变频器在卷接设备中的应用

1 概述

随着我厂卷接包装车间设备的更新，对卷包车间工艺条件的技术要求也越来越高，同时为了降低卷烟生产的成本，我们对卷包车间卷接机组集中工艺风力与风力除尘系统进行了改造。

1.1 现有设备存在的不足

改造前设备是九五技改安装的设备，控制方式简单，功能不完善，无风速监测和闭环控制，因而风速不够稳定，不能根据烟机开启的数量实现风机的自动调节。同时电机利用率也低，浪费大量电能，且不能及时了解风门的运行情况和故障报警，不能保证车间新设备的工艺指标。在启动或停止过程中，还会产生很大的电气和机械冲击。

1.2 设计思路及方案

设计新系统要为卷包车间13 台卷接机组提供集中工艺风力以及风力送丝除尘自动监控功能，希望该系统具有：

1)动态显示卷接包工段工艺风力、风力送丝及除尘系统工艺流程;

2)自动调节风压风量，保证系统稳定运行，提高机台有效作业率，同时达到节能效果;

3)提供系统远程操作功能，在中央控制室即1 概述随着我厂卷接包装车间设备的更新，对卷包车间工艺条件的技术要求也越来越高，同时为了降低卷烟生产的成本，我们对卷包车间卷接机组集中工艺风力与风力除尘系统进行了改造。

1.1 现有设备存在的不足

改造前设备是九五技改安装的设备，控制方式简单，功能不完善，无风速监测和闭环控制，因而风速不够稳定，不能根据烟机开启的数量实现风机的自动调节。同时电机利用率也低，浪费大量电能，且不能及时了解风门的运行情况和故障报警，不能保证车间新设备的工艺指标。在启动或停止过程中，还会产生很大的电气和机械冲击。

1.2 设计思路及方案

设计新系统要为卷包车间13 台卷接机组提供集中工艺风力以及风力送丝除尘自动监控功能，希望该系统具有：

1)动态显示卷接包工段工艺风力、风力送丝及除尘系统工艺流程;

2)自动调节风压风量，保证系统稳定运行，提高机台有效作业率，同时达到节能效果;

3)提供系统远程操作功能，在中央控制室即可完成系统的启动、停止、参数设定工作;

4)在线报警功能，系统实时监控工艺设备的运行状态，以明确的信息，定位指示故障类型和原因，使故障得到及时排除。

对此，针对卷接机组集中风力供给系统的特点，采用西门子S7-300 控制系统、Profibus-DP 现场总线控制技术、人机界面操作系统，利用变频调速技术对系统进行恒压负反馈控制，使系统在不同负荷下运行稳定，确保卷接机组正常工作，同时节约电能。

2 集中工艺风力平衡与风力送丝除尘系统方案设计

系统的总流程图如图1 所示。系统总流程是观察了解整个工艺风力与风力送丝除尘系统运行的窗口。

图1 中，设备运行和停止采用颜色变化方式进行表示。(绿色)表示风机运行状态、阀门打开状态、气动平衡阀打开、电机运行状态;(红色)表示风机停止状态、阀门关闭状态、气动平衡阀关闭、电机停止状态。

送丝管道吸丝时有虚线显示，非吸丝状态虚线消失。

在卷接机组上有两个指示灯，右边为风机上电指示，左边为烙铁放下指示(机组工作)，红灯表示停止，绿灯表示运行。

2.1 系统的功能

从图1 中，我们能够详细观察整个系统运行状态并且可以完成送丝、风速设定等操作任务，该系统能够完成卷包车间13 台卷接机组的供丝任务。具体划分为：3 套集中工艺风力与除尘系统———以FC1、FC2、FC3 表示，其中FC1包括1#~3# 卷接机组(3 台ZJ17)与12#~13# 卷接机组(2 台MK95)、FC2 包括4#~7#(4 台ZJ17)卷接机组、FC3包括8#~11#(4台ZJ17)卷接机组，为其提供生产需要的负压风力和除尘;2 套风力送丝———以FS1、FS2 表示，分别为1#-7#、8#-13# 卷烟机供丝和除尘。如表1 所列。

2.2 工艺改造内容

每个系统主管上各设置1 个压力传感器，用于检测和控制系统的风压变化，集中式工艺风力与除尘系统通过变频器控制风机的转速，形成负压，为已拆除风机的卷接机组提供稳定、平衡的生产工艺条件，在各台机组的卷烟机支管上，装有压力传感器，用以检测负压值。在各台机组的接装机支管上，也装有气动平衡阀，用以减少机组在非工作条件下对其它机组的影响。风力送丝系统通过变频器控制风机的转速，形成负压，将喂丝机中的烟丝通过送丝管道，以适当的速度输送到各个卷接机组的储丝箱。在每台卷接机组的吸丝回尘管上安装有电动调节阀和孔板流量计，通过控制阀门的开度，调节风速的变化。孔板流量计用于检测送丝的风速。同时，吸丝回尘管上还安装了补风阀和吸丝阀，两者形成一开一闭的切换状态。在吸丝状态下，吸丝阀门打开，补风阀关闭，吸丝回尘管中的负压可以将喂丝机中的烟丝送至卷接机组的储丝箱;在非吸丝状态下，吸丝阀关闭，补风阀打开，模拟吸丝工作状态，用于减少整个风力系统的扰动，进而保持其它送丝管道的风速稳定。