集散控制系统在废纸脱墨生产过程中的应用葫芦岛

集散控制系统在废纸脱墨生产过程中的应用

集散控制系统在废纸脱墨生产过程中的应用 2011年12月10日 来源： 近年来，各造纸厂家出于对环保和资源的考虑，不断加大废纸再生利用。而脱墨技术作为废纸再生利用的一个难题，已越来越被广大造纸生产厂家所重视。山东太阳纸业集团有限公司首家引进美国T.B.C.公司一条高白度高强度的废纸脱墨生产线，海天测控技术有限责任公司针对该生产线的工艺特点设计了集散控制系统对工艺流程进行控制。该生产线于一九九九年十月顺利投产，成浆白度达到86%（ISO）。

现就集散控制系统在该条生产线上的应用介绍如下。1. 集散控制系统简介

集散控制系统是一种综合了计算机控制技术和网络技术的先进控制系统。在集散控制系统中过程控制站多采用高性能、高可靠性的工业控制器完成主要的控制决策和信号的输入输出处理；操作员站通过网络与过程控制站进行数据交换，完成各种工作指令的下达和过程数据的收集；工程师站主要用于控制策略组态，并通过网络下载组态。集散控制系统具有可靠性高、易于维护、操作形象简单、控制策略组态灵活等优点。生产过程中引入集散控制系统后，操作员的主要操作界面将转移到计算机屏幕前。同时，集散控制系统中拥有强大的数据管理功能，可以将大量的生产过程数据和事件以及控制参数记录汇总，并通过丰富的图表提供给操作员。

2. 控制系统实例

在海天测控技术有限责任公司为山东太阳纸业集团有限公司办公废纸脱墨生产线设计的集散控制系统中采用了德国SIEMENS公司的S7系列可编程控制器作为过程控制站（PS），在主控室设置了一台高档标准PC作为操作员/工程师站（OS/ES），根据该厂的实际情况在生产现场设置2个SIEMENS TP27-10触摸屏操作员面板作为现场操作工的操作界面。系统的结构图如下：　　@1.JPG　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 在该系统中，生产流程中的各个检测信号和执行器信号以及电机的启停控制信号都接入过程控制站的I/O单元。控制程序存储在过程控制站的CPU中。过程控制站可以在脱离操作员站和TP的情况下相对独立地运行。两个过程控制站之间通过MPI网进行数据共享，从而实现了连接在两个过程控制站上的设备之间的连锁。

在操作员/工程师站上采用中文Windows NT作为操作系统，监控程序采用中文图形界面，可以指示出系统中各传感器和执行器的工作参数以及电机设备的启停状态。同时，通过操作员站的监控软件可以对各控制回路的控制参数进行整定，并将整定后的参数下传给过程控制站；另外在操作员站上通过各种形象的图形操作元素可以对系统中的执行器和电机进行操作。在操作员站上对生产过程中的各种重要数据（例如：压力筛的进口和良浆出口的差压，热分散器的加载功率等等）均建立了完善的数据库，并可通过图表方式查阅和打印。对于不同的操作员，监控软件中设置了分权限登录机制，即不同的操作员按照所涉及的操作级别掌握了不同的操作权限口令，用相应的权限口令登录可修改的参数和查看的数据的范围是不同的。

工程师软件也装载在操作员微机上，利用Windows NT的多任务机制可以在不退出操作员监控软件的情况下启动工程师软件。通过工程师软件系统工程师可以在线和离线修改过程控制站的控制程序以及操作员站的监控程序。现场操作员面板是为现场操作工设置的，它同样通过MPI网与过程控制站的CPU连接。操作员面板的主要作用是为操作工提供一个相对简易的操作界面，在操作员面板上显示有分段的流程图画面和各检测点的检测值以及执行器和电机的工作状态。操作员可以直观地查看各浆池的液位、浆管内压力和流量以及浆浓度等等各种工艺参数的变化，并通过操作员面板的触摸屏方便地操作各类阀门和电机。

3. 控制对象和控制策略的选择

过程控制系统的成功应用很大程度上取决于对被控工艺过程的理解，选择正确的被控对象采用先进的控制系统可以有效地节约操作成本。集散控制系统在脱墨生产过程中的成功应用同样必须是建立在对脱墨生产工艺的深刻理解上的。

与造纸工业其他领域相似，在废纸脱墨中自控技术的应用毕竟不是全能的，集散控制系统控制对象和控制策略的选择应该首先满足关键设备和关键工艺参数的要求，下面就脱墨工艺流程的几个关键工序中控制对象的选择加以说明：

筛选

A. 浓度筛选过程主要是除去大多数剩余非纤维杂质。在这一过程中，浓度对杂质去除效率起了非常重要的作用。通常来讲，较低的浓度会获得较高的去除率。从提高效率的角度看，浓度控制是非常关键的因素，在集散控制系统中可以由一个反馈控制回路来完成。

B.排渣率除浓度外，尾渣排出与进料的比例对于杂质的去除效率也有明显的影响，理想的情况是：以排渣率作为一个变量，与杂质的比例变化相适应。但是，由于没有相应的监测仪表，无法在线检测排渣率，因此，尾渣的排放量可以根据实验室的测定结果人工调节，在集散控制系统中设置为一个手动回路。如果测出样品的杂质含量较高，可将第一段的排渣率通过手动回路从10%调节到1

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