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寧波亞洲漿紙業(yè)有限公司隸屬金光集團(tuán)APP工業(yè)用紙事業(yè)部。作為排名世界前十位的造紙企業(yè)，APP近幾年在中國發(fā)展迅速，目前在中國已擁有20多家全資或控股漿紙企業(yè)及20余家林場。寧波亞洲漿紙業(yè)有限公司位于浙江省寧波市北侖青峙工業(yè)區(qū)，于2004年底擴(kuò)充建成，一期投產(chǎn)后年產(chǎn)能75萬噸白紙板，為世界上單機(jī)產(chǎn)最大的高檔工業(yè)包裝用紙生產(chǎn)企業(yè)之一。二期工程目前正在進(jìn)行，其中4號機(jī)采用芬蘭美卓公司的紙機(jī)，設(shè)計車速700~1400米/分，預(yù)計建成后年產(chǎn)能25萬噸。

西門子與APP從90年代一直有著良好的合作關(guān)系，西門子的先進(jìn)傳動產(chǎn)品和技術(shù)能夠滿足APP對于紙機(jī)的運行速度和穩(wěn)定性等嚴(yán)苛的要求。原先由西門子提供傳動系統(tǒng)的生產(chǎn)線BM1現(xiàn)改名PM6，已經(jīng)作為西門子的安裝基地。2012年6月，APP再度與西門子全方位合作，雙方達(dá)成協(xié)議，PM4產(chǎn)線為全部西門子中標(biāo)，西門子將為其PM4和WM1、WM2提供制漿與造紙技術(shù)的涵蓋整個傳動與電氣系統(tǒng)的全集成解決方案。該方案采用最先進(jìn)的SINAMICS S120分部傳動技術(shù)，全球統(tǒng)一的最新SIMATIC S7控制系統(tǒng)，以及專為制漿造紙生產(chǎn)開發(fā)的SIPAPER傳動系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)解決方案。同時，西門子還將提供軟硬件設(shè)計、現(xiàn)場安裝調(diào)試以及人員培訓(xùn)服務(wù)。

造紙車間透視圖

面臨挑戰(zhàn)  

在激烈競爭的造紙行業(yè)，企業(yè)為了降低成本和獲得更多利潤，必須要進(jìn)行規(guī)?；摹⑦B續(xù)的生產(chǎn)。隨著造紙機(jī)械工藝的不斷改進(jìn)，紙機(jī)向?qū)挿?、高速化方向發(fā)展已成為趨勢，因此，對紙機(jī)傳動系統(tǒng)的性能也提出了更高的要求。傳動控制系統(tǒng)性能的好壞是決定一臺造紙機(jī)能否高效率、高質(zhì)量進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)的前提。傳動控制系統(tǒng)要求在運行期間保持速度恒定、負(fù)荷均衡，以保證紙張品質(zhì)的一致。除了對于系統(tǒng)穩(wěn)定性好和可靠性高的要求之外，對于大型紙機(jī)來說，在發(fā)生故障時供貨商的及時響應(yīng)、日常維護(hù)簡單、維護(hù)成本低、備件充分等，也顯得非常重要。一家優(yōu)秀的供應(yīng)商不僅僅是提供先進(jìn)的技術(shù)和產(chǎn)品，更是需要想客戶之所需，而西門子憑借其在造紙行業(yè)眾多大型項目的經(jīng)驗積累，能夠為中國客戶量身定制基于全生命周期的紙機(jī)電氣傳動控制系統(tǒng)的全集成解決方案，這也是西門子能在強(qiáng)大的競爭對手中脫穎而出，獲得APP認(rèn)可的原因。

西門子傳動解決方案

西門子將為寧波亞洲漿紙業(yè)4號紙機(jī)和兩臺復(fù)卷機(jī)提供包括214臺電機(jī)、220個逆變器、整流單元、整理回饋單元、自動化控制站以及變壓器等產(chǎn)品，采用基于SIMATIC S7-400 PLC的PCS 7過程控制系統(tǒng)和SIPAPER傳動系統(tǒng)的全集成傳動解決方案，并將負(fù)責(zé)所供設(shè)備的安裝指導(dǎo)和調(diào)試。

傳動系統(tǒng)

造紙機(jī)傳動控制是一個控制點多、結(jié)構(gòu)非常龐大的系統(tǒng)。需要控制的部件包括飾面輥、真空伏輥、驅(qū)網(wǎng)輥、導(dǎo)網(wǎng)輥、真空反壓輥、光壓輥、烘缸、卷紙機(jī)、勻漿輥、唇板、損紙攪拌器、張緊器、沖水管、輸油泵、刮刀和副臂等。由于造紙機(jī)生產(chǎn)過程是由網(wǎng)部、壓榨部、干燥部、壓光部、卷紙部等連續(xù)復(fù)雜過程組成的多變量、多參數(shù)系統(tǒng)，影響傳動系統(tǒng)的因素很多，例如張力、速度、電流、電壓等，還需考慮負(fù)載的不確定性，多電機(jī)間性能的不匹配，多電機(jī)之間存在藕合等情況。因此，造紙機(jī)的傳動控制要求系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)速度鏈控制和負(fù)荷分配控制。例如網(wǎng)部真空伏輥、驅(qū)動輥、第一導(dǎo)網(wǎng)輥和光壓上、下輥這兩組之間要求速度同步的同時要求負(fù)載均衡，否則會影響正常抄紙。當(dāng)負(fù)荷不能均勻分布時，有可能撕壞毛布或造成斷紙，所以在這個傳動組合中的各自傳動點之間實施負(fù)荷分配自動控制功能。

現(xiàn)代化的生產(chǎn)需要以較低的成本輸出更大的生產(chǎn)率，西門子的最新一代高性能驅(qū)動產(chǎn)品SINAMIC S S120變頻器可以幫助企業(yè)實現(xiàn)目標(biāo)。它易于組態(tài)，有助于縮短項目完工時間；出色的動態(tài)響應(yīng)和精度允許最大生產(chǎn)率的更高循環(huán)速率。同時，S120是集V/F控制、 矢量控制、伺服控制為一體的多軸驅(qū)動器，具有模塊化的設(shè)計。所有 SINAMICS S120 部件（包括電機(jī)和編碼器）均通過一個被稱為 DRIVE-CLiQ 的串行連接接口進(jìn)行相互連接。采用標(biāo)準(zhǔn)化電纜和連接器，降低了不同部件的種類，并削減了庫存成本。與其他同類產(chǎn)品相比，S120變頻器具有如下優(yōu)勢：
      ? 采用最新一代的傳動技術(shù)，功能更強(qiáng)大，更高效節(jié)能；
      ? 結(jié)構(gòu)緊湊，大大減小了電柜數(shù)量，減少了成本；
      ? 標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計，模塊化設(shè)計，更易于替換和維護(hù)；
      ? 計算機(jī)輔助設(shè)計并優(yōu)化的的柜內(nèi)散熱布置；
      ? 同級產(chǎn)品最小噪音，最低發(fā)熱量，降低空調(diào)設(shè)計投入；
      ? 傳動精度高、響應(yīng)速度快，保證紙幅平穩(wěn)運行。

傳動系統(tǒng)圖

控制系統(tǒng)

紙機(jī)控制系統(tǒng)采用基于SIMATIC S7-400 PLC的PCS 7過程控制系統(tǒng)，配以具有極高的處理速度、強(qiáng)大的通訊性能和卓越的CPU資源裕量的SIMATIC S7-400作為中央控制單元。利用PROFIBUS-DP現(xiàn)場總線協(xié)議通信格式實現(xiàn)PLC與變頻器的通信功能，提高系統(tǒng)抗干擾的能力并減少接線；采用穩(wěn)定可靠、帶有PROFIBUS-DP接口的OP277操作屏進(jìn)行現(xiàn)場操作，可以直接接入DP網(wǎng)絡(luò)中。

系統(tǒng)配置圖

SIPAPER傳動解決方案

為滿足造紙行業(yè)對于可用性高、能源效率高、操作和維護(hù)簡便以及投資安全保障的要求，西門子為客戶量身定制了SIPAPER傳動解決方案。它采用了針對系統(tǒng)攝動優(yōu)化的能源效率系統(tǒng)設(shè)計，減少不必要的能源消耗。在紙機(jī)高速運轉(zhuǎn)時需要避免紙張斷裂，SIPAPER方案通過優(yōu)化級聯(lián)控制和加速受控的起動技術(shù)，可以有效減少斷紙的發(fā)生，提高產(chǎn)能。由于采用統(tǒng)一的傳動系統(tǒng)、電源和處理電路技術(shù)，有助于減少生產(chǎn)關(guān)停情況。

SIPAPER傳動系統(tǒng)解決方案是基于模塊化和服務(wù)友好的圖形用戶界面軟件架構(gòu)。它能與西門子的其他自動化解決方案——SIPAPER CIS DCS（分布式控制系統(tǒng)）、SIPAPER CIS的QCS（質(zhì)量控制系統(tǒng)）和SIPAPER CIS電源系統(tǒng)（能源供應(yīng)），實現(xiàn)完美融合。所有驅(qū)動器的功能都具有可擴(kuò)展性，為日后的修改和擴(kuò)展提供便捷。具有強(qiáng)大的在線幫助功能，為工程系統(tǒng)、操作和監(jiān)控系統(tǒng)提供有力的支持。SIPAPER傳動解決方案軟件標(biāo)準(zhǔn)，包括設(shè)定值級聯(lián)、負(fù)荷分配調(diào)節(jié)器、紙幅自動接頭、端部張緊、波動很小。

項目總結(jié)

作為制漿與造紙業(yè)解決方案、系統(tǒng)、產(chǎn)品和服務(wù)的全球提供商，西門子通過全面優(yōu)化的產(chǎn)品組合及符合成本效益的解決方案，為造紙業(yè)客戶帶來成功。獨有的全集成自動化理念，使得西門子能為客戶提供造紙廠生產(chǎn)全周期的解決方案。西門子制漿造紙部中國團(tuán)隊基于對客戶的深入溝通和了解，為其提供定制化的產(chǎn)品和服務(wù)，為客戶提高產(chǎn)能、降低能耗和維護(hù)成本提供了強(qiáng)大的支持。對于客戶棘手的維護(hù)難問題，西門子提供了故障及時響應(yīng)服務(wù)，并提供備件共享，在第一時間提供故障分析報告，盡最大努力縮短延誤工期。正是基于先進(jìn)技術(shù)理念和對本地化服務(wù)的重視，西門子與客戶建立了良好的長期合作關(guān)系。