基于DCS的造纸自动化控制系统的设计与实现

浅谈DCS控制系统在制浆造纸生产中的应用摘要:随着我国科学技术的不断发展，造纸行业的自动化水平也越来越高，相关的科学技术投入也在不断增大。

近些年来，DCS 系统越来越被我国的造纸行业广泛应用，这些DCS控制系统，很大程度提高了相关造纸设置的控制精度，保证了设备的稳定运作。

使得造纸行业管理工作更为清晰，促进了我国造纸行业的现代化发展。

本文主要介绍了DCS控制系统的相关控制原理，分析了DCS控制系统在制浆造纸生产中的具体应用。

关键词:DCS控制系统制浆造纸应用1引言自动化管理是当今企业的主要发展方向，其对提高企业效益、改善产品质量、降低能耗、控制污染、保证生产安全等方面有重要作用[1]。

目前，我国造纸行业中自动化发展最重要的体现就是DCS控制系统。

造纸行业的制浆造纸工序大致可以分为：制浆阶段、造纸阶段、碱回收阶段、水处理阶段，其中碱回收和水处理两个阶段也是制浆造纸生产过程中的重要部分。

DCS控制系统在这两个阶段的应用极其广泛，本文主要分析了该阶段的相关控制应用。

2 DCS控制原理分析笔者所在公司采用的是罗克韦尔AB控制系统，其控制的原理是现场检查数据通过现场的收集信号经I/O单元进行A/D转化，再将数据传输到过程接口控制器PIC中，PIC将数据发送到过程站PCS中，再转送到现场总线控制器FBC中，对数据进行滤波和线性化处理，最后发送到PCS的CPU，然后进行相关的数据计算和分析。

信息数据在CPU处理结束后，由经FBC返回到现场进行工序执行从而完成自动化控制模式。

在罗克韦尔AB控制系统中，操作员可以通过操作终端进行指令输入，保证对罗克韦尔AB控制系统的运作控制。

3 制浆造纸生产过程中DCS控制系统应用3.1制浆阶段制浆阶段的DCS控制系统的应用主要体现在磨浆、蒸煮、打浆、配浆等方面，需从温度、液位、压力、浓度以及流量等进行相关参数的控制。

可以看出，DCS控制系统既需对管道和罐类上的阀门的参数进行PID调节，又需对制浆生产过程中的电磁阀和定速电动机进行顺利和逻辑的控制，从而保证温度、液位、压力、浓度以及流量满足相关的生产工艺标准。

基于DCS的纸机控制系统集成设计作者：陈奕树来源：《今日自动化》2021年第07期[摘要]造纸行业应用的自动化系统种类繁多，通常会将各类系统整合到技术成熟且兼容性高的DCS平台上做集中控制，纸机控制系统就是典型的系统集成代表。

介绍纸机控制系统的主要构成和各部分子系统的特点，描述了一种以DCS为基础对各部分系统进行集成的设计方案，同时也对纸机控制系统发展方向进行了探讨。

[关键词]造纸工业;纸机控制系统;DCS;PLC[中图分类号]TS736;TP29 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）07–0–02Discussion on Integrated Design of Paper Machine Control System Based on DCSChen Yi-shu[Abstract]There are many types of automation systems used in the paper industry， and various systems are usually integrated on a DCS platform with mature technology and high compatibility for centralized control. The paper machine control system is a typical system integration representative. Based on this background， the main composition of the paper machine control system and the characteristics of each part of the subsystem are introduced， and a design scheme for integrating various parts of the system on the basis of DCS is described. At the same time， the development direction of the paper machine control system is also carried out. Explore.[Keywords]paper industry; paper machine control system; DCS; PLC現代造纸业经过多年发展，已经形成了一个系统工程。

造纸DCS控制系统分析作者：沈华杰来源：《卷宗》2020年第17期摘要：本文分析了造纸DCS控制系统，包括造纸工业生产过程特点，系统工程设计等。

关键词：造纸;控制;设计随着生活水平的提高，造纸行业的发展更是日新月异，从现场操作到采用集散控制系统控制，从靠工人的经验判断纸张质量的好坏到用质量控制系统来控制产品质量，从靠工人的眼睛来判断纸张外观纸病到在线纸病检测系统，这些技术的发展带来造纸行业的变革，使造纸无论从质量还是从产量上都是有了质的飞跃。

1 造纸工业生产过程特点造纸同其他行业一样，作为一个工厂、一个生产流程或某一个单元，都按照一定的要求和条件来组织生产和进行操作。

为使整个生产过程不出偏差，这就要求有好的测量控制系统来保证。

工业生产过程的控制系统设计，完全依赖于被控制的工业生产过程的特性和要求。

所以，深入了解造纸工业生产过程特性，是进行集散型控制系统设计的基础。

对于一个造纸生产过程，从控制的观点来分析，可用生产过程扰动作用、生产过程特性和顺序控制要求三个方面来考虑。

1.1 过程扰动作用造纸工业生产过程，往往会受到各种各样的干扰作用，使得生产过程不稳定，从而影响产品的质量和产量，最终影响生产过程的经济效益。

这些干扰来自原料（包括浆料、化学品、添加剂）的质量和供应情况;产品质量标准和规格的变化;生产过程设备的稳定性;环境条件改变，比如季节的更换;与其它工厂或装置之间的连结关系;设备特性的漂移和衰减作用;过程物料的波动;控制系统的可靠性。

质量问题，可以是原材料质量的波动，产品规格的改变，即物料或产品的组成化学成分和物理性质的变化，如长纤维及短纤维比例的变化。

有些物流与其它工厂或生产过程相连结的，因前后连结的调度等原因，要求过程操作改变。

典型的设备特性漂移和衰减作用，如热交换器随着生产的进行而结垢，从而影响传热效果;加入化学品的活性改变，这些都将影响纸张的物理特性。

过程物料输送过程，常常因固体物料堵塞管道，或管道破损，而影响物料流量不稳定。

DCS控制系统在纸浆造纸污水处理上的应用介绍DCS是分布式控制系统（Distributed Control System）的简称。

DCS系统是一种以计算机为中心的过程控制系统，具有自动控制、监视和数据采集等功能，能够实现对生产过程的全部自动控制。

纸浆造纸行业作为重要的工业产业，其污水处理也是相当重要的环节。

随着环保意识的强化和污水排放标准的逐步提高，污水处理对于纸浆造纸企业来说变得愈发重要。

而DCS控制系统在纸浆造纸污水处理上的应用，可以通过实时控制和监测污水处理过程，提高生产效率、降低生产成本，并且有效保障环境安全。

DCS控制系统在纸浆造纸污水处理上的优势实时监测使用DCS控制系统可以实时监测整个污水处理过程，包括物质的输入、输出浓度、PH值、温度等重要指标。

这些数据可以被系统收集、分析并反馈到控制中心，从而实现对整个污水处理过程的实时监控。

此外，如果出现变化或异常情况，系统会自动发送警报并及时通知相关人员，避免人为差错所带来的损失。

减少误操作在传统的控制模式下，操作者需要花费大量时间和精力来监测和控制所有的设备。

因此，在处理大量数据、在危险环境中的工作等场合，人的精度和效率都达不到要求。

而引入DCS控制系统后，除了可以自动控制整个处理过程，还可以集成传感器、运动控制和数据管理设备等多个环节，减少了人为误操作的可能性。

降低成本DCS控制系统可以设计各种控制和逻辑策略，确定各项指标的目标值，并自动推动设备进行调整和控制。

此外，它还可以自动诊断设备开启和关闭的时间、阀门位置和运行速度等各种指标，让设备在整个过程中得到充分利用，从而减少不必要的能源和材料浪费，降低生产成本。

提高生产效率DCS控制系统可以实现全程监控和自动控制，从而提高生产效率和工作精度，减少停机时间。

而且，它还可以自动调整工作速度和生产批次，根据实际工作情况做适当调整，以实现最佳生产效率。

帮助环保使用DCS控制系统可以减少对环境的影响，提高环保水平。

基于DCS 的造纸自动化控制系统的设计与实现美卓集团总部在芬兰，是全球领先的工程技术公司。

业务涵盖矿山、建筑、能源、金属回收、纸浆和造纸等行业。

一、工艺流程工程核心设备是芬兰Metso 提供的在线双面涂布超压高速纸机，没有传统工艺的混合浆池，利用混合器使浆料在管道中直接混合，大大缩短了更换纸种所需的时间，提高了纸机的生产效率。

1.浆料流送装置是造纸机的起始部分，习惯上称之为流浆箱或网前箱。

2.网部的主要作用是将悬浮液浆流进行大量脱水，并使之成形具有一定湿强度的湿纸页。

纸幅在网部的成形决定了纸张成品的重要性。

3.在压榨部采用直通式双道靴型压榨，大大提高了纸页的脱水率和紧度。

4.干燥部是上烘缸下真空辊的结构，加入了纸幅稳定器用以解决高速纸机的纸幅跳边现象。

前干燥部有一套在线清洗设备，保证了纸机的运行效率。

5.施胶部的目的主要是使纸和纸板具有抗拒液体（特别是水和水溶液）扩散和渗透的能力，以适宜于书写或防潮抗湿，施胶剂是松香胶料。

6.超压部分也叫超级压光机，是由3~10个辊筒垂直安装在机架上组成的。

提高纸页的平滑度、紧度和光泽度，并使纸页全幅厚薄均匀。

7.传感器的使用：在施胶部之前有一个扫描架，安装了定量、水分和厚度传感器。

施胶部之后是第二个扫描架，安装了定量与水分传感器。

卷曲机构安装了第三个扫描架，有定量、厚度、水分、颜色、光泽度传感器。

此外，该纸机还装备了Metso公司的Sensodec6S 纸机状态及运行性能检测系统、KajaaniRMi 流着率分析系统、QCS质量控制系统、WMS断纸检测系统和WIS纸幅侦测系统，它们都属于造纸控制系统的组成部分。

现在开始着重讲它的集散控制系统DCS。

二、DCS—美卓MetsoDNAMetsoDNA（Dynamic Network Architecture）是美卓自动化开发的一套DCS 系统，它基于一个树型或者环型拓扑结构的冗余以太网络，将操作管理装置和下面的分散过程控制装置整合到一个平台。

根据DCS的造纸厂纸机配浆监控系统设计造纸厂纸机配浆监控系统是指利用先进的自动化技术和仪表设备，对造纸过程中的配浆环节进行实时监控和控制。

它的主要功能是对配浆过程中的浆料质量、浆料浓度、浆料温度等参数进行监测，并对异常情况进行报警和自动调整，确保浆料的质量稳定，从而提高产能和降低成本。

在设计纸机配浆监控系统时，需要采取以下措施：1.选择合适的传感器和仪表设备：配备合适的传感器和仪表设备是实现监控系统的基础。

在配浆过程中，可以使用浆料质量传感器、浆料浓度传感器、浆料温度传感器等等对浆料的关键参数进行监测。

2.建立实时监测系统：通过传感器和仪表设备获得的数据，进行实时监测，并将数据传输到监控中心。

监控中心采用计算机和相关软件，对数据进行处理和分析，以实现对配浆过程的实时监控。

3.设计报警系统：监控中心根据事先设定的阈值，对监测到的数据进行分析，一旦参数超出设定范围，即发出报警信号。

报警信号可以是声音、光信号或者是通过短信、邮件等方式发送给相关工作人员，以便及时采取纠正措施。

4.确保监控系统的可靠性和稳定性：监控系统是整个工厂生产过程中的重要组成部分，其可靠性和稳定性对于工厂的正常运行至关重要。

因此，在设计系统时需要考虑防火防爆、防尘防湿、抗干扰等因素，选择经过可靠验证的设备和技术。

5.实现远程监控：除了地面监控中心对配浆过程进行监测和控制外，还可以实现远程监控。

通过网络技术和云计算技术，可以将监控数据传输到远程服务器，并通过手机、平板电脑等移动设备实现远程监控和控制，以方便管理人员实时了解生产情况并进行决策。

6.数据分析与统计：监控系统除了实时监测配浆过程，还应对历史数据进行保存和分析。

通过对历史数据的分析和统计，可以找出生产过程中存在的问题，并对系统进行改进和优化，提高生产效率和质量稳定性。

纸机配浆监控系统的设计可以提高生产效率和质量稳定性，减少人为因素的干预，降低生产成本。

同时，它也为造纸厂提供了更加科学的数据支持和决策依据，有助于提升企业竞争力和市场占有率。

DCS系统在纸浆和造纸工业中的应用效果随着科技的不断发展，自动化控制系统在各个工业领域中广泛应用。

DCS（分布式控制系统）作为一种重要的自动化控制系统，在纸浆和造纸工业中具有广泛的应用效果。

本文将探讨DCS系统在纸浆和造纸工业中的应用效果，并对其带来的益处进行详细分析。

一、DCS系统在纸浆行业中的应用效果纸浆生产过程中，涉及到多个环节，包括浆料的制备、搅拌、过滤、蒸煮等。

采用DCS系统可以对这些环节进行全面监控和控制，提高生产效率、降低生产成本。

具体来说，DCS系统可以实现以下功能：1. 过程监控和控制：DCS系统可以对纸浆生产过程中的温度、压力、液位等参数进行实时监控，及时发现异常情况并进行控制，确保生产过程的稳定性。

2. 质量控制：通过DCS系统，可以对纸浆的质量进行在线监测和控制，包括纸浆的浓度、PH值、酸碱度等。

这样可以有效提高纸浆的质量稳定性，减少次品率。

3. 能耗管理：DCS系统可以对纸浆生产中的能源消耗进行实时监测和控制，优化能源的利用，降低能源的浪费，从而达到节能减排的目的。

4. 故障诊断和维护管理：DCS系统可以通过监测设备的工作状态和参数，及时发现故障，并进行故障诊断，提高故障处理的效率。

同时，还可以对设备进行定期维护管理，延长设备的使用寿命。

通过以上功能的实现，DCS系统在纸浆行业中可以提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量，实现可持续发展。

二、DCS系统在造纸工业中的应用效果造纸工业是将纸浆转化为纸张的过程，其中需要进行纸张的成型、干燥、加工等工序。

DCS系统在造纸工业中的应用效果主要体现在以下几个方面：1. 自动化生产线控制：通过DCS系统，可以实现造纸生产线各个环节的自动化控制，如纸张成型、干燥、压光等。

这样可以提高生产效率，减少人工操作，降低劳动强度。

2. 质量控制：DCS系统可以对纸张的质量进行在线监测和控制，包括纸张的厚度、密度、湿度等。

通过实时调节工艺参数，可以提高纸张的质量稳定性，减少次品率。

DCS系统在制浆造纸中的自动化控制与优化在制浆造纸过程中，DCS系统的自动化控制和优化发挥着重要的作用。

DCS系统（Distributed Control System）是一种分布式控制系统，具有多任务处理、高可靠性和灵活性的特点，能够实现对制浆造纸过程的实时监控和自动控制，提高生产效率、降低生产成本，同时保障产品质量和环境安全。

一、DCS系统在制浆中的自动化控制1. 传感器和仪表的应用：DCS系统通过各种传感器和仪表来采集制浆过程中的关键参数，如温度、压力、浓度、流量等，实现对关键环节的实时监测。

2. 控制阀和执行器的控制：DCS系统通过控制阀和执行器来实现对制浆设备的自动控制，根据实时数据进行调节，确保设备运行的稳定性和安全性。

3. 自动化流程控制：DCS系统能够根据事先设定的工艺参数和控制策略，实现制浆过程中的自动调节和优化，提高生产效率和产品质量。

二、DCS系统在造纸中的自动化控制1. 纸浆配制的自动化：DCS系统能够实现对纸浆配制过程的自动控制，根据产品要求和原料质量，精确控制各种原料的投入比例和时间，提高配制的准确性和稳定性。

2. 纸浆制备的自动化：DCS系统能够实现对纸浆制备过程的自动控制，包括搅拌、筛选、脱水等环节，通过准确的控制参数和策略，提高纸浆的质量和成品率。

3. 纸机运行的自动化：DCS系统能够实现对纸机运行过程的自动控制，包括纸浆供给、湿纸网的成型、压榨和干燥等环节，通过自动调节参数和控制策略，提高纸张的质量和生产效率。

三、DCS系统在制浆造纸中的优化1. 生产过程优化：DCS系统能够实时监测和分析制浆造纸过程中的各项指标和参数，通过数据分析和建模，发现潜在问题和改进空间，并实施优化调整，提高生产效率和质量。

2. 能源消耗优化：DCS系统可以对制浆造纸过程中的能源消耗进行监测和控制，通过调整设备参数和运行策略，减少能源浪费，提高能源利用效率，降低生产成本。

3. 故障诊断和预防：DCS系统能够实时监测设备状态和运行数据，通过故障诊断和预测，提前发现设备故障和异常，为维护保养和故障修复提供有效的指导，减少停机时间，提高设备可靠性。