )  wo   M o  M mo  
dt
io
2
Namotač sa dva bubnja
Db1
d
J n1  wn1  M n1  M m1 
 Fin
dt
2  in1
Db 2
d
  Fz  Fin 
 J n2 ( Dn )  wn2   M n2  M m2 
dt
2  in 2
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
23 od 31
me*1
Pogon prednjeg
bubnja namotača
me*2
Pogon zadnjeg
bubnja namotača
Pogon zadnjeg
bubnja namotača
*
meo
Pogon
odmotača
me1
m12
me 2
−
+
−
Dbn
2In
fz
0
mm1
−
+ −
+
−
0
+
mm 2
Proklizavanje
+
mmo
+
−
−
+
Kidanje
+
Do
mz
+
1 (2 I o )
meo
+
1
pJ1
Ktr1
+
+
Ktr 2
Ktro
+
+


Jo
dJ o dt
Cn
Bn
v1
−
w1 Dbn
2In
Ds 1
12
p
+
Dbn v2
w2 2 I n
Dv2o
1
2Io
vo
vo
+
vo
−
Dv12
w2
1
p
wo
Ds
1
2o
p
J 2 ( Dn )
Co
Bo
1
p
wo
1
+ p
SJ o  const
4
Dn2 (0)
1 s2 dtr
p
 +
+
2
1 so
Do  f1( so )
p
f 2 ( Do )
Dn
Do
24 od 31
Višemotorni električni pogoni
23.11.2011
+
Opšti model el. meh. dela premotača
Dme* ( Dn )
+
Km
me1 + −
Dn [cm]
w1*
+
+
Dˆ n
−
me*1
Reg. w1
Regulacija tvrdoće
namotavanja
me 2
[%]
w1
Blok za kontrolu
priraštaja signala
w2*
2In
Dbn
*
vtr
+
−
me*2
Reg. w2
w2
Regulacija brzine
zadnjeg bubnja
Profil tvrdoće
namotavanja
Model upravljačkog sistema premotača
Dwo*
−
−
Reg. wo
Profil sile
zatezanja
wo
[%]
f z* ( Dn )
f z*
−
fz
Dn [cm]
Dˆ o
Dˆ n
23.11.2011
Izračunavanje
prečnika
*
meo
Regulacija sile
zatezanja
2 I o wo*
Dˆ o
Reg. f z
w2
wo
Višemotorni električni pogoni
25 od 31
Moment opterećenja odmotača
Momenat trenja [Nm]
120
Mm = 0,0582∙no
100
80
60
40
20
0
0
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
Brzina motora odmotača [o/min]
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
26 od 31
Simulacioni model premotača
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
27 od 31
Sile zatezanja [N]
3000
2000
1000
Fz - simulacija
Fz
0
0
50
100
150
200
no
500
350
400
450
500
550
400
450
500
550
400
450
500
550
- simulacija
nn 2 - simulacija
no - merenje
0
50
100
150
200
250
300
Vreme [s]
350
800
Momenti [Nm]
600
400
200
 M o - simulacija
0
-200
23.11.2011
250
300
Vreme [s]
1000
0
Treba uočiti
pokalapanje sive i
crne krive.
- merenje
1500
Brzine [o/min]
Poređenje
rezultata
dobijenih
simulacijom i
merenjima
4000
 M o - merenje
0
50
100
Višemotorni električni pogoni
150
200
250
300
Vreme [s]
350
28 od 31
1000
nn 2 - simulacija
500
no - simulacija
nn 2 - merenje
0
0
50
100
150
200
250
300
Vreme [s]
350
400
450
500
550
400
450
500
550
400
450
500
550
2.5
2
Precnici [m]
Poređenje
rezultata
dobijenih
simulacijom i
merenjima
Brzine [o/min]
1500
1.5
1
0.5
0
0
50
100
150
200
Do
- simulacija
Do
- iz upr. alg.
250
300
Vreme [s]
350
2
Precnici [m]
1.5
1
Dn - simulacija
0.5
Dn - mereno
0
0
23.11.2011
50
100
Višemotorni električni pogoni
150
200
250
300
Vreme [s]
350
29 od 31
Zaključak
• Pravilnim održavanjem, životni vek premotača se
može značajno produžiti.
• Periodične rekonstrukcije su neophodne da bi se
elektro oprema usaglasila sa trenutnim tehničkim
mogućnostima.
• Performanse postrojenja se mogu značajno
popraviti uvođenjem savremene opreme.
• Dijagnostika kvarova je lakša, čime se skraćuju
zastoji u radu.
• Mogu se ostvariti značajne uštede energije
primenom električnog kočenja sa rekuperacijom.
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
30 od 31
Hvala na pažnji.
23.11.2011
Višemotorni električni pogoni
31 od 31
Download

5 Tangentni premotač kartona