國內(nèi)制漿造紙自控及儀表的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探究

1、 國內(nèi)制漿造紙自控及儀表的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢探究 摘 要:制漿造紙有一套繁瑣的工業(yè)流程，對于這一流程的控制目前還不是很完善，隨著科技水平的進(jìn)步，以現(xiàn)場總線為中心的自動(dòng)控制系統(tǒng)迅速發(fā)展，使得造紙業(yè)工藝流程得到優(yōu)化。文章介紹了我國制漿造紙自控及儀表的現(xiàn)狀和發(fā)展方向，論證了自動(dòng)控制系統(tǒng)應(yīng)用于制漿造紙業(yè)的優(yōu)勢，并進(jìn)行相關(guān)探究。關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制；儀表；通訊；制漿造紙1 引言目前，傳統(tǒng)制漿造紙的自動(dòng)控制水平較低，以紙機(jī)電氣傳動(dòng)控制以及制漿部分工藝流程的儀表控制為主，其余的控制多是依靠人為干預(yù)完成的。隨著我國工業(yè)水平的發(fā)展以及國外成熟技術(shù)的學(xué)習(xí)，近年來我國造紙業(yè)的自動(dòng)化水平在一定程度上得到了提高，造紙企業(yè)對制漿

2、造紙中的重要工藝環(huán)節(jié)的自動(dòng)化水平的提升較為重視，在盤磨、配漿、紙機(jī)傳動(dòng)以及水分定量檢測的自動(dòng)控制方面取得了一定的成績。2 國內(nèi)制漿造紙生產(chǎn)現(xiàn)狀2.1 制漿過程制漿過程主要通過對紙漿液位、濃度、流量以及壓力和溫度的控制在蒸煮、磨漿和紙漿攪拌環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化水平的提升。電機(jī)的啟停與轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)、電控閥的通斷、儲(chǔ)罐與管道上閥體的工藝參數(shù)的設(shè)定，是控制的重點(diǎn)。以前，國內(nèi)制漿機(jī)械自動(dòng)化水平較低，設(shè)備性能單一，綜合性差。近年來，隨著科技水平的提升，部分生產(chǎn)設(shè)備的自動(dòng)化水平得到顯著提高，尤其是在盤磨、擠漿、冷卻、配漿以及上漿濃度控制方面取得較大進(jìn)步。制漿環(huán)節(jié)主要以二次儀表為控制元件實(shí)現(xiàn)單回路以及多回路的自動(dòng)控制

3、，所以該過程的自動(dòng)控制系統(tǒng)也可以理解成是繼電器邏輯控制與儀表控制技術(shù)相結(jié)合的成果。該系統(tǒng)的運(yùn)行相對獨(dú)立，與其他系統(tǒng)間較少。隨著電氣集成技術(shù)的進(jìn)步，尤其是plc控制技術(shù)的出現(xiàn)與發(fā)展，制漿生產(chǎn)從開始簡單的順序調(diào)整、邏輯控制層面轉(zhuǎn)向?qū)λ欧姍C(jī)、電磁閥的聯(lián)動(dòng)控制，并通過二次儀表實(shí)現(xiàn)電氣回路的自主調(diào)控。隨著plc技術(shù)的不斷完善，制漿工業(yè)中plc控制技術(shù)得到越來越廣泛的應(yīng)用。1.2制造紙過程同制漿過程相比，紙機(jī)裝備本身自動(dòng)化水平相對較高，數(shù)字式驅(qū)動(dòng)器的引入，提高了造紙生產(chǎn)過程的控制水平。造紙過程的自動(dòng)化控制主要集中紙機(jī)的傳動(dòng)控制方面。實(shí)際生產(chǎn)中，每個(gè)工廠需要生產(chǎn)的紙的種類較多，而不同種類的紙對于紙機(jī)的轉(zhuǎn)速

4、有著不同的要求，這就必須讓紙機(jī)轉(zhuǎn)速有較大的調(diào)節(jié)范圍，生產(chǎn)過程中依據(jù)不同紙張的特點(diǎn)、漿料的配比情況作出相應(yīng)的調(diào)整。此外，電網(wǎng)的電壓、電網(wǎng)負(fù)載、交變電流的頻率等都是不穩(wěn)定的，會(huì)干擾紙機(jī)的運(yùn)行速度，導(dǎo)致紙張烘干過程受到影響，紙張產(chǎn)生縱向收縮，從而導(dǎo)致成品紙質(zhì)量水平低的結(jié)果。所以，紙機(jī)的傳動(dòng)控制必須處于精確控制之中，對于造紙過程中使用的大功率定速電機(jī)通常使用軟啟動(dòng)控制器來提高其啟動(dòng)性能。此外，鑒于傳動(dòng)控制對于紙機(jī)的重要性以及紙機(jī)的多點(diǎn)式傳動(dòng)機(jī)構(gòu)對自動(dòng)控制的高要求，目前國內(nèi)大型制漿造紙企業(yè)基本上會(huì)選用綜合性的plc控制系統(tǒng)、矢量變頻器與計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)紙機(jī)傳動(dòng)控制的協(xié)調(diào)性和精確性。2 發(fā)展趨勢2.1

5、 控制系統(tǒng)以現(xiàn)場總線為中心隨著制造工業(yè)向集成化、自動(dòng)化的發(fā)展，電氣控制系統(tǒng)也需要具有更好的開放性和綜合性，滿足生產(chǎn)企業(yè)對不同裝備系統(tǒng)間的信息交互能力的高要求。為了提高現(xiàn)代企業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)控制水平，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)（fcs）被引入并得到較快發(fā)展，開放的現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)具有高度的，不僅提高了工業(yè)生產(chǎn)各模塊的集成性，又增強(qiáng)了各獨(dú)立系統(tǒng)間的信息交互能力。fcs作為開放的通信網(wǎng)絡(luò)和全分布式的控制系統(tǒng)，提高了對制漿造紙生產(chǎn)控制的便捷性。2.1.1 全集成自動(dòng)化思想近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)也得到較大的技術(shù)支撐，現(xiàn)代工業(yè)對于自動(dòng)化生產(chǎn)的控制過程中數(shù)據(jù)庫的要求不斷提高，生產(chǎn)線的不

6、同設(shè)備通過相互調(diào)用數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)信息的共享，數(shù)據(jù)交換的頻率大大增加，在此背景下高度集成的工業(yè)自動(dòng)化控制思想應(yīng)運(yùn)而生。全集成自動(dòng)化控制理論簡單來說就是將先前多個(gè)系統(tǒng)共同運(yùn)作實(shí)現(xiàn)的功能整合到單個(gè)系統(tǒng)中，簡化系統(tǒng)的構(gòu)成，優(yōu)化系統(tǒng)的功能，大量接口元件的減少，降低了成本，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，也彌補(bǔ)了上位機(jī)和工控機(jī)在自動(dòng)化控制系統(tǒng)中的不足，實(shí)現(xiàn)了通訊、數(shù)據(jù)處理、組態(tài)與編輯軟件的統(tǒng)一管理。2.1.2 現(xiàn)場總線現(xiàn)場總線是fcs技術(shù)的根本，“現(xiàn)場”更多時(shí)候指的是現(xiàn)場的設(shè)備，“現(xiàn)場總線”的本質(zhì)其實(shí)是一類總線通信協(xié)議，該協(xié)議一旦被確定，相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)設(shè)備隨之被確定，它是未來工業(yè)電氣自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展方向，具有相當(dāng)?shù)南冗M(jìn)

7、性。我國目前使用較多的現(xiàn)場總線技術(shù)為profibus，該系統(tǒng)時(shí)效性好、技術(shù)成熟，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制領(lǐng)域表現(xiàn)穩(wěn)定，主要用于信息監(jiān)測與交換、現(xiàn)場管理等，該技術(shù)是在國際標(biāo)準(zhǔn)en50170上發(fā)展起來的開放性總線系統(tǒng)，在全世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。2.1.3 儀表隨著自動(dòng)控制系統(tǒng)控制模式的轉(zhuǎn)變，儀表類設(shè)備也要從模擬性、智能性向現(xiàn)場總線型過渡，以滿fcs技術(shù)的要求?，F(xiàn)場總線控制系統(tǒng)聯(lián)合了控制中心到生產(chǎn)現(xiàn)場的全過程，信號傳遞方式也隨著從點(diǎn)到點(diǎn)變成了多點(diǎn)一線的串行式?，F(xiàn)場總線型變送器繼承了智能性變送器優(yōu)良的測量性能，新增了運(yùn)算控制功能，通過對邏輯運(yùn)算、累加、pid控制等模塊的控制，生產(chǎn)管理者可以在終端設(shè)備上通

8、過相關(guān)軟件實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場的參數(shù)控制。2.2制漿過程內(nèi)容控制全面化控制方式專業(yè)化制漿造紙生產(chǎn)對工藝流程的連續(xù)性要求較高，自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容和控制方式需要根據(jù)生產(chǎn)需要適當(dāng)調(diào)整，以便更好的實(shí)現(xiàn)制漿造紙的全過程控制?？刂苾?nèi)容方面，隨著生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷升級和日趨復(fù)雜化，控制系統(tǒng)的控制內(nèi)容也需要不斷補(bǔ)充，控制模式不斷優(yōu)化?？刂品绞綄用?，通過自動(dòng)控制系統(tǒng)的自我診斷與自適應(yīng)等功能，加入容錯(cuò)等先進(jìn)算法，提高自動(dòng)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，結(jié)合國內(nèi)制漿造紙業(yè)的裝備自動(dòng)化水平生產(chǎn)現(xiàn)狀，針對性的設(shè)計(jì)軟件控制系統(tǒng)，提高對實(shí)際生產(chǎn)的自動(dòng)化控制效果。3 結(jié)語制漿造紙工業(yè)工藝復(fù)雜，對技術(shù)水平要求高，生產(chǎn)過程的控制較為困難。鑒于當(dāng)前

9、我國制漿造紙工業(yè)的整體自動(dòng)化水平較低的情況，我們要先建立起基礎(chǔ)的造紙自動(dòng)化平臺(tái)，再逐步提升整個(gè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化水平。在創(chuàng)建自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)結(jié)合相關(guān)工藝的要求相應(yīng)的調(diào)整系統(tǒng)的配置，熟練的掌握控制系統(tǒng)的硬件特征與軟件的使用，并滿足信息化的管理需求，為生產(chǎn)管理部門對工藝參數(shù)的調(diào)整、資源的調(diào)度提供方便，從而提高制漿造紙的整體自動(dòng)化水平。參考文獻(xiàn)：1王英,劉安江. 國內(nèi)制漿造紙自控及儀表的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢j. 中華紙業(yè),2005(12):59-63.2寧奎偉. 造紙企業(yè)能源管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)d.陜西科技大學(xué),2016.3胡寶利. dcs控制系統(tǒng)在制漿造紙中的優(yōu)化設(shè)計(jì)d.齊魯工業(yè)大學(xué),2015.4胡福堂. dcs控制系統(tǒng)在制漿漂白工段的應(yīng)用d.齊魯工業(yè)大學(xué),2016.5朱根榮.堅(jiān)持創(chuàng)新戰(zhàn)略促進(jìn)造紙自動(dòng)化行業(yè)