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国内制浆造纸自控发展现状
新闻来源:    点击数:2886    更新时间:2009-07-07 11:01:25    收藏此页

地为生产工艺服务,因此,控制内容将进一步扩大,控制系统的控制模式或方法将更加符合或贴近生产实际,更具有独创性和专业性。在控制方式上,应用如自适应、自诊断、最优化等手段,在软件的设计中采用容错等新的先进的技术成果,在增强系统可靠性的同时,结合制浆造纸生产的设备与工艺实际,提高系统控制的实际效果,成为自动控制方面努力的目标。


  按照系统分散控制的概念,生产过程的系统划分会更细、更单元化。随着制浆造纸生产设备的不断进步,单机本体设备的自动化程度会有所提高,控制系统的层次会更加分明,会形成既相互独立,又全系统贯通的自动控制结构。如造纸生产自动控制系统将分为过程控制DCS系统、设备控制MCS系统、质量控制QCS系统、断纸监测WMS系统、纸病监测WIS系统,马达控制中心MCC等,而这些系统又都将被集成在一个更大的网络中。


  麦草湿法备料和蒸煮工段近几年纷纷由间歇蒸煮向连续蒸煮变革。连续蒸煮工段应用DCS系统较为普遍。鉴于连蒸系统的工艺过程是一个高温高压过程,具有一定的危险性,控制系统的发展将首先高度重视系统的安全性和可靠性,除软件的设计中采用容错技术外,CPU双备冗余系统应被考虑;其次,通过销鼓计量器的草片量与加入“T”型管药液的流量的比值控制是蒸煮的关键,运行中比值的控制精度影响着产品的质量,因现采用以销鼓计量器的转速比间接检测草片量的方法,误差较大,有待改进;洗、选、漂工段,除砂器和压力筛的进浆和出浆压力的压力差,应得到有效的控制,以提高除砂和筛选的效果;对于双辊或双网挤浆机,采用双点传动、具有负荷均衡分配的变速控制会得到推广,使得浓缩过程变得容易调整;在漂白部分,对于进入混合器的氧化物漂剂,应实现流量的自动控制;在磨浆部分,无论是单盘磨、双盘磨或锥型磨,采用功率控制磨浆间距的方法是完全成熟的,主要受到进退刀传动机构精度的制约,如采用液压传动系统,将显著改善设备品质。


  国内废纸制浆中,热分散设备才开始应用,从系统上讲热分散生产线对自动控制的要求是较高的,控制的内容有温度、压力、位置间隙等,其控制系统有待于进一步完善。


  由于纸机生产向高产量、高品质的方向发展,对纸浆的配浆及浓度控制的要求不断提高,因此,上浆浓度的调节和控制将越来越普遍地得到应用。造纸过程的多分部传动近年应用变频控制技术效果显著,实现了电动机在长期恒定负载下的连续运行,系统的热稳定状态较为理想。各分部传动点应处于硬速度特性,由于纸页经过加热会出现收缩变化,在压光、卷取部需要一定幅度的软特性,除了加装张力传感器进行动态速度补偿外,在中小纸机上利用矢量型变频器具有的自适应功能块,根据输出转距的变化,通过速度补偿自适应调节,实现间接张力控制应得到推广应用,以减少断头和人工干预。


  但驱动器的动态参数优化功能没有充分发挥出来,在遇到负载扰动时,快速的抑制和调整的时间还不适应,特别在大型高速纸机上,变频器直流侧母线电压过高的情况时有发生,因此,采用公共直流母线作为各逆变器的馈电系统会得到更多的应用。


  纸机过程控制将归类于DCS系统:包括上浆系统、蒸汽冷凝水系统、真空系统、损纸系统和涂料制备系统。纸机设备本体的过程控制内容将统一规划,称为MCS。流浆箱的流速与压力、润滑油的循环、压榨部的线压、网部的摇振和移动喷水、网和毛毯的纠偏、压光机的液压系统、卷取部的气动系统等将在设备本体控制系统的基础上,集中管理。


  MCC马达控制中心将向智能化方向发展,如果条件允许,将摒弃MCC室内放置远程I/O的模式,每个电机控制单元,可看作FCS系统控制下的一个执行器。若采用PROFIBUS P联接,则每个电机就是一个DP站点。


  纸页质量控制系统QCS的应用会更广泛。为能帮助改善质量,提高产量和降低成本,除了纸页定量和水分的测量和控制外,还包括灰分、厚度、白度、光泽度、平滑度、透明度、涂布量等内容的测量和控制。重要的是QCS应与上浆浓度和烘缸温度等相关参数实现真正意义上的闭环自动控制。对于普通纸机,选用纵向质量测量和控制;对于大型或有特殊要求的纸机,还会增加横向质量测量和控制。

  

  断纸监测系统WMS目前在国内的应用还极少见,即采用摄像技术在纸机容易断纸的地方进行监测记录,断纸发生时,该系统将自动追溯存储在摄像机中的断纸前一定时区所捕捉到的断纸信号和相关纸病信号,图像会与生产同步,使技术人员快速判定断纸区域和断纸原因。纸病监测系统WIS,用于在线检验如斑点、孔洞、皱纹、裂口、条痕等纸病,可与切纸机联接,剔除次品。检验数据也用于质量管理,确定纸病的成因。

  

  目前制浆造纸企业的生产过程如烘缸表面温度控制、烘箱干燥温度连续控制、压榨辊线压力控制、纸页张力控制等还是采用间接的或手控的方式进行的。这些都有待于推广和应用。


  制浆造纸过程是一个复杂的工业过程,也是一项技术性很强的工作,具有高度不确定性、非线性、关连性、大滞后和状态不完全性。目前,国内造纸行业的自动化水平总的来说还属落后的,我们应从生产过程的优化控制等底层自动化方面开始做起。在系统配置时,应使厂家的有关技术人员充分了解所选的控制系统的硬件、软件及其技术特性;结合工艺设备及其控制要求,应充分考虑管理信息系统的要求,使全厂的控制系统构成一个能够相互通信、相互调阅的生产管理系统。以便使厂部生产指挥部门可更迅速、更全面地掌握全厂生产过程、状态,指挥调整工艺运行参数,及时进行生产调度和优化,为企业的发展服务。相信较短的时间内我国制浆造纸自控及仪表的控制水平会有一个飞跃

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