DCS控制系統在制漿造紙生產中的應用研究

黃義雙

（南寧糖業股份有限公司明陽糖廠 廣西南寧 530227）

DCS控制系統在制漿造紙生產中的應用研究

黃義雙

（南寧糖業股份有限公司明陽糖廠 廣西南寧 530227）

隨著我國科學技術的不斷發展，造紙行業的技術工藝水平越來越高，國家在造紙行業中的技術應用中投入了很多的發展資金，特別是DCS控制系統在我國制漿造紙生產中的應用十分廣泛，DCS控制系統不僅能夠對造紙設備的穩定和安全運行提供良好的技術保障，而且使造紙控制精度參數的自動化設置成為了現實，因此對造紙行業的DCS控制系統應用進行科學研究非常重要。

DCS控制系統；制漿造紙；應用

在通常情況下，我國的造紙行業制漿造紙應用流程主要分為制漿流程、造紙流程以及堿回收利用流程和水處理流程幾個重要的處理工序。在這些主要的生產制造工序中，水處理與堿回收是兩大重要的制漿造紙生產流程，所以從DCS系統的應用實施過程來來看，主要的自動化管理與控制功能主要體現在水處理與堿回收這兩大重要的工藝流程階段。

1 DCS控制系統在制漿造紙生產中的應用原理分析

常見的DCS控制系統[1]為羅克韋爾AB控制系統，該系統的主要控制原理就是通過系統對工藝設備的現場運行數據進行監測分析，然后將監測到的數據進行統計和自動化整理，將數據信息的參數轉化為一種數據信號，然后系統將數據信號再通過I/O映像單元展開A/D數據的轉化，同時系統會將自動轉化生成的信息數據通過網路傳輸協議發送至遠程接口控制系統PIC[2]中，PIC系統設備在收到信息數據之后經過數據中轉站PCS的線性數據處理和濾波作用，最終將信息數據發送傳輸至PCS系統中的CPU中，從而系統內部進行相關的邏輯運算和分析，數據信息在完成分析運算之后，會經過處理器FBC系統將數據信息分析結果發送返回到工業生產的現場，現場系統和設備通過后臺自動控制終端的程序命令對現場的生產和管理進行控制，如圖1流程所示。

圖1

2 DCS控制系統在制漿造紙生產中的重要性分析

與傳統的造紙工藝相比，現代化的制漿造紙生產過程引入了DCS控制系統，所以不僅高效安全、穩定，而且生產管理的效率大大提升。傳統的造紙生產中，由于經濟水平以及自動化生產技術工藝相對落后，所以自動化控制的應用主要體現在系統對紙機的電氣傳動裝置控制方面和系統在制漿過程中的局部簡單儀表的控制等方面，大部分的生產流程都是通過人工操作、控制和管理實現的。自從改革開放之后，國外的先進生產技術不斷引進國內，精密的制造設備和儀器被應用到了我國的制漿造紙過程中，使造紙制漿的技術裝備更加先進，市場競爭日益激烈，所以人們開始認識到了制漿技術造紙生產中自動化技術應用的重要影響作用。近年來，許多的工業生產商開始對我國制漿造紙生產中的重點環節加強技術改造和資金投入，例如在上漿流送控制、蒸煮控制以及配漿控制、紙機傳動控制和盤磨控制、水分定量檢測、紙機干燥部多段通氣控制和熱泵控制諸多的生產流程中實現了DCS控制系統的自動化控制管理，從實際的應用效果來看，取得了非常顯著的應用成效。

3 DCS控制系統在制漿造紙生產中的應用實施過程分析

3.1 DCS控制系統在制漿階段的應用分析

DCS控制系統在制漿階段的應用主要體現在磨漿工藝、蒸煮工藝、打漿工藝以及配漿工藝中，在此過程中需要該系統對制漿造紙工藝系統的溫度以及壓力參數、液位參數、流量參數以及濃度參數等相關的系統參數值進行調節和控制管理。在此調節與控制系統中，罐類以及相關管道中的閥門參數都需要受到DCS控制系統的PID調節作用，以此同時，在制漿過程中，定速電動機以及電磁閥的邏輯控制也受到DCS控制系統的管控和調節作用。經過這兩大控制和調節功能的充分發揮，保證了制漿工藝系統中的濃度參數以及溫度參數、流量參數、液位參數還有壓力參數都能夠達到系統的生產運行標準和要求。除此之外，DCS控制系統還能對制漿造紙技術工藝系統中的喂料螺旋機設備、蒸煮管工藝設備以及陪漿泵設備，還有上料系統等不同的工藝技術設備進行變速驅動控制。我國傳統的制漿生產技術工藝系統與現代化的制漿造紙技術工藝系統和設備有很大的不同，傳統系統設備是由儀表控制系統與繼電氣邏輯控制系統兩大主要的技術工藝系統構成，自動化技術控制的作用主要體現在對工藝設備中的多回路以及單回路系統設備的自動化控制方面，這種控制作用是通過對二次儀表的自動化控制來實現的。除了自動化控制的整個流程十分復雜之外，對技術操作人員的勞動力也是極大的考驗。在20世紀末，DCS控制系統逐漸在我國的造紙行業中得到應用，不僅組態結構十分靈活，而且通過自動控制系統可以對制漿工藝系統中的相關參數進行設置和調整，并且還具有存儲參數以及終端切換、復雜控制等不同的功能，通過系統自動化控制，減少了人工操作。自從引入了DCS控制系統之后，我國的造紙工藝變的非常便捷和高效，例如配漿工序的應用、盤磨工藝、蒸煮工序、擠漿工序都受到了自動化程序的影響作用，通過DCS控制系統快捷地實現了人機交互設計和應用，系統能夠對制漿造紙的整個生產過程進行動態、實時監控，在此過程中，再將監測數據反饋給終端計算機操控人員，整個操作運行規程變的簡潔而直觀，使DCS控制系統與現場制漿造紙工藝設備的總線有效連接，系統從站就是DCS控制系統的終端，整個系統連接為一個整體，使制漿造紙技術具有很高的靈活性。數據操作終端在此過程中對工藝技術設備的運行情況進行實時管控，以多種不同的信息呈現方式將系統機械的動態分布趨勢圖直觀呈現在系統控制終端的顯示器中，以便技術操作人員對系統運行的故障進行監測和處理。

3.2 DCS控制系統在造紙階段的應用分析

與制漿階段的控制作用不同，在系統造紙階段，DCS控制系統可以實現對造紙機的傳動控制和管理，在整個造紙系統中，最重要的運行裝置設備是電氣傳動控制裝置，由于在造紙工藝流程中，隨著紙張厚度的變化和造紙機運行速度的不同，當紙張的具體屬性以及紙漿的配合比例、造紙機的運行情況都發生改變時，對造紙的運行車速也應該進行相應的調整。除了這些影響因素之外，造紙廠的電力負荷、電壓的變頻速率等電力因素都會對造紙機的運行車速造成一定的干擾，從而導致生產的紙張在經過分切以及烘干、施膠、紙張成形等工序時，受到不同程度的影響。因此，采用DCS控制系統之后，整個制漿造紙生產工藝生產制備流程實現了同步性、精確性、協調性與穩定性，與此同時，在整個生產技術流程中，采用DCS控制系統對蒸汽冷凝水系統、上漿系統、損紙系統、涂料制備系統以及真空系統進行科學調控，實現生產的正常運行。在一般的造紙工藝廠中，造紙機包括卷紙結構、烘干結構以及壓榨結構和壓光結構等多個不同的功能系統，在對這些不同功能的系統進行自動化控制時，DCS控制系統經過多點分布傳遞控制技術對相關元件的不同應用功能進行調控；這種技術可以確保造紙機運行過程的可靠性、精確性與穩定性，因為在整個造紙系統結構中，主要的控制節點就是造紙機，這個系統的正常運行主要靠矢量變頻控制單元、計算機遠程控制單元以及造紙成產技術管理計算機等不同的電氣傳遞控制構件運行，共同構成了一個完整而功能強大的DCS集成控制系統。在此系統中主要通過數字控制單元的驅動力進行系統運行荷載的補償，以此不斷滿足造紙工藝的不同技術參數要求，同時還通過系統內部程序設置了突發故障預警功能，有效保證了造紙機的可靠運行。

4 結束語

綜上所述，自動化控制與管理已經成為當前經濟社會的發展趨勢，隨著我國信息化和智能化技術的不斷應用和推廣，自動化生產也成為很多企業的發展目標。自動化管理與控制不僅能夠提升企業的經營效率，而且對企業在生產發展過程中的生產安全以及污染控制、降低能耗都具有重要的影響作用。隨著造紙技術和DCS控制系統的逐步發展和完善，二者進行了有效的融合和利用，在我國的造紙行業自動化發展過程中，最先進的技術工藝就是DCS自動化控制技術的應用，本文通過技術應用分析，促進了我國制漿造紙生產的技術水平和質量。

[1]徐鶴兵.淺談DCS控制系統在制漿造紙生產中的應用[J].科技創新導報，2013，21：22.

[2]劉芬.化工生產中DCS控制系統的應用[J].化工管理，2014，06：61～62.

TP273.5

A

1004-7344（2016）05-0248-02

2016-2-1