流浆箱是造纸机的关键部件,纸机车速的提高和人们对纸张质量的要求使得流浆箱的发展越来越快。本文简单介绍了稀释水流浆箱的结构特点,重点阐述了控制横幅定量的策略。
首先要明确的是纸机横幅定量差的产生原因有哪些,才能妥善地对纸机的横幅定量进行不同形式的控制策略。
一般来讲,横幅定量差的产生涉及到很多方面的因素,例如:高频率的调节流浆箱的唇口弯曲度使流浆箱上的唇板发生一定程度的变形;布浆总管及各支管设计设计精度不高,设计结构不太合理;管束和湍流发生器的制造误差和变形等等都会使从流浆箱**的浆料在网部出现横流或者条流的现象,纸机横幅定量差由此产生。
纸机横幅定量控制系统涉及到横向定量数据的检测、采集、处理、传输、反馈、执行等,是一个非常复杂的控制系统。通常具有高维性、滞后性、耦合性等特点,在纸机横幅定量系统中存在着许多难点,大致如下。
高维性:在横幅定量控制中,稀释水阀的数量会因为纸机的宽度不同而有所不同,纸机的宽度越大,需要的稀释水阀的数量就越多,一般由几十个到几百个不等,那么相应的扫描测得的传感数据就会达到上千个甚至上万个,这么多的传感数据就构成了一个非常复杂的高维系统,计算工作量极大。
滞后效应:滞后效应一般存在于纸页的传输过程中。滞后的时间一般与纸机长度、定量、车速有关。纸机长度和纸张定量越大,滞后效应越明显。而滞后的时间却会因为纸机车速的提高而减缓。一般情况下,纸页的质量也会影响滞后时间的长短,对于生产高质量的纸张,滞后时间约为几分钟,而生产中低质量的纸张,滞后时间只有几秒钟。
耦合问题:当注入一定量的稀释白水来调节浆料浓度时,由于调节过程中浆料的流动存在一定的冲击力,这样就会对两侧的区域产生轻微的振动,在控制上出现耦合现象。
纸机横幅定量控制系统主要包括3大部分:定量检测传感装置、控制装置和执行装置。
基于横幅定量控制系统的组成,分别对定量检测装置、控制装置和执行装置进行探究。
在实际生产中,纸张的定量数据会通过传感装置进行采集,目前大多数造纸生产线使用QCS 传感系统来获取横幅定量数据。QCS自带扫描装置,根据扫描架的不同,可将扫描装置分为C型和O型。传感扫描装置一般安装在造纸机尾端,对纸页进行横向巡回扫描,由于纸页沿纸机方向不断前进,因而扫描路径大致呈“Z字”型。要在QCS传感装置中获取横向定量数据,就必须先建立数据通讯连接系统。由于不同的QCS制造商可能采用不同的通讯协议,为了保证QCS的关联性,所以采用基于工业以太网的OPC协议进行数据传输。以交互式以太网技术为核心的工业以太网,分别为各个操作员站之间、操作员站与控制器之间、甚至控制器与现场设备之间提供一种交互式的无缝信息网络。
横幅定量控制装置的作用是接收来自定量传感系统提供的定量扫描数据,将大量的定量数据进行汇总分析,然后启动控制算法程序对数据进行处理,供执行器进行横幅定量调控。
在控制装置中,一般也采用OPC技术进行人机交互界面、监控现场设备的运行等工作。
稀释水调浓流浆箱中稀释水阀的选取,对于流浆箱的正常运行是至关重要的,它能否准确运行对纸机横幅定量有效地调节起决定性作用。稀释水调节阀是根据纸幅横向定量测量数值计算后,提供一定流量的稀释白水,注入进水总管,与浆料混合均匀,以调节浆料浓度,从而控制纸机横幅定量。
稀释水阀虽然是一种电气调节阀门,但是由于它要发挥微量调浓的作用,所以稀释水阀的横向间隔要求比较小,国际上通用的横向间隔一般是60mm。稀释水阀横向排列比较多,需要总线控制。按照现代高速宽幅纸机的标准,一台纸机横向需要安装135只阀门。这样庞大的阀门执行系统,对稀释水调节阀的要求就会很高。
稀释水调节阀必须满足以下要求:(1)抗阻塞、防结垢、精度高;(2)能与 QCS 连接且能实现电脑自控;(3)调节阀的体积小、易操作、易检修;(4)具有良好的线性调节功能。
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