摘要：本文介紹了利用SunyTDCS9200對造紙洗選工段的全面監(jiān)控，重點闡述進(jìn)口設(shè)備和系統(tǒng)設(shè)計對控制系統(tǒng)的特殊要求，以及利用SunyTDCS9200系統(tǒng)豐富的功能，全面實現(xiàn)其監(jiān)控的方法。
1 引言
紙漿洗選是制漿過程中十分重要的環(huán)節(jié)，洗選過程的目的是把紙漿中的黑液分離出來，并使纖維細(xì)胞壁及細(xì)胞腔中的蒸煮溶解物擴散出來，從而得到較潔凈的紙漿。經(jīng)洗選后的漿料，其洗凈度對以后的紙漿造紙影響很大，未洗凈的漿料會產(chǎn)生較多的泡沫，從而降低篩選、凈化、濃縮效率，增加漂白和施膠等藥品的消耗，加大中段廢水排放的污染，影響紙成型的勻度和成紙質(zhì)量。因此，紙漿洗選具有洗凈漿料和在盡可能減少稀釋的前提下，最大限度的提取漿料中所含溶解物質(zhì)和化學(xué)藥品的雙重作用。
某造紙廠具有生產(chǎn)能力為300t/d真空洗選裝置，其中關(guān)鍵設(shè)備如除節(jié)機、一段壓力篩、二段壓力篩、洗節(jié)機、洗渣機、除砂器、節(jié)子磨機和主要漿泵均采用安德里茲（ANDRITZ）進(jìn)口產(chǎn)品。通過利用浙大中自SunyTDCS9200組建過程控制系統(tǒng)，使其生產(chǎn)工藝控制操作智能化、自動化，從而大大節(jié)約了運行費用，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，該造紙廠從而取得了更多的經(jīng)濟效益。
2 控制系統(tǒng)的硬件配置
2.1 系統(tǒng)組成
整個DCS控制系統(tǒng)由2個控制站組成，分別為電氣控制站和儀表控制站，其中，電機、泵類監(jiān)控的測點設(shè)計在電氣控制站中實現(xiàn)，其控制算法主要采用LD語言實現(xiàn)；有關(guān)閥門、模擬量等監(jiān)控的測點所實現(xiàn)的PID控制、遠(yuǎn)程操作調(diào)節(jié)閥、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能在儀表控制站中實現(xiàn)，其控制算法主要采用FBD語言實現(xiàn)。該系統(tǒng)配置了3個操作站，均能實現(xiàn)對電機類設(shè)備和儀表類設(shè)備的監(jiān)視和控制。其系統(tǒng)組成方框圖如圖1所示。
2.2 實現(xiàn)功能
該系統(tǒng)完成對整套洗選裝置的數(shù)據(jù)采集和顯示，機泵的啟停，閥門的開啟，模擬量控制，重要設(shè)備之間聯(lián)鎖和保護(hù)，以及除砂器、洗節(jié)機和洗渣機的排污順控等，主要內(nèi)容如下：
1) 遠(yuǎn)操調(diào)節(jié)：12套；
2) 自動調(diào)節(jié)：41套；
3) 機泵控制：55套；
4) 聯(lián)鎖、保護(hù)：98套；
5) 順序控制：3套。
3 控制特點由紙漿洗選過程的工藝流程來看，整個紙漿洗選過程主要分為：漿的粗篩過程、漿的洗滌過程、漿的精篩過程。所以整個洗選過程的控制主要表現(xiàn)為壓力除節(jié)機的控制、洗漿機轉(zhuǎn)速、真空度的控制以及一段、二段壓力篩和除砂器的控制。在整個工程實施過程中，其控制系統(tǒng)體現(xiàn)了以下幾個特點：
3.1 控制的密集性
在該系統(tǒng)中，每臺泵的需要流量不同，除節(jié)機、一段壓力篩、二段壓力篩、洗節(jié)機、洗渣機、除砂器等整套設(shè)備的體積不大，但進(jìn)出裝置的物料卻很多，傳統(tǒng)情況下，需要由專人看管，隨時調(diào)整漿泵進(jìn)出口閥門，同時還需兼顧其它設(shè)備正常工作的壓力。由于漿泵進(jìn)口閥門需要關(guān)小，造成漿泵超負(fù)荷運行，且磨蝕頻率高，用電負(fù)荷大。由于手工操作，造成產(chǎn)品質(zhì)量波動大，從而造成質(zhì)量事故的概率高?，F(xiàn)利用DCS系統(tǒng)，每一物料都需要通過嚴(yán)格的PID控制，否則就會造成裝置的堵塞，另外，由于裝置的體積小，慣性小，控制的范圍要求得也小，對控制系統(tǒng)的設(shè)計存在一定的難度。如圖2為除節(jié)機的流程圖，從該圖中可以看出，控制該裝置的正常運行，需要5套PID調(diào)節(jié)回路來成功實現(xiàn)對壓力除節(jié)機的控制。
通過DCS系統(tǒng)的操作員站，由于整個系統(tǒng)實現(xiàn)了自控運行，操作人員的主要責(zé)任就是監(jiān)控、查詢及發(fā)送相應(yīng)的指令。通過操作員站及所安裝的監(jiān)控系統(tǒng)，一個人即可完成過去由多人完成的工作，大大提高了效率。
3.2 控制的條件較多
整個洗選過程的控制有壓力除節(jié)機的控制、壓力篩的控制、除砂器的控制以及洗漿液位的控制等，由于每個調(diào)節(jié)系統(tǒng)輸入條件限制較多，輸出也受外圍的泵和閥的開停狀態(tài)限制，不同的狀態(tài)要求調(diào)節(jié)閥響應(yīng)控制到0%或30%位置，其邏輯框圖如圖3所示。本工程通過利用SunySunyTDCS9200系統(tǒng)的算法編輯器（SunyIEC）的成功實現(xiàn)了對各系統(tǒng)的控制，圖4是盤磨板調(diào)系統(tǒng)具體實現(xiàn)的算法程序圖。
3.3 節(jié)子磨啟動和保護(hù)條件復(fù)雜
由于節(jié)子磨啟動和保護(hù)條件很復(fù)雜，通過多方技術(shù)人員對設(shè)計圖紙的共同探討，根據(jù)生產(chǎn)的實際情況，節(jié)子磨啟動條件如下，其實現(xiàn)算法如圖5所示。
1) 節(jié)子磨潤滑油泵準(zhǔn)備好；
2) 節(jié)子磨板調(diào)系統(tǒng)退刀限位(常開）；
3) 節(jié)子磨解機急停；
4) FS028_FS1推力軸承油量>L=1，常開；
5) FS029_FS1前徑軸承油量>L=1，常開；
6) FS030_FS1后徑軸承油量>L=1，常開；
7) TS032_TS1前徑軸承油溫
8) TS033_TS1后徑軸承油油溫
9) TS034_TS1推力軸承油油溫
10) LS052_LS1油箱油位大于L，常開；
11) TT_4107油箱油溫>H=1，常開，正常閉合；
12) PDS051油過濾網(wǎng)差壓大于H=1，常開；
節(jié)子磨跳閘保護(hù)條件如下：
1) 盤磨潤滑油泵停；
2) FS028_FS2推力軸承油量>LL=0，常閉；
3) FS029_FS2前徑軸承油量>LL=1，常開；
4) FS030_FS2后徑軸承油量>LL=1，常開；
5) TS032_TS2前徑軸承油溫
6) TS033_TS2后徑軸承油油溫
7) TS034_TS2推力軸承油油溫
8) 電機繞組溫度A、B、C大于120度；
9) 電機前、后軸承溫度大于80度；
10) LS052_LS2油箱液位>LL=1，常開。
4 結(jié)束語本造紙廠通過利用SunyTDCS9200控制系統(tǒng)，成功地實現(xiàn)了在洗選過程中的智能化、自動化控制，通過該系統(tǒng)使紙漿洗凈度提高3～4%，洗滌用水減少5～10%，黑液濃度提高2～3%，大大提高了紙漿生產(chǎn)的效率，也因此為該廠取得了更大的經(jīng)濟效益。
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