制漿造紙中儀表的自動化控制綜述

　　摘要：傳統(tǒng)的紙漿造紙技術(shù)由于受到機(jī)械設(shè)備等因素的制約，經(jīng)常會采用人工作業(yè)的方式進(jìn)行操作，給產(chǎn)品的出產(chǎn)效率和質(zhì)量把控造成一定的影響。因此，在分析自動化控制的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析制漿造紙過程中和造紙過程中儀表的自動化控制，以期為相關(guān)企業(yè)創(chuàng)新發(fā)展提供一定的參考。

　　本文源自機(jī)械管理開發(fā),2020(09):288-289.《機(jī)械管理開發(fā)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1986年，由山西省機(jī)械電子工業(yè)行業(yè)管理辦公室主管、山西省機(jī)械工程學(xué)會主辦、各理事單位及機(jī)械電子行業(yè)企業(yè)參加協(xié)辦。期刊設(shè)有創(chuàng)造市場、轉(zhuǎn)機(jī)建制、工業(yè)工程、技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新、應(yīng)用技術(shù)等欄目。

　　傳統(tǒng)的制漿造紙技術(shù)受到了條件和機(jī)械設(shè)施的限制，已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)下的社會市場經(jīng)濟(jì)發(fā)展，因此需要對制漿造紙技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展，逐步提高造紙效率和質(zhì)量的需求，讓傳統(tǒng)的造紙技術(shù)可以得到升級換代，尤其是自動化儀表控制的發(fā)展。因此，對制漿造紙中儀表的自動化控制展開分析。

　　1、自動化控制的優(yōu)點(diǎn)

　　1.1可拓展性

　　科學(xué)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了軟件技術(shù)的發(fā)展，并且已經(jīng)朝著逐步取代傳統(tǒng)的組合邏輯電路的方向進(jìn)行，芯片的應(yīng)用最終實(shí)現(xiàn)了自動化控制。自動化控制不僅具有操作簡單和穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)，還具有拓展性，在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都發(fā)揮了重要的作用。

　　1.2高精準(zhǔn)度

　　儀表自動化控制的最大優(yōu)勢就是能夠?qū)π畔⑦M(jìn)行計(jì)算和處理，因?yàn)樽詣踊刂浦杏辛宋⑿陀?jì)算機(jī)的加入可以更加方便其對整個(gè)運(yùn)作進(jìn)行操作，所有的額數(shù)據(jù)被合理化處理。自動化控制技術(shù)的高精準(zhǔn)度和快速計(jì)算能力讓企業(yè)生產(chǎn)可以獲得更高效率。

　　1.3存儲功能

　　傳統(tǒng)的造紙技術(shù)是利用邏輯組合的方式對數(shù)據(jù)記憶進(jìn)行組合，但是使用這種方式進(jìn)入到下個(gè)流程的時(shí)候，數(shù)據(jù)就會自動消失，沒辦法得到存儲，在一定程度上會影響到生產(chǎn)的效率。使用自動化控制技術(shù)可以對此種問題進(jìn)行改進(jìn)，只要儀表在通電的情況下，就能實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的主動存儲，方便后續(xù)使用。

　　2、制漿過程中儀表的自動化控制

　　在制漿過程中的自動化控制主要是表現(xiàn)在溫度、壓力、流量和濃度等方面。從過程層面的控制來看，采用儀表自動化的控制可以對生產(chǎn)中所應(yīng)用到的電動機(jī)和電磁閥的運(yùn)行邏輯進(jìn)行控制，同時(shí)也能進(jìn)行各種工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)，讓制漿生產(chǎn)可以具備更高的自動化程度。對于制漿操作來說，其中涉及到的單體設(shè)備數(shù)量和種類是比較多的，很多企業(yè)的自動化程度較低給制漿質(zhì)量造成一定的影響。近些年隨著多種自動化設(shè)備的發(fā)展，各種設(shè)備的性能都得到了一定改善，尤其體現(xiàn)在制漿過程中的配漿和上漿上，使其濃度調(diào)節(jié)等內(nèi)容有了一定的改進(jìn)，促進(jìn)了產(chǎn)品質(zhì)量的提升。

　　新型操作終端的出現(xiàn)和CRT顯示技術(shù)的進(jìn)步，特別是PLC控制器通訊能力的發(fā)展，智能化和動態(tài)化的人機(jī)交互界面的使用可以讓制漿生產(chǎn)更具自動化，將其應(yīng)用在制漿生產(chǎn)的關(guān)鍵控制點(diǎn)上，可以讓其與PLC進(jìn)行聯(lián)接，將控制器的操作系統(tǒng)連入其中，以便更好地?cái)?shù)據(jù)設(shè)定和邏輯控制。另外，觸摸式的界面還具備了各種操作功能，通過與上位計(jì)算機(jī)的配合，在控制室中就可以對整個(gè)生產(chǎn)過程的相關(guān)動態(tài)信息進(jìn)行觀察，促進(jìn)自動化控制的集中化監(jiān)測和管理。

　　對于制漿造紙的生產(chǎn)過程來說，是由一個(gè)多設(shè)備的協(xié)調(diào)聯(lián)動系統(tǒng)構(gòu)成的，尤其是在企業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大的今天，DCS集散控制系統(tǒng)也應(yīng)運(yùn)而生[1,2]。這種控制系統(tǒng)是屬于集散型的控制系統(tǒng)，經(jīng)常被叫做是分布式控制系統(tǒng)，具體來說就是利用計(jì)算機(jī)來對制漿生產(chǎn)的流程進(jìn)行集中的監(jiān)測和管理，是一種新型的控制系統(tǒng)，由多種技術(shù)相互滲透構(gòu)成。應(yīng)用這種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可以對各種資源進(jìn)行共享，同時(shí)還能做好對系統(tǒng)組態(tài)的在線維修和處理。另外，它還具備靈活的組態(tài)和配置能力，擁有較強(qiáng)的開放性。制漿造紙生產(chǎn)中的DCS控制系統(tǒng)包含著多個(gè)子工段的控制系統(tǒng)，每個(gè)控制系統(tǒng)都有自己的相對獨(dú)立性，但是之間也會存在著一定的聯(lián)系，因此制漿自動化系統(tǒng)大都是采用多操站的控制系統(tǒng)，這樣可以在系統(tǒng)總線的基礎(chǔ)上對車間和各個(gè)工段的DCS進(jìn)行聯(lián)合，使其成為一個(gè)控制網(wǎng)絡(luò)，從而更好地實(shí)現(xiàn)對整個(gè)生產(chǎn)過程的自動化控制和管理。總體來說，制漿過程具有非常強(qiáng)大綜合性，是將多種系統(tǒng)使用適當(dāng)方式進(jìn)行排列組合形成的有機(jī)統(tǒng)一整體，同時(shí)也具有非常強(qiáng)的連慣性，讓制漿工藝的實(shí)施保持連貫性，從而更好地保證制漿效率[3,4]。

　　3、造紙過程中儀表的自動化控制

　　造紙過程中的自動化控制主要表現(xiàn)在紙機(jī)的傳動控制，因?yàn)榧垙堊兓瘯o紙機(jī)車速造成一定的影響，再加上受到電網(wǎng)電壓、頻率和負(fù)荷的波動，也會給紙機(jī)車速造成影響。因此需要對紙機(jī)傳動控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、精確性和協(xié)調(diào)性進(jìn)行重視。在造紙生產(chǎn)中，紙機(jī)電氣傳動控制的一般配置都是由較大型PLC控制單元、矢量型變頻單元和生產(chǎn)管理計(jì)算機(jī)組成的，通過這樣的方式可以對各傳動點(diǎn)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行良好的控制。

　　近些年我國造紙生產(chǎn)中所使用的電氣傳動系統(tǒng)逐漸引入了國外先進(jìn)控制裝置，這在很大程度加大了傳動系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動態(tài)響應(yīng)性，給其通訊功能進(jìn)行了一定強(qiáng)化，同時(shí)引入了多種類型的通信協(xié)議，在一定程度上拓寬了參數(shù)的氛圍，讓傳動系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用。另外，傳動系統(tǒng)的發(fā)展還對負(fù)載特性進(jìn)行了提升，讓其可以進(jìn)行自動測試，讓系統(tǒng)朝著最優(yōu)化的方向進(jìn)行發(fā)展，在保護(hù)功能上也更加完善，能夠?qū)υ旒埞I(yè)中涉及到各種特殊工藝需求進(jìn)行有效的滿足，從根本促進(jìn)了生產(chǎn)效益的提升。目前來說，傳動系統(tǒng)已經(jīng)朝著數(shù)字化的方向不斷發(fā)展，具有了更高的分辨率和精確的控制度，更加方便與其他有關(guān)部分的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，完全滿足了紙機(jī)向大型、高速發(fā)展的需要。QCS紙頁質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)作為一種新型技術(shù)產(chǎn)品[5]，在國外的造紙生產(chǎn)中占據(jù)著非常重要的地位，該項(xiàng)技術(shù)不僅對紙頁質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化控制還可以實(shí)現(xiàn)對紙頁水分定量的監(jiān)測，同時(shí)也能與多種工藝結(jié)合使用，使造紙技術(shù)得到了發(fā)展，對控制產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的影響。但是目前，國內(nèi)對該研究還處在初級階段，與國外產(chǎn)品還存在一定的差距，需要進(jìn)一步做好相關(guān)的研究和分析，積極吸取國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。總體來說，自動化的發(fā)展對造紙生產(chǎn)的自動化產(chǎn)生了重要的作用，現(xiàn)代化的控制系統(tǒng)會逐步的取代傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)，標(biāo)準(zhǔn)化和工程化以及商品化的先進(jìn)控制軟件業(yè)成為了主要的發(fā)展方向。

　　4、結(jié)語

　　制漿造紙是一個(gè)復(fù)雜的工業(yè)過程，具有較強(qiáng)的專業(yè)性。目前，我國的造紙行業(yè)自動化水平有限，需在生產(chǎn)過程中對儀表自動化的控制進(jìn)行優(yōu)化，最大限度節(jié)省資源，降低生產(chǎn)成本，進(jìn)一步促進(jìn)造紙企業(yè)不斷發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn):

　　[1]姚竟紅,嚴(yán)國祥,丁陳愍,等.ABB自動化儀表設(shè)備在制漿造紙中的應(yīng)用和控制[J].西南造紙,2016(2):34.

　　[2]羅佐帆,黃一峰,謝清若,等.自動化控制系統(tǒng)在造紙行業(yè)節(jié)能改造中的應(yīng)用及發(fā)展[J].大眾科技,2019(10):35-37.

　　[3]孫一新.芻議造紙生產(chǎn)自動控制應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(2):182.

　　[4]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),2015(12):59-63.

　　[5]高聰,姚雙全,袁月,等.淺析膜分離制漿造紙廢水深度處理工藝[J].造紙科學(xué)與技術(shù),2016(2):84-89.