時(shí)間:2014-10-21 11:19:45來(lái)源:Dipl.-Ing. Jürgen Umlauft
摘要:通過引入三相交流技術(shù)替代直流電流,博凱大大提高了瓦楞紙生產(chǎn)設(shè)備的能效并因此進(jìn)一步鞏固了其技術(shù)的國(guó)際領(lǐng)先地位。博凱坐落于魏黑拉梅爾(巴伐利亞州),現(xiàn)在公司采用的是一個(gè)與Lenze通力合用制訂出的驅(qū)動(dòng)解決方案。此方案的核心元素是伺服9400HighLine和高效型直流總線連接系統(tǒng)。“關(guān)鍵在于他們幫我們降低了峰值負(fù)荷”,PeterMichler,博凱研發(fā)部負(fù)責(zé)人說(shuō)道。
外襯、波紋紙板,中間層,波紋紙板,內(nèi)襯——這是目前世界上使用最廣泛的包裝材料。根據(jù)德國(guó)瓦楞紙行業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì),其會(huì)員僅在2012年第一個(gè)季度就售出了18.25億平方米的瓦楞紙板,相當(dāng)于2011年一整年的銷售量。瓦楞紙板行業(yè)目前在全球范圍內(nèi)蓬勃發(fā)展,據(jù)博凱報(bào)告,其每年增長(zhǎng)約百分之八。據(jù)此趨勢(shì),機(jī)器制造和系統(tǒng)工程領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)也日趨激烈,尤其在遠(yuǎn)東區(qū)域。“我們是技術(shù)領(lǐng)袖,并將持續(xù)維持這種領(lǐng)先地位”,PeterMichler說(shuō)道,“楞紙板生產(chǎn)系統(tǒng)的能效已成為公司相關(guān)研發(fā)業(yè)務(wù)中越來(lái)越重要的一部分了”,他繼續(xù)道。
1降低峰值負(fù)荷
為適應(yīng)最新開發(fā)的SteadyLine,博凱完全改變了自己的驅(qū)動(dòng)技術(shù)。Lenze交流伺服控制器完全替代了原本的直流系統(tǒng),并為公司能效性的提升創(chuàng)造了更多可能。最重要的是,還降低了設(shè)備的輸入供電。
為生產(chǎn)瓦楞紙板,如最初所述,通常包括五層,至少三層紙。為此目的而設(shè)計(jì)的生產(chǎn)線需要五個(gè)所謂的連接器。此模塊的關(guān)鍵元件為兩個(gè)退繞機(jī)帶一個(gè)自動(dòng)換輥裝置(實(shí)際連接工具)。這些裝置通常并排安裝,可不間斷地以對(duì)應(yīng)的張力和準(zhǔn)確的速度將每個(gè)長(zhǎng)度的紙送往下一道加工工序。BHS在第一階段使用Lenze伺服9400,牽引機(jī)主驅(qū)動(dòng)和退繞機(jī)后位的制動(dòng)輥均使用HighLine帶集成PLC。這一解決方案將板材拉伸調(diào)節(jié)系統(tǒng)集成至控制器內(nèi),確保了可靠的高拼接速度。
由于退繞機(jī)后位的制動(dòng)輥主要起著發(fā)電機(jī)的角色,BHS使用這些發(fā)出來(lái)的能量來(lái)為整套機(jī)械設(shè)備供電。索引輥的驅(qū)動(dòng)器充當(dāng)著一個(gè)完整連接工具的中央電力源。9400HighLine通過直流總線連接供應(yīng)所有其他驅(qū)動(dòng)控制器,包括Lenze8400變頻器系列產(chǎn)品。所有變頻器均直接置于控制柜的直流總線下方??偩€出于電磁兼容性(EMC)考慮,由寬銅條制備。
圖例說(shuō)明
圖3:Lenze 伺服9400 HighLine
圖4:降低峰值負(fù)荷——博凱Peter Michler
圖5:博凱Peter Michler
2加大內(nèi)耗
重復(fù)利用能源而非返還:BHS在使用無(wú)直流總線連接的直流驅(qū)動(dòng)時(shí),通常將制動(dòng)能返回至公用電網(wǎng)。如今博凱開始采用交流技術(shù),加大內(nèi)耗已成為減少能源成本的方式。“這種方式可以幫助我們降低峰值負(fù)荷”,Michler總結(jié)道。這種方式極為誘人,尤其從商業(yè)經(jīng)濟(jì)方面考慮。在進(jìn)行電力恢復(fù)時(shí)(返輸電力至電網(wǎng))需從能源供應(yīng)商先采購(gòu)大量電力,然而相比之下,在將大量制動(dòng)電力返輸回供應(yīng)商電網(wǎng)時(shí)則只能收回很少的錢。“這真的不值得,特別是鑒于我們必須購(gòu)買這樣一個(gè)可再生單元,以確保其電力輸出形式為十分純粹的正弦波形式”,Michler說(shuō)道。
相反地,直流總線連接則是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單得多的技術(shù)。在能效方面,它觸及到了問題的根本——具體說(shuō)來(lái),它通過智能化能源管理限制了輸送的電力。“這樣你只需要為你實(shí)際從電網(wǎng)獲取的那部分電力付錢”,RalfMattheis,博凱中國(guó)總裁簡(jiǎn)單地補(bǔ)充道。“同時(shí),節(jié)能也是眼下中國(guó)的一大問題”,他補(bǔ)充道。“然而技術(shù)解決方案是需要在投資決策做出之前進(jìn)行評(píng)估的。所以我們正在通過對(duì)比和驗(yàn)證來(lái)記錄它們的節(jié)能表現(xiàn)“,PeterMichler,研發(fā)部負(fù)責(zé)人說(shuō)道。
使用DriveSolutionDesigner(DSD)工具,Lenze可提供用于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的軟件工具,且讓驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單——同時(shí)它也優(yōu)化了能源平衡。DSD是LenzeBlueGreenSolutions理念的一部分,可將廣泛的設(shè)計(jì)知識(shí)簡(jiǎn)化得十分簡(jiǎn)單直觀。此工具主要用于對(duì)比各個(gè)不同的驅(qū)動(dòng)器,不僅僅從性能方面,也從能源方面進(jìn)行對(duì)比。然而現(xiàn)今的瓦楞紙板市場(chǎng)已完全融入了利用投資回報(bào)率ROI計(jì)算來(lái)確定投資與否的方式,企業(yè)正需要這種工具來(lái)幫助自己實(shí)施投資決策”,RalfMattheis強(qiáng)調(diào)到關(guān)于工程設(shè)計(jì)工具的價(jià)值,“現(xiàn)在中國(guó)越來(lái)越注重綠色化。借助于我們?nèi)碌腟teadyLine,我們也在往資源高效利用的方向努力著。”
結(jié)論
Lenze工程設(shè)計(jì)擁有能源性能證書和精準(zhǔn)的設(shè)計(jì),尺寸設(shè)計(jì)無(wú)需考慮過多能儲(chǔ),且能高效地將電能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能——總結(jié)說(shuō)來(lái),即是可巧妙地動(dòng)用各個(gè)元素來(lái)進(jìn)一步提高能效性。然而,在實(shí)際應(yīng)用和驅(qū)動(dòng)元件中通常有多種因素導(dǎo)致能量損耗,這意味著能效不能僅從任何一個(gè)元素入手計(jì)算;這些元素應(yīng)當(dāng)作為系統(tǒng)的一部分來(lái)統(tǒng)籌考慮。博凱的范例闡明了這樣一個(gè)事實(shí):能效需預(yù)設(shè)高效元件的選擇,同時(shí)也取決于實(shí)際應(yīng)用中匹配元件的準(zhǔn)確使用。
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