高速纸机传动控制系统设计与可靠性分析

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1、高速纸机传动控制系统设计与可靠性研究原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：傣浆日期．2QQ里生笸韪关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允

2、许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密论文在解密后应遵守此规定)敞储张丛锄叛考笋帆群出高速纸机传动控制系统设计与可靠性研究1绪论世界造纸工业正以飞快的速度向前发展。国家统计局数据显示，2008年l至11月份，中国中等规模以上造纸企业纸及纸板累计生产量7，689．98万吨，同比增长7．98％；造纸及纸制品

3、业累计工业总产值(现价)7，013．01亿元，同比增长24．76％。造纸机械已由刚发明时的手摇微型造纸机发展成为巨型高速造纸机，单机年产量可达上百万吨。随着我国国民经济的高速发展，近年来多条高速纸机生产线相继建成，加速了我国造纸工业现代化的步伐。高速纸机生产线是现代科技在造纸工业中应用的集中体现，其生产规模大，管理、控制水平高，运行可靠性好，在产品质量方面具有较强的竞争力。纸机向大规模化，高可靠性发展也是造纸工业现代化的一个重要趋势。1．1造纸机传动系统的发展造纸机传动形式的发展是为了适应纸机不断向高速、宽幅发展的需要。并随纸机更

4、高功能需求、控制精度、系统可靠性和功能化以及降低运行周期成本变化而变化。概括地讲造纸机传动形式经历了总轴传动、直流分部传动、交流变频分部传动三大阶段，这是与电子元件、功率元件、电力电子元件的发展和控制理论与控制技术的发展，造纸工艺、机械制造技术的发展相适应的。现在已经进入了交流变频分部直接传动的发展阶段⋯。这是在对纸机传动形式和特性的深入研究和实际纸机传动系统运行经验的基础上提出的。它是在大功率电机和大功率变频单元的日益成熟的前提下，为适应纸机传动的高稳态性和高动态性而采用的方案。该传动控制方式已经被ABB公司成功地运用到大型高速

5、纸机的传动中，使用效果是理想的。1．2国内外研究动态和水平随着计算机技术、现场总线技术的发展，国外各大公司相继推出了更加成熟和完善的工控产品，极大地提高了控制系统软、硬件的性能，系统可靠性提高，复杂程度大大降低。目前占据我国大型纸机传动系统市场份额最多的公司为ABB制浆造纸工程部和西门子造纸工程公司。同时，国内从事纸机自动化控制的研究机构及人员也在不断增加，通过吸收和消化国外先进技术，国内的传动公司逐渐发展壮大，具有了一定规模。因此大型纸机传动系统被国外大公司垄断的局面被打破，将逐渐实现国产化。目前，不论是国外传动公司还是国内传动

6、公司，对纸机传动控制系统大都采用3级控制模式，系统的差别只在于选择不同的硬件装陕西科技大学硕士学位论文置和软件系统，下面就以西门子公司纸机传动控制系统的结构为例说明【2】。国内的电气传动公司大都采用西门子、ABB、施耐德等知名公司产品，仍然组成3级控制系统，只是传动系统程序由自己编写。并且多以国内生产的造纸机为主，纸机幅宽在6．5米以下，工作车速在600米／分以下。1．3本课题的任务和研究方法具体为以下几项：1．通过对多类造纸机结构的分析，结合高速纸机的工作特点，从理论上探讨高速纸机传动控制系统设计需要满足的要求，以及需要实现的控

7、制功能。2．通过对一些纸机传动系统设计方案的分析和研究，消化吸收其中较为成功的理论思想和实现方法，结合自己参与的西安某4100／400纸机传动系统设计项目，最终给出一套具体的、可行的设计方案。3．纸机运行可靠性的理论研究。通过查阅资料，从理论上考虑纸机在其工作环境中可能受到的干扰和可能出现的故障，对这些干扰和故障进行分类，针对每类问题结合工程实际情况给出应对措施。4．对可靠性理论的实践检验和补充。通过调研，记录下现场工程师所描述的工程项目中与纸机可靠性相关的实际案例(包括自己亲历的)，从现象分析出问题的本质，从实践的角度对上述纸机

8、可靠性运行理论进行印证或补充，力争找出理论层面的一致性。2高速纸机传动控制系统设计与可靠性研究2造纸机传动系统设计的理论问题分析2．1造纸机各分部及造纸工艺流程简介几乎所有类型的湿法造纸机都由以下分部组成：流浆箱、网部、压榨部、干燥部、施胶部、卷取