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(chǎn)線(xiàn)采用了ABB的DCS/QCS/DRIRES系統，于1994年開(kāi)機運行，其中傳動(dòng)系統是ABB直流傳動(dòng)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(wèn)題，不利于保證生產(chǎn)的長(cháng)期穩定性，因此對傳動(dòng)系統進(jìn)行升級改造勢在必行。

為減少傳動(dòng)故障率，提高運行效率，減少備件采購成本。公司計劃分步實(shí)施，首先計劃升級網(wǎng)壓部12個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，把Tyrak Midi Ⅱ傳動(dòng)系統升級為DCS800傳動(dòng)系統，更換下來(lái)的Tyrak Midi Ⅱ干部作為其他傳動(dòng)點(diǎn)備件，可確保幾年內無(wú)需采購新的備件。

2　項目實(shí)施過(guò)程

本條紙機共有36個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，首次計劃升級網(wǎng)壓部12個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)，升級改造后ABB Tyrak傳動(dòng)系統與DCS800新老系統共同運行對產(chǎn)品質(zhì)量及運行穩定性都是一個(gè)較大考驗，也是本次改造首先考慮的難點(diǎn)集重點(diǎn)，經(jīng)過(guò)與供應商多次交流，技術(shù)論證，形成以下改造方案：

保留原進(jìn)線(xiàn)交流電抗器、主接觸器、進(jìn)線(xiàn)MCCB。

保留原傳動(dòng)控制柜殼，總電源控制柜。

保留原操作臺。

保留傳動(dòng)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(wǎng)、壓榨部改成DCS800；

PLC使用S7-400，為將來(lái)整體改造留下余量

人機界面只改造網(wǎng)、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(dòng)系統的三級控制：

第一級控制采用ABB公司原裝進(jìn)口DCS800系列全數字控制裝置，執行對直流電動(dòng)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，配備通訊接口，運用高速串行通訊方式構成局域網(wǎng)絡(luò )。用于操作臺上與傳動(dòng)聯(lián)網(wǎng)組成通訊總線(xiàn)。操作臺配置西門(mén)子公司MP277與PLC實(shí)現高速數據通信。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(guān)系，接收操作臺上發(fā)出的各種控制指令，對下一級傳動(dòng)單元進(jìn)行速度指令的設定和各種邏輯指令的操作。這樣構成的系統應用了計算機技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò )通訊技術(shù)、全數字直流傳動(dòng)技術(shù)、可編程控制器技術(shù)，大大提高了整套傳動(dòng)設備的自動(dòng)化水平。

系統中因為大量使用全數字控制技術(shù)，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(xiàn)，用戶(hù)可節約購買(mǎi)控制電纜及敷設導線(xiàn)等費用。對造紙紙張質(zhì)量、產(chǎn)量的提高有相應的促進(jìn)作用。

第三級SIEMENS公司的 WinCC監控系統將每個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的參數通過(guò)畫(huà)面能動(dòng)態(tài)顯示，又負責整個(gè)系統的協(xié)調管理控制。另外監控系統留下通用管理接口，供全廠(chǎng)計算機聯(lián)網(wǎng)用。

經(jīng)過(guò)改造前后兩張系統圖（如圖1、圖2所示）可以明顯看到改造重點(diǎn)及難點(diǎn)：（1）原老系統PLC為MP200仍然在控制著(zhù)剩余未改造傳動(dòng)系統及QCS/DCS的相關(guān)功能。（2）新改造網(wǎng)壓部PLC為新增S7-400系統，單獨控制著(zhù)網(wǎng)壓部12個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)。（3）S7-400通過(guò)網(wǎng)線(xiàn)和I/O點(diǎn)輸出端子與原MP200保持通訊和功能控制，實(shí)現速度鏈的正常傳輸及功能交替，兩套系統各負其責，不能產(chǎn)生任何沖突或不兼容現象。

3　效益分析

由于改造前計劃周密，經(jīng)過(guò)多次技術(shù)研討論證，此項改造于2012年一次性改造成功，運行平穩且控制精度遠優(yōu)于老的系統。

改造前幾年數據統計顯示僅網(wǎng)壓部傳動(dòng)系統由于原件老化運行不穩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(wàn)元損失；網(wǎng)壓部傳動(dòng)改造后幾乎沒(méi)有因網(wǎng)壓部傳動(dòng)問(wèn)題造成停機或斷紙現象出現，給我公司大大降低了意外損失，同時(shí)提高了運行效率，運作成本也顯著(zhù)下降；換下的原件經(jīng)過(guò)保養檢修完全滿(mǎn)足其他傳動(dòng)點(diǎn)的備件需求，近幾年備件采購成本也大大降低，實(shí)現了當初的改造目標。由于效益明顯，公司計劃陸續把剩余的老舊自動(dòng)分化系統逐步更新?lián)Q代，以適應當今日新月異的市場(chǎng)變化及公司整體運作需要。

圖1 改造前系統圖

圖2 改造部分系統圖

摘自《自動(dòng)化博覽》2017年5月刊