浅谈电气自动化在制浆造纸中的应用.doc

浅谈电气自动化在制浆造纸中的应用 【摘 要】随着科学技术的不断发展，制浆造纸企业的自动化控制水平也在不断的提高，本文就工业电气自动化在制浆造纸中的应用以及其涉及的相关的先进的控制技术做了简单的介绍，并对其发展趋势做了探讨。 【关键词】制浆造纸；工业电气自动化；综合控制与管理；PLC 20世纪开始，人们开始用分散式测量仪表和控制装置，进行单参数调节，取代了传统的手工操作。经历了几十年的发展过程，现代工业生产得到了迅猛的发展，工厂自动化程度大大提高。特别是微型计算机的问世，使生产过程自动化进入了新的高水平阶段。人们可以通过计算机系统对生产过程中的多个设备及参数进行综合控制与管理，并通过各类仪表给操作人员进行直观的显示。20世纪70年代后期，DCS与PLC以其优良的性能在工业控制中崭露头角，很快在制浆造纸工业中也得到了普遍的应用，自动化系统也逐渐由原来的单一的过程控制向管理与控制一体化的综合自动化方向发展。 进入21世纪以来，人们本着“以人为本，节能环保”的理念，对工业自动化技术提出了更高的要求。随着计算机技术、无线技术、现场总线技术、工业以太网技术、IT技术、机器人技术、传感器技术及安全技术等科学技术的不断发展与创新，增强了整个生产过程的自动化控制的集中性，使每台设备在生产过程中能够充分高效的发挥其作用，同时也使生产成本得到了大大的降低。 电气自动化是一个涉及电工、电子、自动化和计算机工程等多个学科的综合性技术领域，在国民经济中占有基础性的地位。其特点是强弱电结合，计算机技术与自动化技术相结合，实现工业企业的生产设备和生产过程电气化、自动化。 在现代化的制浆造纸设备具有大型、高速、连续、复杂、自动化程度高、成套化和控制精度要求高等特点。目前，我国制浆造纸设备已发展成为工艺适应性强，技术复杂，品种繁多，具有机、电、仪、计算机相结合的高新技术配套产品，不少产品已接近甚至达到国际先进水平。新建的大型造纸企业都装备有整条生产线的自控系统。其主要完成的任务有以下几项： （1）过程设备和单元之间的协调和控制； （2）为操作者提供监控和管理功能。 （3）应用数学模型去预测和模拟过程的变化和未来状况，并对这些变化采取相应的调控措施。 （4）采集和报告生产过程中的各项数据。 在制浆造纸的整个生产过程中，自动化控制均得以应用。首先，在制浆过程中，自动化控制主要集中在蒸煮、磨浆、配浆和打浆的控制。一方面，通过对生产过程中的电机及电磁阀进行逻辑顺序的控制，另一方面对罐类和工艺管道上的各种阀门进行工艺参数的调节。随着电子技术的发展，以PLC为主流产品的控制器得到了普遍的应用并且不断发展，逐渐以一个过程控制系统的形式呈现，具备了从事复杂控制的能力。新型操作终端的出现和LCD显示技术的进步，特别是PLC控制器通讯能力的加强，使智能的、动态的人机界面越来越多地应用在制浆生产的关键控制点，如蒸球、磨浆、配浆等部分，在被控现场配置触摸式液晶显示操作终端，可方便的与PLC联接，融入控制器的操作系统中。触摸式界面能够清楚的反映生产过程的整体和局部信息，可以数字量形式和以棒图形式显示，也可以趋势图的形式显示其相关参数，为操作人员提供更加直观有效的实时数据，便于操作者及时对各项工艺参数进行控制。 在造纸的过程中，自动化控制突出表现在纸机的传动控制方面。由于纸种的变化，纸机的速比，浆料配比等均发生变化，使纸机的车速需要有大范围的调整；同时电网电压、频率和负荷的波动，也会引起纸机车速的变化。因此，要求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。又因纸机传动在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。 近些年电气传动系统普遍采用国外进口控制装置，传动系统的稳速精度、动态响应和可靠性等方面得到了很大提高。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，实现系统的最优化以及全厂计算机信息系统的多层次集成化。 目前许多国内的企业已经意识到了信息技术以及自动化系统在提高整个企业经济效益中所起的重要作用。但是由于我国制浆造纸企业的基础薄弱，无论是在生产过程的建模、先进控制、过程优化等方面，还是在经营决策及系统开发等方面，都与制浆造纸的发达国家存在很大差距。因此，需要根据我们的实际情况，在过程建模、软测量技术、先进控制方案、动态系统的故障诊断、实用软件开发等关键技术上进行研究开发，以达到实现制浆造纸综合自动化系统的目的。 随着科学技术的不断发展，决定了制浆造纸工业自动化的发展趋势是建设企业的综合自动化系统，以充分利用现代信息技术包括计算机、通信、自动控制、系统工程、信息处理等和现代的企业管理技术达到在最短时间内高质量、低成本和优质服务满足用户的需求，同时最大限度的减少污染，节约能源，