[01523453]高速纸机气垫式流浆箱计算机控制系统开发

现代造纸工业的显著特点之一是设备的大型化、高速化和自动化。现代化的设备与先进的生产工艺相结合，是生产过程实现高产量、高效率、低成本、低污染的根本保证。造纸机是造纸工业中最重要的单元设备，当前西方工业国家的造纸工业已普遍采用抄宽达十米，车速达几百至上千米/分的现代化宽幅高速造纸机。这种纸机与传统纸机相比抄宽车速都提高了几倍至十几倍，因而在工艺结构设计上具有很多特殊的要求。随着企业体制改革的深化、国内外市场竞争的不断加剧、市场对高质量纸产品需求的迅速增长和全社会环境意识的增强，我国造纸工业也加快了从传统工业向现代化工业转变的步伐。规模小、效益差、污染大的企业已无发展前景，许多大中型造纸企业正在不断出现。这些企业在设备更新改造中都把大型现代化设备作为今后发展的主要投资方向，新上项目多采用宽幅高速纸机，全国每年新建或改建的高速纸机有近百台。计算机控制系统是保证高速纸机正常运行和生产高质量纸张的重要设备。纸机控制系统包括车速控制、流浆箱控制、纸张质量(定量、水分、厚度等)控制等。目前国外已有多家专业开发制造造纸机计算机控制系统的公司，其产品基本满足了大型宽幅高速纸机的运行要求，应用较为广泛。在制浆造纸企业的CIMS系统中，这些计算机控制系统发挥着流程单元信号采集、过程控制、操作优化的重要作用，是整个企业生产优化的基础。我国造纸工业由于资金紧张，很多企业在引进或新建高速纸机时往往只采用车速控制系统而无力引进价格昂贵的全套造纸机计算机控制系统，这大大影响了国产纸张质量的提高，使之无法与进口高质量纸张竞争。因此，研制开发国内急需的造纸机气垫式流浆箱计算机控制系统是我国造纸工业的当前一项重要工作。气垫式流浆箱是高速纸机的关键设备，其主要作用是在高速运动的网部产生分布均匀、结构合理的纸浆层，它对于纸页的形成和纸张的质量有决定性的影响。气垫式流浆箱的主要控制参数是总压和浆位。控制总压的目的是保证稳定的浆网速比以获得均匀的纸张成形和定量分布；而控制浆位的目的是为了限制流浆箱内纤维的絮聚。总压和浆位的控制相互之间存在严重的关联影响。由于高速纸机上网纸浆流量大流速高，各种变化反应极快，用人工操作已无法稳定气垫式流浆箱这两个参数达到生产所要求的精度，只能采用自动控制。另一方面，造纸机是一个受众多参数影响的过程，而气垫式流浆箱的控制可以消除许多干扰的影响，使造纸过程作为一个整体达到优化。因此气垫式流浆箱的计算机控制系统还是整个造纸过程运行参数信息的集成和优化中心，与车速控制、质量控制以及其他造纸过程控制系统具有不可分割的联系。开发所处阶段：浙江大学凭借多年来在制浆造纸自动化领域研究开发积累的丰富经验和强大的技术优势，以90年代后期国际先进水平为目标，从系统的稳定性、可靠性、高信息集成度、方便操作以及低成本等多方面考虑，在硬件配置和软件开发上均开展了大量工作，已基本研制成功气垫式流浆箱计算机控制系统，完全可以替代进口系统，而价格只是进口价格的1/3～1/5， 因此很有发展前景。为真正达到产品化的要求，满足造纸工业现代化改造的需要，目前还需在现有基础上进一步完善其软件功能，加强纸机信息集成和整体优化功能，并实现系统硬件和软件的标准化。该项目完成后， 可以形成完全我国自主版权的造纸机集成控制系统，不仅可以满足国内造纸工业需求，而且将具有很强的国际市场竞争力。产品技术指标：总压波动均方差≤0.5 % 测量值；浆位波动均方差≤0.5 % 测量值；系统平均无故障时间10000小时；保存30日过程趋势数据的历史数据库；实时显示各种生产模式的工艺参数和状态信息；多种组态软件支持，能方便地建立集散控制或现场总线控制系统；、软硬件经过优化设计，能够抑制来自电源的干扰、高频尖脉冲干扰；连接企业生产调度系统局域网的10M网络接口；系统软件具有开放性，便于今后进一步扩展。市场前景：本项目可以大大提高纸张的质量指标，从而使印刷、包装等用户及后续加工行业纸张利用率和生产效益大幅度提高；降低木材等原料及能源消耗、减少污染，具有显著的生态和环境保护效益；减轻劳动强度，降低企业的劳动力成本；替代进口产品，节约国家外汇。目前我国现在圆网及长网纸机约6000台，每年还有不少纸机投产，在未来十年内有条件采用该系统的约1500～2000台，因而市场前景非常诱人。