瓦楞板生产线改装方案.docx
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瓦楞板生产线改装方案
苏州工业园区鼎立包装材料
瓦楞纸生产线
节能改造项目
方案书
第一部分公司介绍
第二部分瓦楞板生产工艺简要说明
第三部分瓦楞纸生产线电力拖动系统改造方案
1、生产线现状
2、具体改造内容
3、改造工期
4、变频节能原理
5、变频器及PLC性能说明
6、系统报价
7、售后服务及维护
第四部分工程实例
第五部分公司部分业绩
第二部分、瓦楞纸生产工艺简要说明
瓦楞板
不同波纹形状的瓦楞，粘结成的瓦楞纸板的功能也有所不同。
目前国际上通用的瓦楞楞形分为四种，它们分别是：
Ａ型楞、Ｃ型楞、Ｂ型楞和Ｅ型楞。
Ａ型楞制成的瓦楞纸板具有较好的缓冲性，富有一定的弹性，Ｃ型楞较Ａ型楞次之。
但挺度和抗冲击性优于Ａ型楞；Ｂ型楞排列密度大，制成的瓦楞纸板表面平整，承压力高，适于印刷；Ｅ型楞由于薄而密，更呈现了它的刚强度。
目前，国内外的瓦楞纸板生产线的瓦楞辊均采用这种ＵＶ形状的波形瓦楞辊。
目前，我国制造瓦楞纸板和瓦楞纸箱的设备大体上有三类。
一种是传统的单机。
就是一台使瓦楞原纸形成波形的瓦楞纸机的一台把面纸、里纸、芯纸和形成波形的瓦楞纸粘合起来的胶水机,来完成瓦楞纸板的制造过程.和单机配套的制造瓦楞纸箱和瓦楞纸合的设备还要完成配料、裁切、印刷、拼接、分切、开槽切角和成型等工艺。
整条单机流水线设备多，工艺环节多，产品质量不好控制，消耗高。
另一种是单面瓦楞纸机，先制作出单面瓦楞纸板，然后再经过单机胶水车进行加工，制造成不同结构和瓦楞纸板。
单面瓦楞纸机是由卷筒托架，单面瓦楞机和旋转托架式切纸机组合而成的半自动生产线。
它具有效率高、产品质量好，适应性强等特点。
再一种就是使用瓦楞纸板自动连续生产线来完成。
各种设备将整个瓦楞纸板生产过程有机地结合起来，使其连续化生产。
较多台单机组合生产的传统方法不仅生产效率高、劳动强度低，而且操作集中控制，简便、安全、噪音小；最主要的是生产出的瓦楞纸板质量高。
楞型、波形形状规范合理、标准化。
用这种设备生产出的一心楞纸棋逢对手制作的包装容器外形整洁、美观、平整度好。
外观和物理性能均优于单机或组合单机联动线生产出的产品。
单面机是使瓦楞纸压成波形瓦楞纸并在其顶端涂上粘合剂后，使其与面纸直接粘合，并通过加热瞬间糊化，制造出符合质量要求的单面瓦楞纸板的机械装置。
该设备主要由原纸架、瓦楞辊、压力辊、予热辊、涂胶系统、贮胶及循环系统、加热系统、气动元件、分切部分组成。
过纸天桥
瓦楞辊
单面机示意图
瓦楞纸板自动生产线上的原纸架主要由回转式和液压式两种构成。
后者较为先进，且不用在地面设置地池，夹纸部分由电动控制，将放置运动转换成直线方向的运动，动力来自固定于夹纸臂上的减速电机，根据线力量的设定，在电机出力轴端，加装有扭力限制装置。
它的原纸举升部分，靠两组液压系统推动工作，安全可靠。
回转式无轴支架由电动控制，一部分控制夹臂正转或逆转，一部分控制对原纸的左右夹紧、松开，手动刹车装置控制卷筒纸的张力。
使用回转式无轴支架地面要挖足够它的夹臂有回转余地的地池，以满足其工作的需要。
在瓦楞纸板自动生产线上，为了使单面瓦楞纸板均匀有序地传递，就要架设过纸天桥。
让单面瓦楞纸板在组合前各自按照规定的轨道在控制下运行。
过纸天桥主要由纠偏部分、传动部分、张力调节和控制装置等组成。
它使单面瓦楞纸板有序地堆积，可使单面瓦楞纸板的水份适当蒸发，固化和增强粘合剂的粘合强度。
同时，当单面机因故停车时，适当的堆积不会影响后续工序的生产运行。
当三层、五层、七层或更多层的瓦楞纸板组合后，即进入干燥、定型和冷却系统。
这个系统就是双面机部分。
双面机由热段和冷段组成。
主要作用是充分蒸发掉瓦楞纸板中的水份，使粘合剂固化，瓦楞定型。
为保证双面机的正常工作，使帆布带在运行中张力合适，不偏不斜，就要适时调整气动或手动张力机构或调控装置。
平时要保持帆布带的清洁和干燥，以利于良好的透气。
对于加压辊的使用要根据瓦楞纸板的成型状况和自动生产线的车速以及各种卷筒纸的使用质量进行适时调整，以保证瓦楞纸板的质量。
分切部分主要由纵切压痕机的横切机组成。
横切机主要完成瓦楞板按一定的规格进行横向裁断。
一般瓦楞纸生产线由三台单面机和一台双面机组成。
综上所述，瓦楞纸生产线的电力拖动中，系统要求各瓦楞机、堆纸机构、双面机、剪切机速度同步，当双面机需要调速时，各瓦楞机、堆纸机构、剪切机也需随之调速。
总之，系统同步是瓦楞纸生产线电气控制的首要目标瓦楞板。
为了满足系统速度可调和速度同步的要求，单面机、堆纸机构、双面机、剪切机的拖动电机都采取的连续可调方式。
目前，瓦楞纸生产线大都采用滑差系统即电磁离合器调速，也有些生产线采用直流调速系统调速。
下面就电磁离合器调速作详细说明。
电磁离合器调速系统实际上就是在三相交流电动机输出轴上加载的电磁调速系统，当三相电动机启动后，根据加在电磁离合器线圈两端的不同电压，离合器输出轴可获得0-100%的三相电动机的输出转速。
这种调速方式不能改变电机的转速，是一种被动的调速方式，输出转矩不受转速的影响，但由于系统启动后无论系统是否运行或全速运行，三相电动机一直在工频状态下运行。
因此，采用电磁离合器的调速系统存在大量电能浪费。
第三部分、瓦楞纸生产线的电力拖动系统
3．1、生产线的现状
海洋纸品厂瓦楞纸生产线由三台单面机和一台双面机组成。
示意图如下：
1234567
1、双面辊2、A坑拉纸辊3、A坑瓦楞辊
4、B坑拉纸辊5、B坑瓦楞辊
6、C坑拉纸辊7、C坑瓦楞辊
瓦楞纸生产线的电力拖动系统示意图
如上图所示，为了达到系统调速，双面辊、A坑拉纸辊、A坑瓦楞辊、B坑拉纸辊、B坑瓦楞辊、C坑拉纸辊、C坑瓦楞辊共七套机械设备都需要调速，以上调速方式现均采用电磁离合器，电磁离合器调速系统实际上就是在三相交流电动机输出轴上加载的电磁调速系统，当三相电动机启动后，根据加在电磁离合器线圈两端的不同电压，离合器输出轴可获得0-100%的三相电动机的输出转速。
这种调速方式不能改变电机的转速，是一种被动的调速方式，输出转矩不受转速的影响，但由于系统启动后无论系统是否运行或全速运行，三相电动机一直在工频状态下运行。
因此，采用电磁离合器的调速系统存在大量电能浪费。
因此需要做节能改造。
3．2、具体改造方法
海洋纸品厂瓦楞纸生产线如上图所示，由三台单面机和一台双面机组成，其中A、B、C坑拉纸辊都是2.2KW，瓦楞辊都是22KW，双面机为55KW，该自动线具体改造方式如下：
◆将七台滑差电机更换为普通三相电机。
◆将电磁离合器控制单元拆除，更换为高力矩变频器。
◆由于原各工段速度显示由测速发电机和表头组成，更换电机后各工段速度显示采用数字方式。
◆各坑两台变频器速度同步由PLC控制，控制原理图如下：
显示仪表
PLC
VVVF1VVVF2
3．3、改造工期
准备工期一个月，包括变频器、PLC定货和配电柜成套安装，现场安装调试每条生产线两天。
因此，系统改造不影响生产。
3．4、变频节能原理
变频调速是通过改变电机定子绕组供电的频率来达到调速的目的。
常用三相交流异步电动机的定子由铁心及绕组构成，转子绕组做成笼型，俗称鼠笼型电动机。
当在定子绕组上接入三相交流电时，在定子与转子之间的空气隙内产生一个旋转磁场，它与转子绕组产生相对运动，使转子绕组产生感应电势，出现感应电流，此电流与旋转磁场相互作用，产生电磁转矩，使电动机转动起来。
电机磁场的转速称为同步转速，用N表示
N=60f/p（r/min）
（1）
式中：
f—三相交流电源频率，一般为50Hz；p—磁极对数。
当p=1时，N=3000r/min；p=2时，N=1500r/min。
可见磁极对数p越多，转速N越慢。
转子的实际转速n比磁场的同步转速N要慢一点，所以称为异步电机，这个差别用转差率s表示：
s=[n1－n）/n1]×100%
（2）
当加上电源转子尚未转动瞬间，n=0，这时s=1；起动后的极端情况n=N，则s=0，即s在0～1之间变化。
一般异步电机在额定负载下的s=（1～6）%。
综合式
（1）和式
（2）可以得出
n=60f（1－s）/p（3）
由式（3）可以看出，对于成品电机，其磁极对数p已经确定，转差率s变化不大，则电机的转速n与电源频率f成正比，因此改变输入电源的频率就可以改变电机的同步转速，进而达到异步电机调速的目的。
但是，为了保持在调速时电机的最大转矩不变，必须维持电机的磁通量恒定，因此定子的供电电压也要作相应调节。
变频器就是在调整频率（VariableFrequency）的同时还要调整电压（VariableVoltage），故简称VVVF（装置）。
通过电工理论分析可知，转矩与磁通量（最大值）成正比，在转子参数值一定时，转矩与电源电压的平方成正比。
变频器的工作原理是把市电（380V、50Hz）通过整流器变成平滑直流，然后利用半导体器件（GTO、GTR或IGBT）组成的三相逆变器，将直流电变成可变电压和可变频率的交流电，由于采用微处理器编程的正弦脉宽调制（SPWM）方法，使输出波形近似正弦波，用于驱动异步电机，实现无级调速。
上述的两次变换可简化为AC－DC－AC（交－直－交）变频方式。
利用变频器可以根据电机负载的变化实现自动、平滑的增速或减速，基本保持异步电机固有特性转差率小的特点，具有效率高、范围宽、精度高且能无级变速的优点。
对于变频器，U/F=常数，即输出频率降低，输出电压随之降低，电流亦随之降低，电动机输出功率随之降低。
它们之间满足如下关系式：
P1/P2=N13/N23
即功率的变化量是转速的变化量的立方。
按一般负载计算，当变频器输出频率由工频50HZ下降至40HZ时，电动机输出轴功率下降60%。
由此可见，变频调速不单是一种平滑的无极调速，而且是一种节能的调速方式。
一条瓦楞纸生产线需要调速的电机7台，总功率在130KW左右，改造总投资在20万左右，按40%节电率计算，每年节约电费：
24小时×360天×130KW×40%×1元/度=449280元
收回投资期限
20万/449280×12月=6个月
即一条自动线6个月收回投资，当年回报24万，以后每年节约电费45万元。
3．5、变频器及PLC简要说明
该系统采用飞明佳SM-K3变频器。
该变频器高力矩输出。
速度范围：
闭环时1-1000
速度精度：
0.01%编码器速度反馈
瞬时过载力矩：
2秒内250%
60秒内200%
保护和安全特性：
-短路保护
电源输出端。
-过热和过流保护
-电源欠压和过压保护
-电源缺相保护
电机保护集成在变频器内的热保护功能，不断地计算I2T同时考虑转速。
变频器断电后记忆电机热状态。
可根据电机冷却类型修改功能（使用显示模块或PC软件）
电机断相保护
带选项板通过PTC传感器保护
3．6、系统报价
名称
规格型号
数量
单价
合计
PLC
TSX08CD12R8AS
4
1800
7200
PLC扩展
TXS08CDEA4A2
4
1700
6800
变频器
SM-K3-41N4
3
4100
12300
变频器
SM-K3-33N4
3
24000
72000
变频器
SM-K3-79N4
1
35000
35000
显示仪表
TXCG-1
12
500
6000
控制柜
4
1500
6000
副材
一批
5000
安装调试费
10%
21000
利润
10%
23000
税
6%
15000
合计
209300
优费3%及9300元
总计：
贰拾万圆整
3．7、售后服务
1、日常保养及维护
1．检查及维护前，首先要确认总电源已切断电源，用直流高压表测P、N之间电压小于36V。
2．以三个月或六个月对设备进行一次定期检查。
●二次回路控制端子螺丝是否松动，用螺丝刀拧紧。
●一次回路端子是否有接触不良的情况。
●电力电缆、控制电缆有无损伤，尤其是与金属表面接触的表皮是否有割伤的痕迹。
●电力电缆鼻子的绝缘包扎带是否已脱落。
2、故障及处理
（1）
系统出现故障时，PLC会自动指出故障位置，并给出排。
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