摘要:本文介紹了利用SunyTDCS9200對造紙洗選工段的全面監控,重點闡述進口設備和系統設計對控制系統的特殊要求,以及利用SunyTDCS9200系統豐富的功能,全面實現其監控的方法。
  
  1 引言
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浙大中自SunyTDCS9200集散控制系統實現以進口設備為

  摘要:本文介紹了利用SunyTDCS9200對造紙洗選工段的全面監控,重點闡述進口設備和系統設計對控制系統的特殊要求,以及利用SunyTDCS9200系統豐富的功能,全面實現其監控的方法。
  
  1 引言
  紙漿洗選是制漿過程中十分重要的環節,洗選過程的目的是把紙漿中的黑液分離出來,并使纖維細胞壁及細胞腔中的蒸煮溶解物擴散出來,從而得到較潔凈的紙漿。經洗選后的漿料,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和化學藥品的雙重作用。
  某造紙廠具有生產能力為300t/d真空洗選裝置,其中關鍵設備如除節機、一段壓力篩、二段壓力篩、洗節機、洗渣機、除砂器、節子磨機和主要漿泵均采用安德里茲(ANDRITZ)進口產品。通過利用浙大中自SunyTDCS9200組建過程控制系統,使其生產工藝控制操作智能化、自動化,從而大大節約了運行費用,提高了產品質量,該造紙廠從而取得了更多的經濟效益。
  
  2 控制系統的硬件配置
  2.1 系統組成
  整個DCS控制系統由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、泵類監控的測點設計在電氣控制站中實現,其控制算法主要采用LD語言實現;有關閥門、模擬量等監控的測點所實現的PID控制、遠程操作調節閥、遠程監控等功能在儀表控制站中實現,其控制算法主要采用FBD語言實現。該系統配置了3個操作站,均能實現對電機類設備和儀表類設備的監視和控制。其系統組成方框圖如圖1所示。
  
  2.2 實現功能
  該系統完成對整套洗選裝置的數據采集和顯示,機泵的啟停,閥門的開啟,模擬量控制,重要設備之間聯鎖和保護,以及除砂器、洗節機和洗渣機的排污順控等,主要內容如下:
  1) 遠操調節:12套;
  2) 自動調節:41套;
  3) 機泵控制:55套;
  4) 聯鎖、保護: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為壓力除節機的控制、洗漿機轉速、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,其控制系統體現了以下幾個特點:
  
  3.1 控制的密集性
  在該系統中,每臺泵的需要流量不同,除節機、一段壓力篩、二段壓力篩、洗節機、洗渣機、除砂器等整套設備的體積不大,但進出裝置的物料卻很多,傳統情況下,需要由專人看管,隨時調整漿泵進出口閥門,同時還需兼顧其它設備正常工作的壓力。由于漿泵進口閥門需要關小,造成漿泵超負荷運行,且磨蝕頻率高,用電負荷大。由于手工操作,造成產品質量波動大,從而造成質量事故的概率高。現利用DCS系統,每一物料都需要通過嚴格的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,對控制系統的設計存在一定的難度。如圖2為除節機的流程圖,從該圖中可以看出,控制該裝置的正常運行,需要5套PID調節回路來成功實現對壓力除節機的控制。
  通過DCS系統的操作員站,由于整個系統實現了自控運行,操作人員的主要責任就是監控、查詢及發送相應的指令。通過操作員站及所安裝的監控系統,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,由于每個調節系統輸入條件限制較多,輸出也受外圍的泵和閥的開停狀態限制,不同的狀態要求調節閥響應控制到0%或30%位置,其邏輯框圖如圖3所示。本工程通過利用SunySunyTDCS9200系統的算法編輯器(SunyIEC)的成功實現了對各系統的控制,圖4是盤磨板調系統具體實現的算法程序圖。
  

  

  


  

  3.3 節子磨啟動和保護條件復雜
  由于節子磨啟動和保護條件很復雜,通過多方技術人員對設計圖紙的共同探討,根據生產的實際情況,節子磨啟動條件如下,其實現算法如圖5所示。
  1) 節子磨潤滑油泵準備好;
  2) 節子磨板調系統退刀限位(常開);
  3) 節子磨解機急停;
  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油過濾網差壓大于H=1,常開;
  節子磨跳閘保護條件如下:
  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 結束語
  本造紙廠通過利用SunyTDCS9200控制系統,成功地實現了在洗選過程中的智能化、自動化控制,通過該系統使紙漿洗凈度提高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的效率,也因此為該廠取得了更大的經濟效益。

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