DCS在造纸厂白水回收系统的应用.docx

在造纸厂白水回收系统的应用d cs王强马欣戴自祥何衍庆潘日芳(华东理工大学, 上海, 200237)摘 要 描述了集散控制系统 (d cs) 在某造纸厂白水回收系统的应用。d cs 能够按工艺要求的操作顺序, 自动地完成白水回收系统工艺过程的启动、 运转、 停止, 并具有良好的人机界面和较高的可靠性。关键词 白水回收d cs 顺序控制 比值控制过滤机出来的浊白水流入浊水池, 浊白水可打入白水塔或圆盘过滤机进行再次回收处理; 而 法圆盘过滤层充分形成之后, 可得到清白水。清 白水一部分用于圆盘过滤机喷淋水, 另一部分用于纸机喷水系统和振动筛用水。 圆盘过滤机 回收的纤维浓度可达 5% 8% , 再用白水塔中 的白水稀释到 3% 4% , 进入回收浆池, 回收 浆池的纤维可用于成浆系统纸板芯层纸的抄 造。 这样就形成了白水和纤维在车间内的循环使用。1引言造纸过程耗水量很大, 从节省资源和保护环境的观点出发, 采取有效措施进行废水的厂 内处理, 是长期以来倍受关注的问题。 一些技术先进的国家, 在这方面已作了大量的工作, 有很大的进展。 白水回收系统正是为了把造纸车 间用过的白水进行处理, 以便回收纤维, 并使 水在车间内部循环重复使用, 大大减少清水耗量。 所需的设备费用不高, 但能节省大量的纤 维原材料并减少污染。 国外先进国家的造纸厂3控制系统组成普遍采用 d c s、pl c 等进行过程控制,而国内造纸厂控制水平普遍不高。 采用更为先进的控制系统和控制方法提高我国造纸工业的控制水 平十分重要。 针对白水回收系统的特有控制要白水回收系统是抄纸车间的一个组成部分。d c s 系统除了用于白水回收系统的控制 外, 还用于其它系统, 例如成浆、流送、损纸、 蒸汽冷凝、 真空等系统的控制。 集散控制系统主要由分散过程控制装置、 通信系统、 操作管 理装置等三部分组成。考虑到节约投资费用, 输入、 输出单元采用了远程输入、输出单元。远程模拟量输入、输 出单元可接收 14 路标准的 4 20ma 模拟量信 号和发送 6 路标准的 4 20ma 模拟量信号。例 如它用于白水回收系统的流量测量、 液位测量 信号输入和相应的控制阀门的输出信号。开关量输入、 输出单元可接收 24v d c 信求,本文介绍一种采用 d c s 的控制系统。2工艺过程简介某造纸厂引进国外先进的工艺和设备,整个装置的控制采用集散型控制系统, 其白水回收系统的工艺流程简图如图 1 所示。 从纸机网部、 真空系统、 湿损纸系统等来的白水打入系统白水塔, 为了使白水塔保持一 定的液位, 可加入一定量的清水。 从白水塔出来的白水一部分用于损纸处理系统, 另一部分 与长纤维浆进行配比进入主要回收设备圆盘式 过滤机, 当圆盘过滤层形成不充分时, 从圆盘收稿日期: 199620121944中国造纸 第 5 期图 1号或触点信号及发送触点信号。 经扩展以后可有 40 路开关输入、 24 路开关输出。 用于白水回收系统的 电机运行输入信号、 阀位开关的输 入信号及启动电机的输出信号等。 输入、 输出单元通过就地现场 总线与分散过程控制装置相连。 分 散 过 程 控 制 装 置 以 m c 68020 作 c pu , 有 4m 内存和有关的通信接 口。 可以完成数据存储、 通信、 逻 辑运算、p id 运算等。操作管理装置是经改制的 h p 公司的工作站,它用于过程流程图、 趋势图、 仪表面板图、 报警表等的显示、 操作。 通 信系统采用冗余结构, 大大地提高 了系统的可靠性, 并便于系统的在线维修。图 2411顺序控制系统为了使系统开、 停车过程自动进行, 我们 设计了顺序启动、 顺序停止两个程序, 分别由cr t 上的启动和停止两个软按钮启动运行, 实 现系统的开车和停车过程。 系统开车顺序逻辑图如图 2。 系统停车顺序逻辑图如图 3。454控制系统分析d c s 控制功能完善, 系统组态灵活,数据处理方便, 人机界面友好, 系统调试方便,行安全可靠。白水回收系统在应用 d c s 后,实现以下几个主要方面的控制系统。运可1996 年 9 月c h ina p u lp & p ap e r 1994-2013 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 应该指出系统紧急停车和电机的联锁开停 机条件具有更高的优先级, 在系统开车程序执 行时, 如果某电机开车 条件不满足, 而使程序超时, 可 根 据 cr t 的 提示尽快查找故障, 解决问题后, 再次启动程 序, 直到所有电机都已 启动, 系统正常运行为 止。412 流量配比控制系统白水回收系统中有 三个流量控制回路: 长 纤维流量控制, 回收白 水流量控制和稀释白水流量控制。 本系统采用 回收白水流量作为主动 量, 长纤维流量作为从 动量的比值调节回路, 而稀释白水流量又以长纤维流量作为主动量进 行比值调节。 控制方案 如图 4。对于圆盘过滤机,应加入一定量的长纤维 浆作垫层, 以便充分地回收白水中的纤维, 使用此流量配比系统, 长 纤维流量可根据回收白水流量自动地按一定的图 4释白水流量也自动切入流量配比控制方式, 系统投运前将调节器的参数整定好, 并设好比例 值 k 1、k 2, 这样, 三个流量控制系统都是在顺 序启动过程中自动投运, 在顺序停止过程中自 动停运并切入手动控制方式, 操作十分方便。413液位控制系统 白水回收系统的白水塔、浊水池、清水池、回收浆池都采用以单回路的液位控制系统, 这里不另述, 在此介绍圆盘过滤机的液位控制系中国造纸 第 5 期比例(k 1)来调整加入量。同时稀释白水流量根据长纤维流量自动地按一定的比例(k 2)调整加入量。这样加入圆盘过滤机的回收白水量、长纤维量、 稀释白水量就能够协调一致, 达到 稳定工况。顺序启动程序执行时, 经组态可自动地将 回收白水流量调节器切入自动, 然后长纤维流量调节器自动切入流量配比控制方式, 同样稀46 1994-2013 china academic journal electronic publishing house. all rights reserved. 统。施非常灵活、 方便。对于圆盘过滤机, 当圆盘转速高时, 液位下降, 反之液位上升。 圆盘主电机由变频器进 行调速。5结束语白水回收系统的控制组态软件采用 d c s生产商提供的组态工具软件包, 它包括输入、输 出、中间数据的数据库和大量的基本功能模块。 组态时, 按实际过程要求用基本功能模块组成 功能图应用程序。 编译后送入计算机运行。 程序的编制和修改十分方便, 具有很大的灵活性,能满足复杂过程的控制要求。d c s 应用于造纸过程, 使工艺过程的开、 停车自动完成, 降低了复杂开车过程对操作人 员的要求, 减少了误操作。装置正常运行时, 操作员在操作站的动态显示画面上能够实时地观 察、 操作实际工艺过程, 降低了操作员的工作 量。历史趋势画面便于工艺过程的分析、调整。 事件、 报警列表可使操作员及时发现问题, 采 取措施进行处理。此外d c s 系统可定时地自动 打印报表。更为重要的是, d c s 的应用为建立 厂级的优化调度网络创造了有利条件。本文所述的 d c s 在某造纸厂已投运半年, 运行稳定, 可靠, 操作十分方便, 取得了明显 的效益。图 5如图 5 所示,液位变送器的输出信号由模拟信号输入通道输入, 作为液位调节器的测量信号, 与液位给定值作偏差运算后, 进行 p i 运 算, 输出信号与电机最小转矩比较后取大值, 然后经过一个开关, 此开关由顺序启动程序的圆 盘过滤机启动信号控制。此信号为“1”时, 调 节器输出信号通过开关, 由模拟信号输出通道参考文献输出 4 20ma信号, 作为变频器的给定值 (4何衍庆、俞金寿 1 集散控制系统原理及应用 1 北京: 化学工业出版社, 1995王常力、廖道文 1 集散控制系统的设计与应用 1 北京: 清 华大学出版社, 1993v a lm e t 1 设备资料1 20ma 对应变频器频率 0 60h z) , 此时回路2投运。当信号为“0”时,机停止。输出信号为 4ma ,电3由于采用d c s 用软件实现信号的采样、滤波、 运算、 比较、 开关及输出等功能, 所以实d cs in sa ve a ll sy stem of pa per m illm ich ae l wm a x in d a i z i2x ian gh e y an 2q in gp an r i2fan g(e as t c h ina u n iv e rs ity of s c ience and t ech nology , s h ang h a i,200237)a b st ra c t t h e app lica t io n o f d c s in save a ll sy stem o f p ap e r m ill is in t ro duced in th e p ap e r. t h e app lica t io ndem o n st ra te s th a t d c s can sta r t, run and stop th e p ro ce ss o f save a ll sy stem au tom a t ica lly acco rd ing to th e de sign o rde r. d c s h a s goo d m an 2m ach ine in te rface and h igh re liab il