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遠通紙業（山東）有限公司 提文彥

1　項目背景

遠通紙業（山東）有限公司PM2涂布白板紙生產線采用了ABB的DCS/QCS/DRIRES系統，于1994年開機運行，其中傳動系統是ABB直流傳動Tyrak Midi Ⅱ,迄今運行20年左右，存在設備老化、故障率增高，備件短缺等問題，不利于保證生產的長期穩定性，因此對傳動系統進行升級改造勢在必行。

為減少傳動故障率，提高運行效率，減少備件采購成本。公司計劃分步實施，首先計劃升級網壓部12個傳動點，把Tyrak Midi Ⅱ傳動系統升級為DCS800傳動系統，更換下來的Tyrak Midi Ⅱ干部作為其他傳動點備件，可確保幾年內無需采購新的備件。

2　項目實施過程

本條紙機共有36個傳動點，首次計劃升級網壓部12個傳動點，升級改造后ABB Tyrak傳動系統與DCS800新老系統共同運行對產品質量及運行穩定性都是一個較大考驗，也是本次改造首先考慮的難點集重點，經過與供應商多次交流，技術論證，形成以下改造方案：

保留原進線交流電抗器、主接觸器、進線MCCB。

保留原傳動控制柜殼，總電源控制柜。

保留原操作臺。

保留傳動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、壓榨部改成DCS800；

PLC使用S7-400，為將來整體改造留下余量

人機界面只改造網、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。

改造后的電氣傳動系統的三級控制：

第一級控制采用ABB公司原裝進口DCS800系列全數字控制裝置，執行對直流電動機的速度、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絡。用于操作臺上與傳動聯網組成通訊總線。操作臺配置西門子公司MP277與PLC實現高速數據通信。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系，接收操作臺上發出的各種控制指令，對下一級傳動單元進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、計算機網絡通訊技術、全數字直流傳動技術、可編程控制器技術，大大提高了整套傳動設備的自動化水平。

系統中因為大量使用全數字控制技術，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，用戶可節約購買控制電纜及敷設導線等費用。對造紙紙張質量、產量的提高有相應的促進作用。

第三級SIEMENS公司的 WinCC監控系統將每個傳動點的參數通過畫面能動態顯示，又負責整個系統的協調管理控制。另外監控系統留下通用管理接口，供全廠計算機聯網用。

經過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及難點：（1）原老系統PLC為MP200仍然在控制著剩余未改造傳動系統及QCS/DCS的相關功能。（2）新改造網壓部PLC為新增S7-400系統，單獨控制著網壓部12個傳動點。（3）S7-400通過網線和I/O點輸出端子與原MP200保持通訊和功能控制，實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，經過多次技術研討論證，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于老的系統。

改造前幾年數據統計顯示僅網壓部傳動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20萬元損失；網壓部傳動改造后幾乎沒有因網壓部傳動問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，同時提高了運行效率，運作成本也顯著下降；換下的原件經過保養檢修完全滿足其他傳動點的備件需求，近幾年備件采購成本也大大降低，實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分化系統逐步更新換代，以適應當今日新月異的市場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《自動化博覽》2017年5月刊