关键词：电磁加热器；热风箱；横向厚度；EPC-8A；PLC近几2002年3月，我公司从HONEY WELL MEASUREX公司引进了一套CALCOIL4000型智能式电磁加热器系统，淘汰了原有的热风箱加热系统，实现了技术革新，取得了可观的经济效益。　1 热风箱加热系统我厂纸机抄宽为5664mm，运行车速为700m/min，压光机为六辊机内压光，除底辊为可控中高辊外，其余辊子均为热水辊或蒸汽辊，热风箱作用在可控中高辊，见图1，在这样的高速宽幅纸机中，热风箱存在较大的局限性，主要体现在： 图1 横向厚度控制安装示意图 图2 电磁加热器系统组成图1.1加加热速度太慢。断纸或开机时，需用较长的时间才能达到控制的基本要求，通常情况下要经历30min，横向控制参数(2σ)才能达到2.5%，很多纸因松紧差无法复卷而回抄，损失严重。1.2加功率偏小。每个控制分区的设计功率仅为2kW，由于辊子磨床控制技术落后，辊子的细磨精度很难达到生产要求，使得热风箱没有足够的能力来改善纸页的横向厚度，常常靠吹压缩空气来弥补。这样既加重了空压站的负担，又增加了操作员的劳动强度，还使环境噪音增大。1.3加热效率不高。热风箱靠空气来传递热量，使辊子受热膨胀，其中影响因素多，热量容易损失，另外热风箱为引进的二手设备，设备老化厉害，加热器散热效果也不好，综合起来热效率不足40%，严重浪费电能。1.4加控制效果不好。由于传热方式落后，吹风不够集中，很难达到控制要求，容易造成纸页活皱，影响印刷质量。1.5加由于控制的多方面的原因，热风箱在不同程度上也会影响纸机的正常抄造，如增加了断纸次数等。针对针对热风箱控制的诸多弱点与不足，我公司选用了控制速度和控制效率都较好的智能式电磁加热器。下面就电磁加热器的系统结构、控制系统和使用效果作一介绍。　2电电磁加热器系统结构针对如图2所示，电磁加热器主要由以下几个部分组成。2.1加横向控制柜(CD web manager)。横向控制柜主要由以下几个部件组成：主机即通讯主板、可编程控制器(PLC)、路由器。该控制柜是QCS主机与现场的执行器即电源模件的中间控制柜，它接收QCS送出的设定值，并通过信号转换把它送给执行器，同时它还把执行器的状态和反馈值送回QCS主机；另外该控制柜还要完成外部逻辑联锁的功能，如引入断纸信号、压光机运行信号、风机风压信号，它们都作为电磁加热器的加热允许信号。 2.2加电源模件(power modu-le)。该模件主要有三个特性：首先它具备了通信接口功能，能接收来自QCS主机的控制信号，即控制设定值；其次它具备人机接口功能，模件上有一操作面板，通过它能完成节点地址的设定、手动设定控制输出值、报警故障寻找以及自诊断功能等等；最后它还具有信号转换功能，它把从接收到的设定值转换成电源的频率。2.3加工作线圈(work coil)。工作线圈的电源由电源模件提供，电源模件接收QCS发出的控制设定值后，通过信号转换，对三相220V AC的电源进行处理，输出频率从15kHz到30kHz变化的交变电源，从而在压光辊表面上产生涡流，其输出功率也相应地发生变化。工作线圈四周为环氧树脂，该材料可以防水、防化学药品、抗机械撞击。　3 电磁加热器控制系统我厂QCS系统的控制可分为MD控制和CD控制。MD控制即纸机方向的控制，而CD控制则指纸机横向控制，即对纸页横幅上的每个点进行分区控制。以往HONEY WELL-MEASUREX公司在横向控制系统中都采用GE公司的90-70系列的PLC作为横向控制的主机，PLC通过一通讯板接收来自QCS主机的设定值，并通过运算得出相应的过程输出值，作为给现场的执行器的控制值，当然现场逻辑的控制也是靠PLC来实现。而在这次的电磁加热器控制系统中，控制方案作了较大的调整，见图3，下面介绍一下（CD web manager）内的系统厚度控制器配置：图3 电磁加热器控制系统框图3.1加由于电磁加热器系统中的电源模件是智能式加热模件，在电磁加热器系统中，横向控制主机用一具备工业微机功能的通讯板EPC-8A替代。该板有如下配置：Inte1 486处理器、8MB的DRAM、2MB的Flash-EPROM、二个串行口，一个PS/2键盘接口、一个外接VGA接口。EPC-8A处理器用QNX作为它的操作系统，QNX非常类似于UNIX系统，EPC-8A的各项功能其实就是执行QNX内的几个程序而已。EPC-8A通过RS232串行口与QCS主机进行通讯，它们之间采取HONEY WELL公司专用的SCL的通讯方式，当然也可以采取其它的通讯方式，如通过LAN网交换数据的ODX通讯方式。我们可以运用CD web explorer软件，通过外部终端可对EPC-8A进行组态，同时也可在线对电磁加热器的电源模件进行安装、组态、校整、监控操作，如进行节点地址设置、反馈电流的监控。3.2加现场的逻辑控制则用GE新推出的Versa Max型小型PLC来实现。该PLC带一扩展板，共有12个触点输入和12个触点输出，用于逻辑量的控制；同时它还有2个串行口，其中的RS-485串行口采用GE的SNP(series ninety protocol)协议与EPC-8A相联，通过它EPC-8A主机可以监控系统的联锁并由此产生系统报警，只有现场的状态满足后，电磁加热器才允许加热；另一个串口则可与外部的编程器相连，通过它可以进行软件的编程、下载等等。Versa Max的编程软件是VersaPro，它可运行在Windows95/98/NT下，它与GE公司其它系列的PLC相兼容，如90-70系列和90-30系列的PLC，相对而言，它的组态更容易，投资更少。3.3加路由器。路由器是厚度横向控制主机EPC-8A与现场的电源模件的通讯接口。一个路由器只能带64个节点，即64个电源模件，我公司共有76个电源模件，即76个节点，需用二个路由器。其中EPC-8A与路由器之间的通讯速率为1.25Mbps，而路由器与电源模件之间的通讯速率则为78Mbps。4电电磁加热器系统的使用效果 我厂电磁加热器在加热原理上有较大的突破，且设计合理，能在多方面弥补硬辊压光带来的不足，使用几个月以来，效果非常好，它相对热风箱而言，具有如下几个特点：4.1加控制速度快。电磁加热器每个控制分区功率为4.5kW，分辨率为75CM，共有76个分区，开机时，只需6～8min电磁加热器即可控制横向厚度到相对平整的程度，仅为热风箱的30min速度的1/3～1/4。4.2加热效率高。电磁加热器利用了涡流的原理，它通过作用于压光辊表面的工作线圈产生的交变磁场，在压光辊表面形成涡流，形成大量的电子堆积，从而产生热量，达到改变压光辊直径的目的，它不依赖其它媒介来传递热量，所以热效率较高，平均在90%以上。与热风箱相比，每年可节省电费数万元。4.3加功率大。每个控制分区的设计功率为4.5kW，完全改变了以前那种依靠吹冷风的方法，而且还可根据工艺情况来改变纸页的整体厚度。这样我公司就可少开二台以上的空压机。以节约二台空压机计算，每年可节省电费731808元。4.4加控制效果好。电磁加热器投入控制后，纸页的松紧改善得非常明显，在短时间内即可获得统一平整的横向厚度曲线，横向控制参数(2σ)一般稳定在0.5%左右，非常有助于纸页的复卷，大大减少了复卷断纸次数，同时由于辊子加热温度较高，最高可达130℃，所以对纸页的平滑度、光洁度、横向水分、紧度都有显著的改善。