31
Tangentni premotač kartona Opis postrojenja Algoritam upravljanja Uštede energije Model ETF Beograd 1 od 31 Višemotorni električni pogoni

Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

  • Upload
    others

  • View
    8

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

Page 1: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Tangentni premotač kartona

Opis postrojenja

Algoritam upravljanja

Uštede energije

Model

ETF Beograd 1 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 2: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Tehnološki proces proizvodnje papira ili kartona

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 2 od 31

Kontinualno

kuvanje

Evaporatori Mlin za krec

Tretman

otpadnih

voda

Para za kogeneracijuIzbeljivanje

Precišcavanje

RefajnersBoiler

Proizvodnja

pare i

el. energije

Papir mašina

Premotac

Usitnjeno

drvoSkidanje kore

Skladište drveta

ili celuloze

Drvo

Premotač

Page 3: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

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 3 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 4: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

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 4 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 5: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

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 5 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 6: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Premotač sa dva čelična bubnja

Voith

ETF Beograd 6 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 7: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Namotač sa vazdušnom potporom

Voith

ETF Beograd 7 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 8: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Namotač sa potporom sa trakom

Metso paper

ETF Beograd 8 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 9: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Namotač sa jednim bubnjem Dve rolne

Voith

ETF Beograd 9 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 10: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Namotač sa jednim bubnjem

Voith

ETF Beograd 10 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 11: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Struktura razmatranog premotača

Voith

23.11.2011 11 od 31 Višemotorni električni pogoni

Motor

odmotača

Namotana

rolnaRolna

odmotača

Noževi

Merenje sile

zatezanja

Mehanizam za

izbacivanje

namotane rolne

Motor zadnjeg

bubnja namotača

Motor prednjeg

bubnja namotača

Pritisni

valjak

Mehanizam za

prihvatanje

namotanih

rolni

oM 2M 1M

Motori

noževa

1nM

6nM

Page 12: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Opšti tehnički podaci

Parametar Jedinice Vrednost Širina [mm] 3200 Maks radna brzina [m/min] 1200 Maks. prečnik nam. rolne [mm] 1800 Maks. prečnik rolne odm. [mm] 2800 Gramatura, min–max [g/m2] 230 – 500 Debljina kartona, min–max [m] 280 – 576 Maks. sila zatezanja N 15000 Snaga motora namotača [kW] 200 Snaga motora odmotača [kW] 315

23.11.2011 12 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 13: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Jednopolna šema glavnih pogona

M

Odmotač

M

Namotač 1

M

Namotač 2

Napajanje

Zajedničko jednosmerno međukolo

~=

~=

~=

~=

~=

Ispravljač Rekuperator

Invertor Invertor Invertor

E E E

23.11.2011 13 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 14: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Šema vezivanja (energetika)

ETF Beograd 14 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 15: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

M

Odmotač

M

Namotač 1

M

Namotač 2

Napajanje

Zajedničko jednosmerno međukolo

~=

~=

~=

~=

~=

Ispravljač Rekuperator

Invertor Invertor Invertor

E E E

Tokovi snage u normalnom radu

23.11.2011 15 od 31 Višemotorni električni pogoni

Snaga uzeta

iz mreže

Snaga pogona

odmotača

Snaga pogona

namotača 1 i 2

(prednjeg i

zadnjeg bubnja)

+ = +

Page 16: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Rezultati merenja snage

Premotavanje 120 [cm] rolne, 230 [g/m2] papira

Vreme [s]

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450

Snaga [kW

]

-150

-100

-50

0

50

100

Brz

ina t

rake

[m

/min

]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Podm.

Pmreze

Brzina trake

PN1+PN2

ETF Beograd 16 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 17: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Deo opreme regulisanih pogona

Frekventni pretvarači Rastavljači sa osiguračima

23.11.2011 17 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 18: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Oprema

Pult upravljanja Motori, enkoderi, reduktori, meh. kočnice

Davač sile zatezanja (presduktor)

Grafički upravljački panel

23.11.2011 18 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 19: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Upravljačka struktura

23.11.2011 19 od 31 Višemotorni električni pogoni

PLC

FP

odm.

FP

nam.

FP

nam.

E

Operatorski

panel Merenje

sile Pozicioni

enkoder

Dig. I/O

I/O

PROFIBUS

Bezbednosni

stop

Ethernet

SWSCADA

sa

arhivomVPN pristup

Page 20: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Namotač – blok dijagram upravljačkog sistema

23.11.2011 20 od 31 Višemotorni električni pogoni

Tv

rdo

ća

nam

ota

van

ja

Dn [cm]

[%]

v* w*n2

w*n1

DM*

Mn2

Ref. brzina

Brzinski

regulator

(PI)

Algoritam

uprav.

motorom

+

wn1

+

Pogoni namotača

E

wn2

Fz

M2

FP n1

Mn1

M1

wo wn2

Reference u

panelu

Upravljački

sistem u PLC-u

Generator

referentne brzine

za motore

namotača

M1 i M2

wn2

wn1

E

E

S

Brzinski

regulator

(PI)

Algoritam

uprav.

motorom

S

FP n2

Dn

Izračunavanje prečnika

namotane rolne

hpv

Pritisni

valjak sa

merenjem

poz.

Page 21: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Odmotač – blok dijagram upravljačkog sistema

23.11.2011 21 od 31 Višemotorni električni pogoni

MHlim.

wo

Sm

anje

nje

za

teza

nja

[%

]

Dn [cm]

MLlim.

Jo(Do)

F*z Regulator

zatezanja (PI)

+

wo

Pogon odmotača

Merenje sile

zatezanjaM

Mer. ćel.

Generator

ref.

brzine

odmotača

Fz

Referentna sila zatezanja

Fz kor.

Prekid

trake

+

FP oBrzinski

regulator

(PI)

Algoritam

uprav.

motorom S

E

w*o

Fz

MLlim.

Fotoćelija

Reference u

panelu

Upravljački

sistem u PLC-u

Page 22: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Opšti model premotača

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 22 od 31

Odmotač Namotana

rolna

Namotač

zadnji bubanjNamotač

prednji bubanj

Jo (Do)

Fz

Fz

Jn (Dn)

Mn1,

wn1

Mn2,

wn2

vtrake

Mo, wo

Mmo

DnDo

Mz

Σ 2

1( )o o mo go j o o

o

J D J J J J Di

1 1 1 12

1

1n m g b

n

J J J Ji

2

22 2 2 22 2

2 2

1 1( )bn

n n m g b n nnn n

DJ D J J J J D

Di i

Page 23: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Njutnove (mehaničke) jednačine

23.11.2011 23 od 31 Višemotorni električni pogoni

11 1 1 1

12b

n n n m inn

DdJ M M F

dt iw

22 2 2 2

2

( )2

bn n n n m z in

n

DdJ D M M F F

dt iw

Σ

( )( )

2oz

o o o o moo

D td FJ D M M

dt iw

Odmotač

Namotač sa dva bubnja

Page 24: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

*1em

− −

+

1m

m

1em

1

1pJ

1tr

K

+ +

1p

12

sD

12

vD

1w

−2

bnn

D

I

1 v

*2

em

+

2m

m

2e

m1p

1p

2s

2w

+

2

bnn

D

I

2v

nC

nB

+ −

0

Pro

kli-

zavan

je

*eom

− −

+

mo

m

eom

1p

troK

1p

o s

ow

+12

o I

ov

+ +

1p

2o

sD

2o

vD

oC

oB

+ −

0

Kid

anje

1(2

)o I

2

bnn

D

I

z f

oD

2(0

)

4 nD

trd

2n

D

1 ()

oo

Df

s

2(

)o

fD

odJ

dt

ov

zm

+

+

+

ow

1p

oJ

oD

ov

+

+

oJ

const

S

2tr

K2

w

+

+

+

2(

)n

JD

+

12

m

Pogon prednjeg

bubnja namotača

Pogon

odmotača

Pogon zadnjeg

bubnja namotača

Pogon zadnjeg

bubnja namotača

Opšti model el. meh. dela premotača

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 24 od 31

Page 25: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

*( )e nm DD

+ −

+

2em

1emmK

+*1w

1wReg.

*1em

+

*2w

2w

*2em

+ 2wReg.

1wP

rofi

l tv

rdoće

nam

ota

van

ja

Dn [cm]

[%]

Blok za kontrolu

priraštaja signala

*trv

Pro

fil

sile

za

teza

nja

Dn [cm]

*zf

*( )z nf D

−zf

Reg. zf

ˆnD

*eom

*ow

ow

owReg.

2 n

bn

I

D

2

ˆo

o

I

D

Izračunavanje

prečnika

2wˆ

nDow

*owD

ˆoD

[%]

Reg

ula

cija

tv

rdo

će

nam

ota

van

ja

Reg

ula

cija

brz

ine

zad

nje

g b

ub

nja

Reg

ula

cija

sil

e

zate

zan

ja

Model upravljačkog sistema premotača

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 25 od 31

Page 26: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Moment opterećenja odmotača

23.11.2011 26 od 31 Višemotorni električni pogoni

Mm = 0,0582∙no

0

20

40

60

80

100

120

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800

Mo

men

at

tren

ja [

Nm

]

Brzina motora odmotača [o/min]

Page 27: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Simulacioni model premotača

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 27 od 31

Page 28: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Poređenje rezultata dobijenih

simulacijom i merenjima

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 28 od 31

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

0

1000

2000

3000

4000

Vreme [s]

Sile

za

teza

nja

[N

]

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

0

500

1000

1500

Vreme [s]B

rzin

e [o/m

in]

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550-200

0

200

400

600

800

Vreme [s]

Mo

me

nti [

Nm

]

- simulacija

- merenjezF

zF

- simulacija

- merenjeoM

oM

- simulacija

- simulacija

- merenje

on

on

2nn

Treba uočiti

pokalapanje sive i

crne krive.

Page 29: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Poređenje rezultata dobijenih

simulacijom i merenjima

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 29 od 31

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550

0

500

1000

1500

Vreme [s]

Brz

ine

[o

/min

]

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 5500

0.5

1

1.5

2

2.5

Vreme [s]

Pre

cn

ici [m

]

0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 5500

0.5

1

1.5

2

Vreme [s]

Pre

cn

ici [m

]

- simulacija

- simulacija

- merenje

2nn

on

2nn

- simulacija

- iz upr. alg.

oD

oD

- simulacija

- mereno

nD

nD

Page 30: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

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 30 od 31 Višemotorni električni pogoni

Page 31: Tangentni premotač kartona Premotac.pdf–Sa dva bubnja: sa dva čelična bubnja, sa vazdušnom potporom, potpora sa trakom, sa obloženim bubnjem… –Sa jednim bubnjem, rolne na

Hvala na pažnji.

23.11.2011 Višemotorni električni pogoni 31 od 31