基于S7-400PLC的置換蒸煮控制系統(tǒng)的應(yīng)用研究.pdf_第1頁
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文檔簡(jiǎn)介

1、造紙工業(yè)是我國的重要基礎(chǔ)原料產(chǎn)業(yè),但它的發(fā)展一直被高能耗、大污染和不合理的原料結(jié)構(gòu)等問題所困擾。制漿是造紙工業(yè)的重要組成部分,當(dāng)前仍沿用常規(guī)間歇式蒸煮工藝,能耗高、得率低,且后續(xù)漂白工段只能采用三段漂或四段漂,對(duì)環(huán)境的污染較大。而置換蒸煮技術(shù),通過在蒸煮鍋之外設(shè)置溫黑液、熱黑液、熱白液等槽罐,將蒸煮工藝分為多個(gè)步驟進(jìn)行,從而實(shí)現(xiàn)黑液里面的熱能和化學(xué)品的回收再利用,后續(xù)漿料也可以采用新近研發(fā)出來的無元素氯漂或全無氯漂等先進(jìn)漂白工藝,是一項(xiàng)

2、節(jié)能環(huán)保的新型間歇式制漿技術(shù),在美國、加拿大等造紙技術(shù)發(fā)達(dá)的國家已經(jīng)被研發(fā)成熟并得以廣泛應(yīng)用。雖然我國已經(jīng)成功引進(jìn)了置換蒸煮技術(shù),但是由于其蒸煮機(jī)理復(fù)雜、蒸煮流程繁冗且內(nèi)部聯(lián)鎖復(fù)雜,因此國內(nèi)目前仍沒有一套功能完善且擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的置換蒸煮全集成控制系統(tǒng),所采用的置換蒸煮控制系統(tǒng)都是由 ABB、Honeywell、SIEMENS等國外公司提供,成本昂貴,只有實(shí)力比較雄厚的大漿廠才有能力采購,因此實(shí)現(xiàn)置換蒸煮控制系統(tǒng)的國產(chǎn)化有利于置換蒸煮

3、技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用。
  基于上述原因,本碩士論文在科技部國家國際合作項(xiàng)目“節(jié)能環(huán)保型置換蒸煮關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的合作研究”的資助下,以廣西馬山和發(fā)強(qiáng)紙業(yè)有限公司置換蒸煮DCS項(xiàng)目為依托,結(jié)合國合項(xiàng)目引進(jìn)的技術(shù)資料對(duì)置換蒸煮生產(chǎn)溶解漿和化學(xué)漿的控制過程進(jìn)行詳細(xì)剖析,并從控制難點(diǎn)的研究與解決策略、控制方案設(shè)計(jì)、上位機(jī)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面展開應(yīng)用技術(shù)研究,具體研究?jī)?nèi)容如下:
 ?。?)控制難點(diǎn)的研究與解決策略
  以國合項(xiàng)

4、目引進(jìn)的 GL&V技術(shù)資料為依據(jù),對(duì)置換蒸煮工藝過程控制進(jìn)行詳細(xì)剖析,在此基礎(chǔ)之上解決置換蒸煮系統(tǒng)應(yīng)用過程中的三個(gè)難點(diǎn)問題。其中針對(duì)蒸煮鍋溫差問題,設(shè)計(jì)了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)串級(jí)解耦 PID控制算法,解決了溫差控制的時(shí)滯性、時(shí)變性和非線性等難點(diǎn);針對(duì)偏流問題,通過分析設(shè)計(jì)了通道的檢測(cè)和破壞方案,保證蒸煮過程中藥液以近活塞流的方式流動(dòng);針對(duì)卸料泵汽蝕問題,通過控制卸料濃度并結(jié)合變速卸料、補(bǔ)償有效汽蝕余量的方法,保證在整個(gè)卸料過程中NPSHa大于NPS

5、Hr。
 ?。?)置換蒸煮控制方案的設(shè)計(jì)研究
  針對(duì)置換蒸煮工藝過程,提出了主順序和子順序相結(jié)合的控制方案,實(shí)現(xiàn)工藝過程的自動(dòng)化;通過建模分析得到了基于物料平衡的槽區(qū)液位控制策略,使槽區(qū)液位始終保持在10%~90%之間,滿足了置換蒸煮系統(tǒng)正常生產(chǎn)的要求;設(shè)計(jì)了冗余、聯(lián)鎖、診斷等方案,保證控制系統(tǒng)安全有效地運(yùn)行,并通過OPC接口技術(shù)使MATLAB和PLC相結(jié)合,便于高級(jí)控制算法在置換蒸煮系統(tǒng)中的應(yīng)用。
 ?。?)基于S

6、7-400 PLC的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
  以西門子S7-400 PLC為主體控制硬件,PCS7為軟件開發(fā)工具,根據(jù)所提出的難點(diǎn)問題解決策略以及各控制方案,進(jìn)行了DCS控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計(jì),使得所提出的解決策略和控制方案可應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)。
  本碩士論文剖析了 GL&V公司的置換蒸煮工藝,在此基礎(chǔ)之上對(duì)置換蒸煮系統(tǒng)應(yīng)用過程中的三個(gè)難點(diǎn)問題進(jìn)行了分析和解決,并設(shè)計(jì)出了工藝自動(dòng)化等控制方案,根據(jù)所提出的各難點(diǎn)解決策略及工藝自

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