・论文与综述・

造纸生产中自动化技术应用综述

陈景文 ,孟彦京

(

陕西科技大学电气与信息工程学院

陕西西安

710021)

[ 摘　要 ] 　针对我国目前造纸行业的蓬勃发展 ,结合所从事的工程实践 ,对在造纸生产中应用自动化技术较

多的两大过程控制系统 —

——电气传动控制系统、

生产过程控制系统中所应用到的自动化技术及其发展概况作了

详细的说明 ,最后就未来的发展趋势作了展望。

[ 关键词 ] 　造纸生产 ;自动化 ;应用 ;综述

　　随着造纸生产工艺和设备的不断进步 ,对造纸生

产自动控制的要求越来越高 ,也使厂家对这方面越来
越重视 ,如何更好地选择和切合实际地配置性价比最
高的自动控制系统 ,已突出地摆在各生产厂家面前。

造纸生产的自动控制 ,过去只集中在电气传动方

面 ,现在的范围已扩大到打浆、

配浆、

上浆流送等的控

制系统、

纸机干燥部多段通气控制系统 (热泵控制) 以

及水分定量检测控制等方面 ,即通常说的 DCS 过程控
制系统和 QCS 质量检测系统 ,正朝着整厂集中控制的
方向发展。

1 　电气传动控制系统

造纸过程的自动化控制突出地表现在纸机的传动

控制方面。造纸机电气传动控制系统历来是造纸装备

最重要的部分之一 ,是纸机运行的一个极为重要的环
节 ,直接影响造纸生产的正常运行。因纸种的变化 ,纸
机的速比变化较大 ,浆料配比、

纸张特性、

纸机运行情

况的变化对纸机车速需要有较大范围的调整 ;电网电
压、

频率和负荷的波动也会引起纸机车速的变化 ,纸在

纸机的各部分受到不同的牵引力 ,在干燥部各段不同
的加热温度 ,都会使纸页产生纵向的伸缩率的变化。
因此 ,要求造纸机传动控制系统是一个稳定、

精确、

同

步、

协调的变速传动系统。除此而外 ,上浆系统、

蒸汽

冷凝水系统、

真空系统、

损纸系统、

涂料制备系统等也

是造纸机十分重要的组成部分。造纸生产系统中设备

的电气传动分为定速传动和变速传动两类。采用定速

传动的主要有泵类、

搅拌类电机。现在 ,对于大功率定

收稿日期

:2007 - 04 - 24

作者简介

陈景文

(1978 - ) ,

男

讲师

从事造纸自动化技术的研究

及其工程应用。孟彦京

, (1956 - ) ,

河北人

教授

硕士生导师

研究方

向

电力电子和变频传动

造纸机分部变频传动系统的开发与工程应

用

陕西有突出贡献的青年专家。

速电机的控制 ,已逐步推广采用具有良好起动功能的
软起动控制器。

目前 ,纸机传动控制几乎毫无例外地采用多点分部

传动的形式 ,客观上对自控制系统提出了快速、

精确、

稳

定和可靠等较高的要求 ;又因纸机传动在造纸生产中的
重要地位 ,纸机电气传动控制的一般配置由较大型 PLC
控制单元、

矢量型变频单元和生产管理计算机组成。运

用 PROFIBUS 通讯协议构成先进的现场总线网络 ,传
输各种生产数据 ,执行生产指令 ;控制各传动点的运行
状态。近年电气传动系统普遍采用国外进口控制装置

以来 ,传动系统的稳速精度、

动态响应和可靠性等方面

都得到了大大的提高。尤其是交流变频装置的推广 ,使
生产厂家得到了很大的益处 ,使长期困扰厂家的国产
模拟控制装置的诸多问题有了根本性的改变 ,提高了
生产效益。目前传动系统已由最初的模拟设定向全数

字通讯网络的方向过渡 ,后者分辨率更高、

控制更精

确 ,同时 ,作为整厂集中控制系统的一部分 ,便于与其
它有关部分通过数据网络的联接 ,因此 ,一些著名品牌
高档次的控制器正越来越多地得到应用。

目前全数字驱动单元大都是新型矢量控制的变频

器。其通讯功能强 ,具有多种通讯协议 ;参数范围广 ,
可适用于各种应用场合 ;能自动测试负载特性 ,实现系
统的最优化 ;能通过磁通电流控制自动进行负载补偿 ;
能满足造纸工业的各种特殊工艺要求 ,如力矩控制 ,张
力控制 ,卷径计算等 ;其保护功能多 ,如过温、

过压、

欠

压、

失步、

接地错误等 ;内装斜波积分发生器 ,可产生各

种积分时间等。纸机主传动系统的操作现场可以安装

触摸式彩色操作终端 ,也可以采用传统的操作台按钮
的形式。操作终端具有多个不同对象的画面 ,如线速
度 ,负荷 ,等棒图与趋势、

文本或图形列表 ,可进行过程

值的输入 ,切换 ,如启动、

停止、

运行、

爬行、

速度微调、

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　2007 年　第 3 期　　　　　　　　　　

《黑　龙　江　造　纸》　　　　　　　　　　　　　　　　　　