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文檔簡介
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步驟進行,從而實現(xiàn)黑液里面的熱能和化學品的回收再利用,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漂白工藝,是一項
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)成功引進了置換蒸煮技術(shù),但是由于其蒸煮機理復雜、蒸煮流程繁冗且內(nèi)部聯(lián)鎖復雜,因此國內(nèi)目前仍沒有一套功能完善且擁有自主知識產(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,只有實力比較雄厚的大漿廠才有能力采購,因此實現(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)強紙業(yè)有限公司置換蒸煮DCS項目為依托,結(jié)合國合項目引進的技術(shù)資料對置換蒸煮生產(chǎn)溶解漿和化學漿的控制過程進行詳細剖析,并從控制難點的研究與解決策略、控制方案設(shè)計、上位機程序設(shè)計與實現(xiàn)三個方面展開應(yīng)用技術(shù)研究,具體研究內(nèi)容如下:
(1)控制難點的研究與解決策略
以國合項
4、目引進的 GL&V技術(shù)資料為依據(jù),對置換蒸煮工藝過程控制進行詳細剖析,在此基礎(chǔ)之上解決置換蒸煮系統(tǒng)應(yīng)用過程中的三個難點問題。其中針對蒸煮鍋溫差問題,設(shè)計了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)串級解耦 PID控制算法,解決了溫差控制的時滯性、時變性和非線性等難點;針對偏流問題,通過分析設(shè)計了通道的檢測和破壞方案,保證蒸煮過程中藥液以近活塞流的方式流動;針對卸料泵汽蝕問題,通過控制卸料濃度并結(jié)合變速卸料、補償有效汽蝕余量的方法,保證在整個卸料過程中NPSHa大于NPS
5、Hr。
?。?)置換蒸煮控制方案的設(shè)計研究
針對置換蒸煮工藝過程,提出了主順序和子順序相結(jié)合的控制方案,實現(xiàn)工藝過程的自動化;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)計了冗余、聯(lián)鎖、診斷等方案,保證控制系統(tǒng)安全有效地運行,并通過OPC接口技術(shù)使MATLAB和PLC相結(jié)合,便于高級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)計與實現(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)所提出的難點問題解決策略以及各控制方案,進行了DCS控制系統(tǒng)硬件、軟件設(shè)計,使得所提出的解決策略和控制方案可應(yīng)用于實際生產(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)之上對置換蒸煮系統(tǒng)應(yīng)用過程中的三個難點問題進行了分析和解決,并設(shè)計出了工藝自動化等控制方案,根據(jù)所提出的各難點解決策略及工藝自
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