瓦线智能温控节能系统作为现代瓦楞纸板生产线的核心技术,通过精准的温度控制和智能化管理,显著提升了生产效率并降低了能源消耗。这一系统融合了物联网、大数据和人工智能等先进技术,实现了从传统温控到智能调节的跨越式发展。
系统核心功能与优势
瓦线智能温控节能系统通过多方面的技术创新,为瓦楞纸板生产线带来了显著的性能提升和经济效益。
精准温度控制:系统实现了瓦楞辊及压力辊温度的精确调控,单瓦机的两个预热缸可独立控制温度,多重预热缸部分的面纸和芯纸预热缸也能单独设定不同温度,这大大提升了纸板平整度的控制能力,有效避免了弯翘问题。热板部分采用三段供汽设计,三段压力控制可独立设定温度,进一步提高了温控精度。
数据驱动与自适应调节:系统与生管系统实时通讯,能根据生产数据动态调整温度设置。系统建立了包含不同季节和地域环境温度参数的数据库,可存储整线一年的运行数据,并自动调用合适的温度参数,实现自适应调节。京山轻机的ACS自适应巡航过程控制系统就是典型代表,能实现满门幅全速生产,最高车速达米/分。
节能与效率提升:系统通过优化蒸汽利用,将每吨纸的蒸汽耗量最低降至170公斤,节省15%以上的能耗。在龙台里漕的应用案例中,智能温控系统配合高速瓦线设计,使生产速度从170米/分钟提升至210米/分钟,提速幅度达25%。广东振远的速霸300智能瓦线则实现了300米/分的生产速度,整线优越性能的机械设备让高速生产更加稳定。
质量改善:智能温控不仅提高了10%-30%的车速,更重要的是改善了纸板的粘合质量,减少了纸板弯翘及爆线等品质问题。通过回收管路背压控制(低压1kg/cm²左右,高压2kg/cm²左右),系统实现了能源的循环利用,进一步提升了整体能效。
关键技术组成
瓦线智能温控节能系统的卓越性能源于其精心设计的技术架构和创新的组件配置。
传感与检测网络:京山轻机的TCS智能温控系统配备了九个纸温检测点和17个温控点,结合27个纸温反馈点,形成了高效的控制闭环。这种密集的传感网络为系统提供了精准的数据基础,使温度控制更加精确和及时。温度传感器实时监测关键部位温度,并将数据传输至控制器,控制器通过算法计算出最佳温度设定值,再通过执行机构如阀门、加热器等设备进行调整。
智能控制系统:永宏PLC控制器、威纶通HMI操作界面和SMC气动比例阀的综合配置提供了高性价比的控制方案。系统采用模糊控制、PID优化算法,甚至引入学习模型,根据环境动态特性和设备响应特性实时优化控制参数,显著超越了传统PID的静态设定。智能温控疏水系统能准确控制管道压力,保证蒸汽不浪费,还能对蒸汽进行二次利用,大大减少了蒸汽消耗。
通信与数据管理:系统支持LoRa、NB-IoT等低功耗广域网技术,以及工业以太网、Wi-Fi 6等高速局域网技术,实现数据高效传输。基于微服务的云平台负责海量数据汇聚、存储和分析,利用历史数据训练模型,可预测设备故障、能耗高峰,识别温度分布模式,优化控制策略。振远智能科技的MES生产管理系统和整线全伺服控制系统能智能识别原纸或纸板本身的因素,自动调节十余种生产需求,包括环境温湿度、原纸特性、速度及胶水预热等参数。
执行与调节机构:系统连接并精准控制变频空调、精密空调、风机盘管、电热执行器、阀门、新风机组、加湿/除湿设备等。在瓦楞纸板生产线中,智能温控系统控制着加热装置工作,通过纸板自身温度实现对胶的糊化,省去了利用加热槽和传送辊对胶的处理过程,不但增强了纸板的附胶质量,也防止了传送成熟胶过程中的浪费。
系统应用与安装要点
瓦线智能温控节能系统的正确安装和应用是实现其最佳性能的关键,需要根据生产线特点和工艺要求进行针对性配置。
安装位置选择:系统应在瓦线的关键部位安装,包括瓦楞辊及压力辊区域、单瓦机预热缸、多重预热缸(面纸和芯纸预热缸)以及热板部分。这些部位的温度控制直接影响纸板质量和生产效率,是温控系统发挥作用的重点区域。广东振远的湿部控制中心可根据材质配方数据库和生产管理系统的订单信息,完成到双面机、单面机系统的数据分发、多段式线变化控制,实现生产过程中的自动控制功能。
工艺集成:第二代智能温控系统将工艺数据直接融入系统中,使客户能够现场导入配方数据进行生产。这种集成显著提升了系统的实用性和适应性。与传统的疏水系统相比,智能温控疏水系统不再仅限于对蒸汽进行开关控制,而是能对蒸汽进行多次利用,使蒸汽利用率达到最大化,大大降低用户的成本。系统还能对设备温度进行准确控制,提升产品质量,加快生产速度。
操作界面:现代系统通常配备多功能触摸板,将操作从按钮中解放出来,实现智能化的人机互动,如广东振远的速霸300智能瓦线就采用了这种设计,操控更加便捷高效。多视角现场监控系统让生产全程尽收眼底,使高效生产尽在掌握。威纶通HMI操作界面为用户提供了友好的交互体验,便于参数设置和系统监控。
维护与优化:系统需要定期维护以确保长期稳定运行,包括传感器校准、执行机构检查、数据库更新等。振远智能科技通过自主研发的集团ERP/MES软件、生产管理系统、整线控制系统、整线温控系统等产品,为用户提供了全面的维护支持。系统还具备故障诊断和预测性维护功能,可实时监测设备状态,及时发现潜在问题。
行业应用案例与效益分析
瓦线智能温控节能系统在实际工业生产中已经取得了显著成效,多个企业的应用案例证明了其卓越的性能和经济效益。
京山轻机:其3.1米京智领航智能瓦线搭载了的ACS自适应巡航过程控制系统和智能温控技术,能实现满门幅全速生产,最高车速米/分。该系统帮助包装企业突破国内散单生产瓶颈,实现350米/分不降速换单,换单废片仅650毫米,错堆速度高达330米/分。在蒸汽消耗方面,第二代系统比第一代节省高达15%的蒸汽耗量,同时通过提高整线温度,生产效率提升10至15米车速。
广东振远智能科技:推出的速霸300/高端智能瓦线集成了先进的温控系统,湿部控制中心能智能识别环境湿度、原纸的湿度、材质、速度及胶水的特性,保证生产过程中原纸的品质。控制系统则通过多轴运动控制器实现整套集中控制,为整个系统提供高精度、高稳定性保障,实现整线生产高速同步。振远在瓦线领域率先实现350米/分不降速换单,最高生产速度达米/分,深刻改变了用户的生产方式和效率。
龙台里漕:采用富利450型高速智能瓦线后,生产团队从300人减至135人,年产值达8.5亿元,远超传统模式。智能温控系统通过精准控制糊量、温度和张力,显著降低废品率,减少原纸和能源浪费。设备设计速度从350米/分钟提升至450米/分钟,有效应对了市场"小批量、多批次、高时效"的订单需求。
徐州龙威包装:引进的3.1米京智领航智能瓦线是京山轻机的成熟产品,通过智能温控等技术实现了高效生产。系统根据不同订单特点自动调整参数,10个连续20米及以上订单换单速度超220米/分;25米订单换单速度250米/分;30米及以上订单换单速度超300米/分。这种灵活性大大提升了企业对市场需求的响应能力。
表:瓦线智能温控节能系统主要效益指标对比
| 指标 | 传统系统 | 智能温控系统 | 提升幅度 |
|||-||
| 生产速度 | 170-350米/分 | 300-450米/分 | 25%-76% |
| 蒸汽消耗 | 200kg/吨纸 | 170kg/吨纸 | 15%节约 |
| 换单废片 | 1000mm以上 | 650mm | 35%减少 |
| 操作人员 | 每条线15-20人 | 每条线11人 | 27-45%减少 |
未来发展趋势
瓦线智能温控节能技术正朝着更加智能化、集成化和高效化的方向发展,将为瓦楞纸板生产带来更多革新。
智能化:未来的系统将更加依赖人工智能和机器学习算法,通过分析海量生产数据,自动优化控制策略,实现更精准的温控和更高的能效。自适应控制算法将融合学习模型,根据环境动态特性和设备响应特性实时优化控制参数。大数据分析不仅能预测设备故障和能耗高峰,还能识别温度分布模式,为生产管理提供决策支持。
集成化控制:温控系统将与生产线的其他系统更加紧密地集成,形成统一的生产管理平台。振远智能科技已经发展出包含速霸智能瓦线、包装集团ERP数字管理、包装MES生产管理系统、包装整厂智能物流、智能印刷联动线五大主营业务为一体的解决方案。这种集成将使"源网站户"全流程协调联动自动调控成为可能,为系统动态精准调控、节能降耗奠定基础。
绿色节能:随着环保要求日益严格,系统的节能性能将不断提升。烟气余热回收技术可将锅炉排烟温度降至25-30℃,效率提升约10%。高效纳米远红外喷涂增效技术能提升锅炉炉膛辐射受热面吸热能力,使锅炉效率提升2.04%-5.22%。石墨烯地热线等新型加热技术的应用也将为系统节能提供新途径。
- 远程运维:基于5G和工业互联网的远程监控和管理将成为标配,用户可通过Web平台、移动APP实现实时监控、历史数据查询、远程设定温度策略等操作。精灵智控Lora无线温控器等创新产品告别了复杂的布线工程,实现无障碍传输1千米,信号穿透9层楼板,为系统部署提供了更大灵活性。智能告警与工单系统能自动触发多级告警(APP推送、短信、邮件),并可自动生成或关联运维工单,大大提高运维效率。