制漿造紙自控系統(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 控制思想提供了基礎。 全集成自動化思想就是用一種系統完成原來由多種系統搭配起來才能完成所有功能的系統。應用這種解決方案，可以大大簡化系統的結構，減少了大量接口部件，應用全集成自動化可以克服上位機和工業控制器之間、連續控制和邏輯控制之間、集中與分散之間的界限。同時，全集成自動化解決方案還可以為所有的自動化應用提供統一的技術環境，主要包括：統一的數據管理、統一的通訊、統一的組態和編輯軟件等。基于這種環境，各種各樣不同的技術可以在一個用戶接口下，集成在一個有全局數據庫的系統中。 工業控制自動化技術是保證生產高效可靠運行的重要手段，20世紀90年代，現場總線控制系統的出現和應用，標志著自動化技術的又一次飛躍，傳統控制系統設備間的一對一聯線，不僅增加安裝維護費用，也降低了系統的可靠性，帶來安全隱患；模擬信號傳輸，限制了傳輸媒體和傳輸結構的選擇，信號的精確度受到影響。因此，工廠構建一個合理的局域網是十分重要的，不僅要考慮控制系統的通訊網絡的特點和安全性，還必須考慮與工廠原有控制系統的通訊網絡的互聯和可能擴建工程生產線的聯網，以達到數據通訊資源共享的目的。 現場總線是現代控制系統的核心，本質上是一種數字化通信協議，是連接智能現場設備和自動化系統的數字化、全分散、雙向傳輸、多分支結構的通信網；由于其在工業控制自動化的前沿地位，代表了技術發展的方向。 PROFIBUS現場總線由于其高實時性及技術較為成熟，在全世界范圍得到了廣泛的應用，也是目前國內應用最普遍的一種。PROFIBUS現場總線是基于國際標準EN50170的開放的現場總線，它主要用于現場控制及檢測采集單元的數據交換，采用令牌調度原理進行數據通訊，主要包括最高波特率可達12M的高速總線PROFIBUSDP（H2）和用于過程的本安型低速總線PROFIBUSPA（H1）。DP和PA的完美結合使得PROFIBUS現場總線在結構和性能上優于其他現場總線。既適合于自動化系統與現場信號單元的通訊，也可用于直接連接帶有接口的變送器、執行器、傳動裝置和其它現場儀表及設備，對現場信號進行采集、監控和處理，用一對雙絞線替代了傳統的大量的傳輸電纜。 （總線型變送器） 由于控制系統發生了新的變革，為了適應現場總線控制系統的要求，儀表、變送器已經從模擬型、智能型發展到了現場總線型。現場總線作為一種數字式通信網絡從控制室一直延伸到生產現場，使過去采用點到點式的模擬量信號傳輸變為多點一線的串行數字式傳輸。在現場總線型變送器中，其優越性是顯而易見的：全數字傳輸，穩定性和精確度高于智能型變送器，除了保持智能型變送器優良的測量性能外，還增加了運算和控制功能，內嵌有PID控制、邏輯運算、算術運算、累加等模塊，用戶通過組態軟件對這些功能模塊進行任意調用，實現參數的現場控制。 多變量測量是現場總線型變送器又一特點，即一臺變送器可以同時測量多個過程變量。由于每臺現場總線型變送器內配有多個感測元件，它就可以同時測量多個過程變量，并通過現場總線傳輸出去。目前，世界各大儀表生產廠都相繼推出了現場總線型變送器，通過認證的變送器已經有60多種。 綜上所述，現場總線型變送器已經不是傳統意義上的變送器了，它是一個集變送、控制和通信功能于一身的現場設備。現場總線型變送器的出現，必會給儀表和自動化領域帶來新的革命性變革。 制漿造紙過程是一個連續的過程，自動化控制是根據生產工藝的特點和要求，實現全過程、實時有效的控制，更好地為生產工藝服務，因此，控制內容將進一步擴大，控制系統的控制模式或方法將更加符合或貼近生產實際，更具有獨創性和專業性。在控制方式上，應用如自適應、自診斷、最優化等手段，在軟件的設計中采用容錯等新的先進的技術成果，在增強系統可靠性的同時，結合制漿造紙生產的設備與工藝實際，提高系統控制的實際效果，成為自動控制方面努力的目標。 按照系統分散控制的概念，生產過程的系統劃分會更細、更單元化。隨著制漿造紙生產設備的不斷進步，單機本體設備的自動化程度會有所提高，控制系統的層次會更加分明，會形成既相互獨立，又全系統貫通的自動控制結構。如造紙生產自動控制系統將分為過程控制DCS系統、設備控制MCS系統、質量控制QCS系統、斷紙監測WMS系統、紙病監測WIS系統，馬達控制中心MCC等，而這些系統又都將被集成在一個更大的網絡中。 麥草濕法備料和蒸煮工段近幾年紛紛由間歇蒸煮向連續蒸煮變革。連續蒸煮工段應用DCS系統較為普遍。鑒于連蒸系統的工藝過程是一個高溫高壓過程，具有一定的危險性，控制系統的發展將首先高度重視系統的安全性和可靠性，除軟件的設計中采用容錯技術外，CPU雙備冗余系統應被考慮；其次，通過銷鼓計量器的草片量與加入“T”型管藥液的流量的比值控制是蒸煮的關鍵，運行中比值的控制精度影響著產品的質量，因現采用以銷鼓計量器的轉速比間接檢測草片量的方法，誤差較大，有待改進；洗、選、漂工段，除砂器和壓力篩的進漿和出漿壓力的壓力差，應得到有效的控制，以提高除砂和篩選的效果；對于雙輥或雙網擠漿機，采用雙點傳動、具有負荷均衡分配的變速控制會得到推廣，使得濃縮過程變得容易調整；在漂白部分，對于進入混合器的氧化物漂劑，應實現流量的自動控制；在磨漿部分，無論是單盤磨、雙盤磨或錐型磨，采用功率控制磨漿間距的方法是完全成熟的，主要受到進退刀傳動機構精度的制約，如采用液壓傳動系統，將顯著改善設備品質。 國內廢紙制漿中，熱分散設備才開始應用，從系統上講熱分散生產線對自動控制的要求是較高的，控制的內容有溫度、壓力、位置間隙等，其控制系統有待于進一步完善。 由于紙機生產向高產量、高品質的方向發展，對紙漿的配漿及濃度控制的要求不斷提高，因此，上漿濃度的調節和控制將越來越普遍地得到應用。造紙過程的多分部傳動近年應用變頻控制技術效果顯著，實現了電動機在長期恒定負載下的連續運行，系統的熱穩定狀態較為理想。各分部傳動點應處于硬速度特性，由于紙頁經過加熱會出現收縮變化，在壓光、卷取部需要一定幅度的軟特性，除了加裝張力傳感器進行動態速度補償外，在中小紙機上利用矢量型變頻器具有的自適應功能塊，根據輸出轉距的變化，通過速度補償自適應調節，實現間接張力控制應得但驅動器的動態參數優化功能沒有充分發揮出來，在遇到負載擾