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寧波亞洲漿紙業(yè)有限公司隸屬金光集團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年底擴充建成，一期投產后年產能75萬噸白紙板，為世界上單機產最大的高檔工業(yè)包裝用紙生產企業(yè)之一。二期工程目前正在進行，其中4號機采用芬蘭美卓公司的紙機，設計車速700~1400米/分，預計建成后年產能25萬噸。

西門子與APP從90年代一直有著良好的合作關系，西門子的先進傳動產品和技術能夠滿足APP對于紙機的運行速度和穩(wěn)定性等嚴苛的要求。原先由西門子提供傳動系統(tǒng)的生產線BM1現(xiàn)改名PM6，已經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，雙方達成協(xié)議，PM4產線為全部西門子中標，西門子將為其PM4和WM1、WM2提供制漿與造紙技術的涵蓋整個傳動與電氣系統(tǒng)的全集成解決方案。該方案采用最先進的SINAMICS S120分部傳動技術，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開發(fā)的SIPAPER傳動系統(tǒng)的標準解決方案。同時，西門子還將提供軟硬件設計、現(xiàn)場安裝調試以及人員培訓服務。

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，必須要進行規(guī)模化的、連續(xù)的生產。隨著造紙機械工藝的不斷改進，紙機向寬幅、高速化方向發(fā)展已成為趨勢，因此，對紙機傳動系統(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能否高效率、高質量進行連續(xù)生產的前提。傳動控制系統(tǒng)要求在運行期間保持速度恒定、負荷均衡，以保證紙張品質的一致。除了對于系統(tǒng)穩(wěn)定性好和可靠性高的要求之外，對于大型紙機來說，在發(fā)生故障時供貨商的及時響應、日常維護簡單、維護成本低、備件充分等，也顯得非常重要。一家優(yōu)秀的供應商不僅僅是提供先進的技術和產品，更是需要想客戶之所需，而西門子憑借其在造紙行業(yè)眾多大型項目的經驗積累，能夠為中國客戶量身定制基于全生命周期的紙機電氣傳動控制系統(tǒng)的全集成解決方案，這也是西門子能在強大的競爭對手中脫穎而出，獲得APP認可的原因。

西門子傳動解決方案

西門子將為寧波亞洲漿紙業(yè)4號紙機和兩臺復卷機提供包括214臺電機、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，并將負責所供設備的安裝指導和調試。

傳動系統(tǒng)

造紙機傳動控制是一個控制點多、結構非常龐大的系統(tǒng)。需要控制的部件包括飾面輥、真空伏輥、驅網輥、導網輥、真空反壓輥、光壓輥、烘缸、卷紙機、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。由于造紙機生產過程是由網部、壓榨部、干燥部、壓光部、卷紙部等連續(xù)復雜過程組成的多變量、多參數系統(tǒng)，影響傳動系統(tǒng)的因素很多，例如張力、速度、電流、電壓等，還需考慮負載的不確定性，多電機間性能的不匹配，多電機之間存在藕合等情況。因此，造紙機的傳動控制要求系統(tǒng)能夠實現(xiàn)速度鏈控制和負荷分配控制。例如網部真空伏輥、驅動輥、第一導網輥和光壓上、下輥這兩組之間要求速度同步的同時要求負載均衡，否則會影響正常抄紙。當負荷不能均勻分布時，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荷分配自動控制功能。

現(xiàn)代化的生產需要以較低的成本輸出更大的生產率，西門子的最新一代高性能驅動產品SINAMIC S S120變頻器可以幫助企業(yè)實現(xiàn)目標。它易于組態(tài)，有助于縮短項目完工時間；出色的動態(tài)響應和精度允許最大生產率的更高循環(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動器，具有模塊化的設計。所有 SINAMICS S120 部件（包括電機和編碼器）均通過一個被稱為 DRIVE-CLiQ 的串行連接接口進行相互連接。采用標準化電纜和連接器，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，功能更強大，更高效節(jié)能；
      ? 結構緊湊，大大減小了電柜數量，減少了成本；
      ? 標準化設計，模塊化設計，更易于替換和維護；
      ? 計算機輔助設計并優(yōu)化的的柜內散熱布置；
      ? 同級產品最小噪音，最低發(fā)熱量，降低空調設計投入；
      ? 傳動精度高、響應速度快，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操作屏進行現(xiàn)場操作，可以直接接入DP網絡中。

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)設計，減少不必要的能源消耗。在紙機高速運轉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，可以有效減少斷紙的發(fā)生，提高產能。由于采用統(tǒng)一的傳動系統(tǒng)、電源和處理電路技術，有助于減少生產關停情況。

SIPAPER傳動系統(tǒng)解決方案是基于模塊化和服務友好的圖形用戶界面軟件架構。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（質量控制系統(tǒng)）和SIPAPER CIS電源系統(tǒng)（能源供應），實現(xiàn)完美融合。所有驅動器的功能都具有可擴展性，為日后的修改和擴展提供便捷。具有強大的在線幫助功能，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準，包括設定值級聯(lián)、負荷分配調節(jié)器、紙幅自動接頭、端部張緊、波動很小。

項目總結

作為制漿與造紙業(yè)解決方案、系統(tǒng)、產品和服務的全球提供商，西門子通過全面優(yōu)化的產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全周期的解決方案。西門子制漿造紙部中國團隊基于對客戶的深入溝通和了解，為其提供定制化的產品和服務，為客戶提高產能、降低能耗和維護成本提供了強大的支持。對于客戶棘手的維護難問題，西門子提供了故障及時響應服務，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。正是基于先進技術理念和對本地化服務的重視，西門子與客戶建立了良好的長期合作關系。