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造纸生产的自动控制,过去只集中在电气传动方面,现在的范围已扩大到打浆控制系统、配浆控制系统、上浆流送控制系统、纸机干燥部多段通气控制系统(热泵控制)和水分定量检测控制等方面,即通常说的DCS过程控制系统和QCS质量检测系统,正朝着整厂集中控制的方向发展。
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phjxx 发表于 2007/3/21 11:27:50
2楼 回复本楼电气传动控制系统
提高。尤其是交流变频控制[微软中国2] 装置的推广,使生产厂家得到了很大的益处,使长期困扰厂家的国产模拟控制装置的诸多问题有了根本性的改变,提高了生产效益。目前传动系统
造纸过程的自动化控制突出的表现在纸机的传动控制方面。造纸机电气传动控制系统历来是造纸装备最重要的部分之一,是纸机运行的一个极为重要的环节,直接影响造纸生产的正常运行。因纸种的变化,纸机的速比变化较大,浆料配比、纸张特性、纸机运行情况的变化对纸机车速需要有较大范围的调整;电网电压、频率和负荷的波动也会引起纸机车速的变化,纸在纸机的各部分受到不同的牵引力,在烘干部各段不同的加热温度,都会使纸页产生纵向的伸缩率的变化。因此,要求造纸机传动控制系统是一个稳定、精确、同步、协调的变速传动系统。除此而外,上浆系统、蒸汽冷凝水系统、真空系统、损纸系统、涂料制备系统等也是造纸机十分重要的组成部分。
造纸生产系统中设备的电气传动分为定速传动和变速传动两类。采用定速传动的主要有泵类、搅拌类电机。现在,对于大功率定速电机的控制,已逐步推广采用具有良好起动功能的软起动控制器。
由于纸机传动控制目前几乎毫无例外地采用多点分部传动的传动形式,客观上的对自控制系统提出了快速、精确、稳定和可靠等较高的要求;又因纸机传动在造纸生产中的特殊重要地位,纸机电气传动控制的一般配置由较大型PLC控制单元、矢量型变频单元[微软中国1] 和生产管理计算机组成。运用PROFIBUS通讯协议构成先进的现场总线网络,传输各种生产数据,执行生产指令;控制各传动点的运行状态。近年电气传动系统普遍采用国外进口控制装置以来,传动系统的稳速精度、动态响应和可靠性等方面都得到了大大的
已由最初的模拟设定向全数字网络通讯[微软中国3] 的方向过渡,后者分辨率更高、控制更精确,同时,作为整厂集中控制系统的一部分,便于与其它有关部分通过数据网络的联接,因此,一些著名品牌高档次的控制器正越来越多地得到应用。
目前全数字驱动单元大都是新型矢量控制的变频器。其通讯功能强,具有多种通讯协议;参数范围广,可适用于各种应用场合;能自动测试负载特性,实现系统的最优化;能通过磁通电流控制自动进行负载补偿;能满足造纸工业的各种特殊工艺要求,如力矩控制,张力控制,卷径计算等;其保护功能多,如过温、过压、欠压、失步、接地错误等;内装斜波积分发生器,可产生各种积分时间等。纸机主传动系统的操作现场可以安装触摸式彩色操作终端,也可以采用传统的操作台按钮的形式。操作终端具有多个不同对象的画面,如线速度,负荷,等棒图与趋势、文本或图形列表,可进行过程值的输入,切换,如启动、停止、运行、爬行、速度微调、负荷均衡等操作;故障报警及特殊状态的提示。
实践证明,纸机主传动系统自普遍采用数字式驱动装置以来,控制精度和系统的安全可靠性大大提高,已完全能够满足纸机向大型、高速发展的需要。本公司造纸生产的自动工程项目,近些年选用西门子公司产品,成功地开发出不同的控制系统,如选用西门子公司MDV型变频器、西门子公司S7-200型PLC,采用USS数据通讯协议。这种配置最大的特点
是结构简单、经济实用。薄页纸、特种纸生产线上,我们通常选用西门子公司6SE70工程型变频器、西门子公司S7-200或S7300型PLC,采用USS数据通讯协议。这种配置的特
点是结构简单、控制精度较高。
在较大型纸机或对电气传动系统的组网能力和配置水准要求较高时,我们选用代表目前先进水平的西门子公司6SE70工程型变频器、西门子S7-400型PLC采用PROFIBUS-DP现场数据总线网络的方式进行通讯。这种配置的主要特点是通讯速率高,达12MBS,系统的容量大,现场数据总线可接127个站。
引用 phjxx 2007/3/21 11:27:50 发表于2楼的内容
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phjxx 发表于 2007/3/21 11:28:52
生产过程控制系统3楼 回复本楼
制浆生产的自动控制系统最初可以认为是仪表控制系统和继电器逻辑控制系统的结合,主要由二次仪表作为控制器来进行单回路或多回路的自动控制,许多厂家一直延用至今,基本上是一种独立、分离的控制。随着电子技术的发展,从80年代开始,以PLC为主流产品的控制器得到了普遍的应用。由于最初的PLC控制器以逻辑、顺序控制为主,因此,形成了一方面采用PLC控制器进行电动机、电磁阀的联锁和控制;另一方面采用二次仪表作为控制器来进行单回路或多回路的自动调节控制。从80年代末期开始,PLC控制器的功能和技术概念发生了重大变化,以一个过程控制系统的面貌出现,而且组态方便性和灵活性有了很大改善,以其容量、速度、字长、周期等为指标,形成了系列产品,从而具备了从事复杂控制功能、自整定功能、中断切换功能等等。PLC控制器在制浆造纸生产的局部自动控制中得到了普遍的应用,但大部分并未实现整个工段自动化控制,大量的调节还是采用人工手动实现。
近年盘磨、挤浆机、热分散等设备在自动化控制方面有了较大的进步,设备性能有所改善;在配浆和上浆浓度调节部分的改造较多,对提高和稳定产品质量,取得了一定效果,但真正成功地实现与水分定量等检测仪器构成闭环自动控制的还不多。
新型操作终端的出现和CRT显示技术的进步特别是PLC控制器的通讯能力的加强,智能的、动态的人机界面越来越多地在制浆生产的关键控制点,如:蒸球、磨浆、配浆等部分得到应用,在被控现场配置液晶或等离子显示真彩操作终端,可方便地与PLC联接,融入控制器的操作系统中。触摸式界面在用户规定的刷新时间内提供各种实时数据,显示相关状态参数、设定值与实测值;可以数字量形式和以棒图形式显示,也可以组态显示其他相关参数图形;同时,触摸式界面具有各种操作功能,可进行参数的设定和逻辑控制。为了在控制室可清楚地反映生产过程的整体和局部信息,利用上位计算机对生产过程进行集中监测、操作和管理。操作人员可以从控制室的显示器上所显示的不同画面中,观察到生产过程的状态,并在专用的操作终端上或直接在控制显示器上对生产过程的各项工艺参数进行控制。
引用 phjxx 2007/3/21 11:28:52 发表于3楼的内容
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phjxx 发表于 2007/3/21 11:32:34
制浆造纸的生产过程,从控制上来说,是一个多设备协调的联动系统,从电、气等动力源,到水、汽等媒体;从各种原料,到添加剂;各设备、管道中介质的物理参数,都直接影响着产品质量,尤其是企业向着规模化的发展,原有的落后的控制方式越来越不能满足生产的要求。4楼 回复本楼
DCS,即集散控制系统,又名分布式计算机控制系统,是利用计算机技术对生产过程进行集中监测、操作、管理和分散控制的一种新型控制技术。它是由计算机技术、信号处理技术、测量技术、通信网络技术、CRT显示技术、和人机接口技术相互渗透发展起来的。它既不同于分散的仪表控制,又不同于集中的计算机控制系统,具备通用性、系统组态灵活、控制功能完备、显示操作集中、人机界面友好、运行安全可靠的显著特点。对于提高生产过程的自动化水平,提高产品质量、提高劳动生产率具有特别重要的意义。DCS集散型控制系统,从结构上讲就是将采集和控制分散在多个现场控制站,而将操作和监视功能集中在一个或多个操作站。它从硬件上采用标准化、模块化和系列化产品,在系统中各工作站是通过网络接口相联接,各工作站能完全独立运行。系统的实时控制网络能使系统资源共享,对系统结构组态进行在线修正和在线维修。它的突出优点是系统的硬件和软件都具有灵活的组态和配置能力。
制浆造纸生产过程的DCS控制系统包括若干个子系统:如湿法备料及连蒸工段控制系统、白水回收工段控制系统、洗、选、漂、打工段控制系统、抄纸配料供浆控制系统、烘缸三段通汽工段控制系统、上浆浓度和QCS控制系统等等。控制系统的主要控制对象是造纸生产中的各种参数,如:浆池的液位,汽和浆的流量,电机和各种调节阀等。每个控制系统既有相对的独立性,又彼此互相联系。因此整个系统采用控制环节分散、数据处理集中的方式,即多操作站的DCS系统。每个控制系统按生产线集成控制系统的一个控制站的原则建立,完成造纸各工段的过程自动控制。DCS通过系统总线与车间和各工段的DCS联成一个网络。各DCS系统主要由基本IO单元、过程主站、操作站、报警站、操作终端、显示器、报警打印机和报告打印机组成,再加上生产现场的检测仪表和执行机构组成一个完整的造纸生产的自动控制系统。
引用 phjxx 2007/3/21 11:32:34 发表于4楼的内容
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phjxx 发表于 2007/3/21 11:33:19
目前的普遍配置是采用大型控制器组成自动化中心控制系统,系统容易扩展和具备网络通讯能力;采用分布式结构,远程智能化接口提供了各种电压和保护等级的数字、模拟IO单元,可以集中放置,也可以分散安装在现场。为使操作人员的方便,并考虑到工艺工程师和控制工程师的需要,每一个工段配置一台上位监控微机,作为5楼 回复本楼
普通级操作员站,操作员可通过上位机对现场设备进行操作和控制。监控系统是DCS系统的一个重要组成部分,采用的过程监控系统的特点适合于对过程事件的快速反应。过程监控系统的基本功能有:
(1)图形系统 通过组态,可构成丰富多彩的动态参数控制画面。
(2)趋势归档 生产工艺过程中出现的事件和事故分析及趋势均可记录在系统中。
(3)信息报警 捕捉过程信息和本地事件,将这些内容归在档案库中,并在需要时有选择的提取它们,或直接转移到相关的过程画面上产生报警信息。
(4)生产报表 提供一套报表系统,可方便地产生黑白和彩色的生产报表。
系统显示画面内容除包括文字、表格、图形曲线及报警外,还有以下图形:
(1)工艺布置图 全屏显示全厂的工艺布置状况,使工作人员了解厂布局。
(2)工艺流程图 动态显示全厂工艺流程,使操作人员能了解全厂各工艺段的运行状况,便于调度管理。
(3)设备工况运行图 动态显示厂内各设备的实时运行状态,随时了解厂内的设备及生产情况。
引用 phjxx 2007/3/21 11:33:19 发表于5楼的内容
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phjxx 发表于 2007/3/21 11:33:51
近年来,制浆造纸生产过程的自动化技术正在普及和提高之中。特别是DCS控制系统的应用,正在迅速改变着造纸生产过程传统落后的局面;同时,现代控制理念、控制产品、控制手段也在不断发展。自动控制系统向综合化、开放化发展已成必然,工厂自动化要求各类设备之间的通讯能力更强,相互融合。以现场总线为核心的集散自动控制系统FCS正在兴起,开放的结构将方便地与所有控制设备系统进行数据交换,成为真正集成的、贯穿全系统的新型自动控制系统。6楼 回复本楼
工业控制自动化技术是保证高效生产、可靠运行的重要手段。90年代,现场总线控制系统的出现和应用,标志着自动化技术的又一次飞跃,传统控制系统有其克服不了的问题,设备间的一对一联线,不仅增加安装维护费用,也降低了系统的可靠性,带来安全隐患;模拟信号传输,限制了传输媒体和传输结构的选择,信号的精确度受到影响。因此,工厂构建一个合理的局域网是十分重要的,不仅要考虑控制系统的通讯网络的特点和安全性,还必须考虑与工厂原有控制系统的通讯网络的互联和可能扩建工程生产线的联网,以达到数据通讯资源共享的目的。
制浆造纸过程是一个连续的系统化的过程。自动化控制是根据生产工艺的特点和要求,实现全过程、切实有效的控制,更好地为生产工艺服务。因此,制浆造纸过程的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,更加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最新的技术成果,在增强系统的可靠性的同时,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,应成为自动控制方面的努力目标。
造纸生产行业是资金密集型的行业,自动化水平的高低很大程度上取决于企业对自动化方面的重视程度和迫切性。目前生产过程如烘缸表面温度的控制、烘箱干燥温度的连续控制、压榨辊的线压力控制、纸页的张力控制等还是采用间接的或手控的方式进行的。这些都有待于自动化控制的推广和应用。
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是落后的,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,及时进行生产调度的优化,为企业的发展服务
引用 phjxx 2007/3/21 11:33:51 发表于6楼的内容
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引用 lj7071 2007/3/21 13:58:30 发表于7楼的内容
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引用 钟灵山 2007/3/21 15:08:30 发表于8楼的内容
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akqj1098wxj 发表于 2007/3/21 16:36:27
厉害9楼 回复本楼
引用 akqj1098wxj 2007/3/21 16:36:27 发表于9楼的内容
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引用 phjxx 2007/4/3 11:10:41 发表于10楼的内容
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引用 sdlkx 2007/4/20 9:38:20 发表于11楼的内容