金光集團亞洲漿紙股份有限公司(Asia Pulp & Paper Co., Ltd., 下文簡稱APP)為世界紙業(yè)三強之一,亦為亞洲地區(qū)(除日本以外)規(guī)模最大的漿紙業(yè)集團公司。APP現(xiàn)擁有20多家制漿、造紙公司總資產(chǎn)達100多億美元。過去20年,西門子用高品質(zhì)的產(chǎn)品和過硬的專業(yè)實力,陪伴公司不斷發(fā)展壯大。2013年,APP造紙生產(chǎn)4號線的整機項目使用了西門子最新的全集成驅(qū)動系統(tǒng)解決方案(Integrated Drive System,簡稱IDS),從三個層面上高度集成,整體性能大幅提升,再次贏得了客戶的美譽。
造紙生產(chǎn)線是將符合造紙要求的漿紙水懸浮體經(jīng)濾網(wǎng)脫水成形、機械擠壓脫水和干燥等過程而抄制成紙的機器,其包括完成以上工藝過程的成形、壓榨、烘干三個主要部分,并配有必要的整飾、卷取及傳動裝置,以及供漿、漿料及白水循環(huán)、真空、通風(fēng)排氣、損紙?zhí)幚砗蜐櫥?、自控等輔助系統(tǒng)。造紙屬于連續(xù)生產(chǎn)工藝,生產(chǎn)線每次開機后的1-2小時里,由于整個產(chǎn)線需要進行逐步的調(diào)整,所以這兩個小時里生產(chǎn)的紙張質(zhì)量通常不太穩(wěn)定,所以為了提高生產(chǎn)效率、節(jié)約資源,要求設(shè)備能長期穩(wěn)定運行,保障連續(xù)化生產(chǎn),避免停機造成再次調(diào)整和原材料的浪費。
漿紙生產(chǎn)線對控制與傳動系統(tǒng)的要求較高,首先設(shè)備工作速度的調(diào)節(jié)范圍大;其次設(shè)備傳動系統(tǒng)要求運行速度穩(wěn)定,車速提升和下降都必須平穩(wěn),以保證漿紙生產(chǎn)線可以生產(chǎn)品質(zhì)良好的紙頁;除此之外,為防止某點的速度發(fā)生變化而引起紙張某點負荷變化,繼而影響紙張質(zhì)量,就要求這個系統(tǒng)中各部件能實現(xiàn)聯(lián)動,當(dāng)負載不平衡時可自動調(diào)節(jié)。而此次開發(fā)的漿紙生產(chǎn)4號線,在8米寬幅生產(chǎn)線中又是效率最高的,這也進一步加大了設(shè)備開發(fā)的難度。
APP造紙生產(chǎn)線穩(wěn)定的設(shè)備性能當(dāng)然要來源于性能穩(wěn)定的產(chǎn)品組合,西門子為用戶提供了全集成驅(qū)動系統(tǒng)解決方案,全集成的概念體現(xiàn)在三個層面上:由聯(lián)軸器和減速器到電機和變頻器沿能源流的水平面、工業(yè)生產(chǎn)流程控制架構(gòu)中自動化金字塔內(nèi)部的垂直面以及產(chǎn)品生命周期 內(nèi)的數(shù)字化。水平集成提高了機器生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量和機器效率;垂直集成提高了設(shè)備性能、生產(chǎn)流程的靈活性,并為安全性、可維護性提供了額外優(yōu)勢;產(chǎn)品生命周期 內(nèi)的數(shù)字化使所有組件都可在組態(tài)、布局和調(diào)試的工業(yè)軟件中通過數(shù)字方法找到,借助生命周期整合可實現(xiàn)更短的產(chǎn)品開發(fā)時間、更快的調(diào)試,并通過驅(qū)動組件的優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)更高可靠性。
具體來說,產(chǎn)品解決方案中包含Simatic PCS 7、Sinamics S120\G120\G150變頻器、Flender 齒輪箱和Simotics 電機。Simatic PCS 7系統(tǒng)基于過程自動化而設(shè)計,從傳感器、執(zhí)行器到控制器,再到上位機,自下而上形成完整的TIA(全集成自動化)架構(gòu)。西門子Sinamics系列變頻器集V/F、矢量和伺服控制于一身,可實現(xiàn)單軸驅(qū)動和多軸控制,數(shù)據(jù)快速交換,設(shè)計模塊化,升級靈活。而Flender 齒輪箱通過齒面修形提高承載力和降噪性能 ;采用多種密封形式,具備完善的防漏油性能;同樣采取模塊化設(shè)計 ; Simotics 系列電機更是涵蓋整個同步和異步技術(shù)系列,都可實現(xiàn)最高的效率等級。這些產(chǎn)品集成到一起,實現(xiàn)驅(qū)動任務(wù)方面所具備的優(yōu)勢遠遠超出了其單純的產(chǎn)品功能。
西門子的集成驅(qū)動系統(tǒng)可以對傳動統(tǒng)(從變頻器到聯(lián)軸器)進行全面優(yōu)化,并已經(jīng)考慮 到了自動化中的所有接口,這樣即可確保設(shè)備的生產(chǎn)率和可用性。在工程組態(tài)階段即已可以對生產(chǎn)中所需的不同配置進行模擬和優(yōu)化。在物理層面,傳動系的各個組件在功能性、機械性和能源效率方面實現(xiàn)了完美的相互協(xié)調(diào),可圓滿完成相應(yīng)任務(wù)。由減速器、聯(lián)軸器、電機、變頻器及其組合所構(gòu)成的西門子全面產(chǎn)品組合是實現(xiàn)這一目 標的基礎(chǔ),并從一開始就避免了傳動系單個組件的簡單組合過程中所產(chǎn)生的接口問題。IDS的解決方案不僅讓產(chǎn)品之間的配合更加高效,使系統(tǒng)的可用率達到99%以上、每年的平均故障時間小于13小時,而且工程時間與非全集成驅(qū)動系統(tǒng)相比縮短了5%-8%,同時系統(tǒng)維護責(zé)任明確,及時到位,確保了生產(chǎn)連續(xù)性。
除此之外,漿紙生產(chǎn)線還面臨著另一重大挑戰(zhàn):每條漿紙生產(chǎn)線能生產(chǎn)多種類型紙張(6-8種),要求各種配方、工藝參數(shù)等配制靈活,切換方便快速。但這也難不倒西門子的工程師們——應(yīng)用基于Simatic PCS 7的SiPaper解決方案,就讓問題迎刃而解。SiPaper是制漿與造紙技術(shù)的全集成解決方案,可提供模塊化的工藝控制或優(yōu)化。SiPaper 制漿與造紙技術(shù)解決方案,針對不同種類的產(chǎn)品可以自動調(diào)整造紙各個環(huán)節(jié)的參數(shù)設(shè)置,簡單而高效地切換多種造紙工藝,最大可能地滿足客戶的要求。此套漿紙生產(chǎn)線采用Simatic PCS 7作為主控系統(tǒng),驅(qū)動系統(tǒng)又與TIA系統(tǒng)集成,令工廠生產(chǎn)的系統(tǒng)組態(tài)時間大幅縮短了30%,設(shè)備維護成本降低了15%。
由于生產(chǎn)線采用了全套的西門子電氣產(chǎn)品,在項目管理和執(zhí)行過程中,西門子共派了12名工程師幫助客戶盡快完成項目,憑借各系統(tǒng)之間的有效配合,減少系統(tǒng)組態(tài)時間和重復(fù)工作時間,最終工程時間與非全集成驅(qū)動系統(tǒng)相比縮短了5%-8%。除此之外,西門子全球的服務(wù)網(wǎng)絡(luò)可為客戶提供及時優(yōu)質(zhì)的服務(wù),同時責(zé)任明確,確??蛻衾孀畲蠡?。
回首,APP與西門子的合作已經(jīng)接近20年,西門子曾承接APP寧波工廠的2號紙機和3號紙機的舊設(shè)備改造工作。分別僅用7天和6天完成,而且改造后年平均故障時間分別只有14小時和12.5小時,遠遠高于行業(yè)平均水平。除此之外,現(xiàn)在的6號機,即原來的1號機,也都是用的西門子解決方案。APP之所以一直鐘情于西門子,是因為過去20年里,西門子在造紙行業(yè)已經(jīng)成功完成370多個項目,與APP的合作也接近20年,所謂“路遙知馬力”,產(chǎn)品的可靠性已經(jīng)過市場的充分檢驗。而伴隨著三重集成的全集成驅(qū)動系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用,客戶產(chǎn)品的品質(zhì)會有更好的保證!
圖:正在建設(shè)的4號線