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    隨著社會的進步，制漿技術朝著提高得率和減少污染的方向發(fā)展，而制漿設備已向大型、高速、連續(xù)化、自動化方向發(fā)展。我國的一些紙業(yè)公司也大力采用新技術、新設備，提高自動化水平。如晨鳴紙業(yè)集團草漿生產(chǎn)線，采用芬蘭奧斯龍公司的篩漿機和除砂器；控制部分除蒸煮和堿爐部分外，整個工藝過程采用北京和利時系統(tǒng)工程股份有限公司的SmartPro分布式控制系統(tǒng)，生產(chǎn)線已于己于2001年6月正式投入生產(chǎn)運行。

一、工藝簡介

草漿生產(chǎn)線和堿回收生產(chǎn)工藝，可分為如下幾個部分：

    蒸煮部分：蒸煮的作用是將原料中的纖維素和其他物質溶開，蒸煮設備有：蒸球、立式蒸煮鍋，連續(xù)蒸煮器。晨鳴紙業(yè)集團草漿生產(chǎn)線采用的是立式蒸煮鍋，控制系統(tǒng)由工藝裝置廠家總包。
    篩選洗漿部分：制漿的方法多種多樣，但在制漿的過程中難免會帶有夾雜物，如未分蒸解分、粗纖維束、粗木條，或泥砂、沉淀物、鐵銹等雜物。這些雜物如果不除去，不僅會損壞機器使生產(chǎn)不能正常進行，而且會紙頁或其他最終產(chǎn)品出現(xiàn)嚴重的質量問題。晨鳴紙業(yè)集團草漿生產(chǎn)線采用芬蘭奧斯龍公司的篩漿機和除砂器。篩漿機和除砂器部分自動化較高。篩漿機控制：主要流程如下：

    漂白部分：未經(jīng)漂白的紙漿一般帶有或深或淺的顏色，經(jīng)過漂白的紙漿不僅提高了紙張的白度，而且提高了紙漿的純度，增加了耐用性。所以漂白是很重要的環(huán)節(jié)。
    堿回收過程基本包括蒸發(fā)、燃燒和苛化三個過程。堿回收是將提取的黑液經(jīng)蒸發(fā)濃縮到50%以上的濃度，送入堿回收爐進行燃燒，將有機物出去，余下無機物為碳酸鈉和硫化鈉，呈熔融狀再經(jīng)溶解澄清后成為綠液，然后加石灰苛化成為氫氧化鈉，并與苛化生成的白泥分離，最后得到白液，供蒸煮用。
汽機部分：包括電機控制和汽機保護。
    該生產(chǎn)線接入SmartPro控制系統(tǒng)的傳感器和執(zhí)行機構有：電動機、電磁閥、調節(jié)閥、壓力、流量、濃度、濕度、電流，其中一些信號參與PID調節(jié)。

二、SmartPro控制系統(tǒng)

由四個控制站、四個操作員站（其中一個兼做工程師站，另兩個作為冗余服務器）。其結構圖如下：

本系統(tǒng)中共有AI信號343個、AO信號66個、DI信號303個、DO信號327個。

1、控制器FM811： 為32位、34M內存的高性能控制器，采用32-bit 微內核的QNX實時操作系統(tǒng)。

2、 指令表語言 順序流程圖 梯形圖 功能圖

?結構化文本語言
    由一些關鍵字和相應操作指令組成，包括：符號（關鍵字、運算符、修飾符、操作數(shù)）、語句（表達式、控制語句）、函數(shù)和函數(shù)塊等，可按字符行為單位編寫控制方案。
?指令表語言
    為最直接操作的編程的語言，具有豐富的變化，是最基本的計算計編程語言。
?順序流程圖
    用來連接連續(xù)控制/邏輯控制和輸入輸出監(jiān)視功能，以描述和控制過程事件順序操作，適合于需要多個狀態(tài)控制的事件。一個SFC是由一系列操作步(step)和轉移(transition)組成，每個操作步包含一組影響過程的動作(action)。支持并發(fā)序列和各種限定符，每個動作的實現(xiàn)可以由四種語言內任一種編寫。
?梯形圖
    一種專門用于基本邏輯控制的連續(xù)執(zhí)行語言。由一些觸點（常開、常閉、正傳感、負傳感、反轉）、線圈（輸出、單穩(wěn)態(tài)、鎖定、解鎖、跳轉）、連線及定時器、計數(shù)器、步序器組成。它擅長于快速執(zhí)行離散邏輯，包括馬達控制、連鎖、隨意檢查、以及簡單的順序控制。
?功能塊圖
    是用圖形形式功能塊語言編制的用于完成一定運算或控制功能的程序。由基本功能塊、連線、輸入輸出端子及段組成，它以圖形方式表示，并規(guī)定了所有功能模塊的調用順序和相應模塊運算所需的參數(shù)。

3、操作員站

    美觀、實用的操作員界面使操作員能對過程進行全面的監(jiān)控。操作員站是基于工作的高性能計算機。它具有窗口技術的用戶界面、高分辨率和全圖形的特點。軟件為操作員提供了如下功能：

  * 過程信息的表達          *手動控制對話         *事件和報警處理
  *歷史數(shù)據(jù)的曲線表達       *系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視和顯示

4、 工程師站

    工程師站是可由操作員兼做，可離線工程服務、在線編輯、維護和故障跟蹤，可獲得很高的工作效率和質量。工程師站的功能包括：

  *工程結構           *圖形式編程      *畫面組態(tài)      *歷史趨勢組態(tài)
  *在線修改及擴展     *調試            *故障跟蹤      *報警組態(tài)

三、系統(tǒng)的組態(tài)   

    系統(tǒng)的組態(tài)包括控制器中數(shù)據(jù)庫的組態(tài)和控制程序的編制以及操作站畫面的組態(tài)三部分。
    在對生產(chǎn)工藝流程中每一臺設備的控制要求，設備間的相互聯(lián)鎖，起動與停止操作，故障后的處理，所需監(jiān)控的參數(shù)等進行全面分析的基礎上確定全生產(chǎn)線和各臺設備的控制要領。這是控制程序的設計依據(jù)。
    草漿和堿回收生產(chǎn)線參照生產(chǎn)工藝流程的自然分段將生產(chǎn)工藝分成若干個個工藝段，每個工藝段對應一個程序段和一幅過程畫面。為了全線操作和監(jiān)控的方便，另外還增加了多幅輔助畫面。
    每幅畫面按工藝流程表示出了該工藝段的流程，段內的主體設備、泵、閥、管道、操作軟鍵和我們所需監(jiān)控的各種參數(shù)。操作員通過各類過程畫面：
   
    (1) 可以全面、直觀、同時監(jiān)控該工藝段設備的狀態(tài)和運行參數(shù)；
    (2) 可以通過軟鍵對該工藝段進行起動/停止操作以及規(guī)定的其它操作；
    (3) 通過指定目標，畫面，下部的動態(tài)鍵為各類目標提供許多種可能的操作功能，供操作員選擇。例如PID的設定值、調節(jié)參數(shù)、極限參數(shù)的在線修改和設定。例如電動機進行手動/自動切換，手動起動/停止，閉鎖條件的阻塞與解除阻塞等等；
    (4) 用窗口疊加畫面顯示過程參數(shù)曲線可以觀察參數(shù)的動態(tài)過程。
    上述功能可以看出過程畫面在運行，調試、檢查設備故障時是很有用的。而組態(tài)這種過程畫面卻是很容易的，只要在操作員站上調用圖素庫中的各種目標圖形進行放大、縮小、剪切、拼接、連接即成。因此該系統(tǒng)的操作界面是十分友好的。
    控制程序是在離線狀態(tài)下，在工程師站的FCB編輯器中進行圖形化編程。工程師站中有豐富的功能塊庫，在數(shù)據(jù)庫組態(tài)完成后，從庫中調出所需要的功能塊，將功能塊的輸入輸出連接起來，設定參數(shù)，轉換成源碼，離線編程即完成。
控制程序的編制，鑒于篇幅限制不可能介紹大段的程序，只能舉一個具有比較獨立功能的程序作些說明。為了便于組態(tài)，為電機、電磁閥編制專用功能塊，便于統(tǒng)一調用，下圖為專為電機控制設計的功能塊。這樣組態(tài)方便，條理簡潔清楚。

在順序控制SEQUENCE中的程序如下，省略了一些程序步，步中邏輯以文字形式表達更為清楚。

控制過程說明程序開始：

    1、 關閉沉砂閥2
    2、 打開排砂閥1和沖洗閥3除砂器開始排砂，并延時10秒。
    3、 關閉排砂閥1
    4、 打開排氣閥4除砂器開始排氣，并延時15秒
    5、 關閉沖洗閥3和排氣閥4。
    6、 打開沉砂閥2除砂器開始沉砂，并延時15分鐘。至此完成一個循環(huán)。

四、系統(tǒng)的調試與運行

    將離線編好的數(shù)據(jù)庫和控制程序下載入控制器，將操作員站軟件運行，便可進行系統(tǒng)的調試。

    1、在電機不通電的情況下，首先操作站上過程畫面中進行目標操作，檢查每一個DI，DO的狀態(tài)與現(xiàn)場實際狀態(tài)相比較，AI測量值與現(xiàn)場給定數(shù)值相比較，AO輸出值與現(xiàn)場測到的數(shù)值相比較。檢查接線有無錯誤，動作是否正常，數(shù)值指示誤差是否在允許范圍內。
    2、電機供電，馬達控制器和條件端，在過程畫面上點擊出電機和閥的目標，在動態(tài)鍵上手動啟動和停止電機的操作試驗。
    3、在過程畫面上用軟鍵進行工藝分段的起動與停止的調試。
    4、工藝分段起動后，利用疊加趨勢曲線的畫面進行PID參數(shù)的整定。
    在調試過程中遇有問題，可利用I/O上的指示燈，過程畫面上的狀態(tài)與參數(shù)，SEQ的步進狀態(tài)畫面，以及工程師站上的動態(tài)跟蹤等方法查找出現(xiàn)問題的原因。應當說，這些方法從多方面為用戶提供了檢查故障和錯誤的手段，調試還是很方便的。系統(tǒng)通電正常起，我們僅用一個月的時間，控制系統(tǒng)便基本上可以運行了，再用幾天時間細調后控制系統(tǒng)便正式投運了。
    該系統(tǒng)自2001年6月投入生產(chǎn)使用以來，按工藝方面的要求經(jīng)常修改，系統(tǒng)運行一直良好，SmartPro系統(tǒng)未出現(xiàn)過任何故障和誤動作。系統(tǒng)安全可靠，操作方便，維護簡單，大大地提高了自動化水平，也得到了操作人員的一致好評。