新型揚克缸自動轉缸系統在紙機中的應用研究

李高 李亞 鄭慶元

摘??要：如何解決揚克缸停機時傳動部分局部受力引起的機械傷害是當前揚克缸系統研究的一項重點。本文首先對揚克缸介紹進行簡單介紹，在此基礎上提供一種能在揚克缸主驅動系統停機時自動對揚克缸進行轉缸操作的揚克缸自動轉缸系統，研究證明此系統不僅具有安全警示、一鍵啟動功能，還能夠提高轉缸安全性使其使用更加便捷等功能。

關鍵詞：揚克缸;自動轉缸;系統研發

中圖分類號：TP311 ??文獻標識碼：A ???文章編號：2096-6903（2019）05-0000-00

1概述

1.1揚克缸簡介

揚克缸又名Yankee Dryer，是紙機的核心部件之一，其主要作用是用于漿板干燥。揚克缸的工作原理為當濕紙經過托輥時被緊貼在光潔的大缸表面，大缸表面傳熱良好且其采用高效的通風罩，因此大缸蒸發速率高，通常是普通烘缸的4-5倍。揚克缸結構復雜，對其安全操作提出較高要求。此外揚克缸的合理使用與產品的質量息息相關。基于此本文提出一種揚克缸自動轉缸系統，其設計參數如表1所示。

1.2技術背景

大型揚克缸一般直徑都在5米以上且缸體由不銹鋼制作，重量大。為了防止停機時傳動部分局部受力引起機械傷害，需要在揚克缸停機期間進行定期盤動。

目前揚克缸盤動方法通常采用人工手動，人工手動盤動采用工具撬動和手動葫蘆拉動等方式，因此十分費時費力且存在一定的安全隱患。此外當停機時利用揚克缸自身主驅動系統進行盤缸時，需開啟紙機主驅動系統，同時開啟油站系統對主驅動減速電機齒輪箱進行潤滑。在該過程中需要有關人員專門開啟、監控，因此十分不便。如何對大型揚克缸進行定期盤動是目前需要解決的一個難點問題。

2方案設計

2.1方案的制定

揚克缸自動轉缸系統（以下簡稱為此系統）利用新增變頻器控制揚克缸，在揚克缸停機期間通過變頻器控制減速電機使其以指定速度及周期運行，從而帶動揚克缸低速爬行固定角度。此裝置設有報警燈以及蜂鳴器，在自動轉缸前進行警示，以防有人在揚克缸附近發生安全事故。此裝置與揚克缸主驅動進行連鎖，在揚克缸生產期間，此系統停止作用。

2.2 系統組成

（1）此系統采用單獨取電，在揚克缸主驅動系統停機期間此系統仍可供電運行。

（2）利用PLC（可編程邏輯控制器）控制此系統的啟動與停止、安全警示、連鎖等。PLC以微處理器為核心，綜合了計算機技術、自動控制技術和通信技術而發展起來的一種通用工業自動控制裝置。其具有體積小、功能強、靈活通用及維護方便等優點。

（3）現場設有警報燈、蜂鳴器、啟動/停止按鈕、急停開關等，在轉缸期間保證系統的安全性及可操作性。

（4）使用變頻器、繼電器、接觸器等控制揚克缸爬行電機、蜂鳴器、報警燈的工作及相互間的連鎖。

（5）西門子PLC程序開發工具軟件。利用西門子公司的軟、硬件進行方案設計，其具有兼容性好、系統穩定等特點，其控制柜效果圖如圖1以及2所示。

2.3 控制設計

其控制流程如圖3所示。

3 結論

通過以上分析可以得出如下幾點結論：

（1）安全性：設計帶鑰匙旋鈕安全鎖、急停按鈕、蜂鳴器、閃光燈等警示裝置，可以在設備運行前對現場工作人員起到提醒警示作用，安全鎖及急停按鈕可以保證在出現突發狀況時在第一時間停止設備，減少安全事故的發生。對電機控制電路進行電氣互鎖設計，保證在生產期間，次控制柜無法控制爬行電機的啟停，只有在原控制柜斷電的情況下，轉缸系統才能運行，有效避免電氣事故的發生。無需操作人員登高作業，無需安排監護人員，在地面上即可完成揚克缸轉缸操作，避免登高作業帶來的安全隱患。

（2）合理性：設計獨立控制箱在停產期間進行轉缸操作，運用PLC、變頻器、繼電器、接觸器等電控設備控制楊克缸爬行電機的啟停。通過程序設計可精確旋轉角度，減少操作人員手動轉缸導致旋轉角度偏差。

（3）便捷性：通過設計可實現自動轉缸操作一鍵啟停，簡化操作步驟。

（4）系統改進：下一步將根據現場使用效果，設計無人轉缸功能，定時每天轉崗時間（停產期間），實現自動轉缸功能，進一步簡化工作流程。

參考文獻

[1] 吳葆敦，李向華，郭緯.造紙工藝及設備[J].中國輕工業出版社，2015（2）：184-187.

[2] 胡健.西門子S7-300 PLC應用教程[M].機械工業出版社，2017.

收稿日期：2019-05-16

作者簡介：李亞（1990—），男，江蘇連云港人，本科，助理工程師，研究方向：自動化。

Research of The Automatic Rotary Yankee Dryer System

LI Gao，LI Ya，ZHENG Qing-yuan

（JIANGSU XINYUAN TOBACCO SHEET LIMITED COMPANY， Huai An Jiangsu 223002）

ABSTRACT：This paper will introduce the research of the automatic rotary Yankee Dryer system. This paper provides a kind of automatic rotary Yankee Dryer system which can automatically operate the rotary cylinder when the main driving system of the Yankee Dryer stops， so as to prevent the mechanical damage caused by the partial force of the transmission part when the Yankee Dryer stops. This system has the function of safety warning， improving the safety of the rotary cylinder， and has the function of one key start， which is convenient to use.

Key word：Yankee Dryer;Automatic Dryer Rotary;System development