一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)，在出漿池（5）與第一磨漿機(jī)之間的進(jìn)漿主管道（6）上順序設(shè)置出漿泵（7）、濃度檢測儀（8）、進(jìn)漿主管道壓力傳感器（9），在連接于濃度檢測儀后的進(jìn)漿主管道與出漿池之間的回流管道（10）上安裝泄壓自動調(diào)節(jié)閥（11）；在加水支管道（12）上安裝加水自動調(diào)節(jié)閥（13）；在第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)前的進(jìn)漿管道上分別安裝分段管道壓力傳感器（4）等等。本發(fā)明可解決造紙法再造煙葉低濃制漿生產(chǎn)中生產(chǎn)效率低，能耗大，產(chǎn)出漿料打漿度等工藝指標(biāo)波動大，制漿質(zhì)量不穩(wěn)定等問題。
【專利說明】一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于造紙法再造煙葉生產(chǎn)控制【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]國內(nèi)造紙法再造煙葉技術(shù)起步較晚，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化只有近十年的時間，因其對卷煙工業(yè)的降耗以及卷煙品質(zhì)的改善有著廣闊的應(yīng)用前景，發(fā)展迅速。目前作為造紙法再造煙葉低濃制漿生產(chǎn)的主要控制手段是先設(shè)定磨漿機(jī)的功率，檢測磨漿機(jī)的實時運(yùn)行電流，通過功率PID控制回路的調(diào)節(jié)輸出，調(diào)整磨漿機(jī)兩個磨片之間的間隙來進(jìn)行。但由于磨漿機(jī)進(jìn)漿配比成分比較復(fù)雜，有葉漿、梗漿、木漿和其它添加的輔料等，造成入口漿料成分的不穩(wěn)定，再加上入口漿料的濃度、壓力和流量等參數(shù)一直在變，所以現(xiàn)行控制系統(tǒng)無法有效地控制打漿質(zhì)量，出漿質(zhì)量波動較大，從而造成煙草薄片成品質(zhì)量的不穩(wěn)定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的正是為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種用于煙草薄片低濃制漿的控制系統(tǒng)及其控制方法，以解決造紙法再造煙葉低濃制漿生產(chǎn)過程中生產(chǎn)效率較低，能耗較大，產(chǎn)出漿料打漿度等工藝指標(biāo)波動大，制漿質(zhì)量不穩(wěn)定，影響產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的問題。
[0004]本發(fā)明的目的是通過如下控制技術(shù)方案實現(xiàn)的。
[0005]一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)如下:
[0006]a)在出漿池與第一磨漿機(jī)之間的進(jìn)漿主管道上順序設(shè)置出漿泵、濃度檢測儀、進(jìn)漿主管道壓力傳感器，在連接于濃度檢測儀后的進(jìn)漿主管道與出漿池之間的回流管道上安裝有用于調(diào)節(jié)第一磨漿機(jī)進(jìn)漿壓力的泄壓自動調(diào)節(jié)閥；
[0007]b)在連接于出漿池與出漿泵之間的加水支管道上安裝有用于調(diào)節(jié)進(jìn)漿濃度的加水自動調(diào)節(jié)閥；
[0008]c)在第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)前的進(jìn)漿管道上分別安裝用于進(jìn)漿壓力檢測的分段管道壓力傳感器；各分段管道壓力傳感器分別與第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)組成三個打漿閉環(huán)控制回路；第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)和第三磨漿機(jī)的主電機(jī)分別由三臺軟啟動器控制，第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)和第三磨漿機(jī)的進(jìn)刀電機(jī)分別由三臺變頻器控制，三臺軟啟動器和三臺變頻器通過現(xiàn)場總線網(wǎng)與PLC控制裝置進(jìn)行通訊連接；
[0009]d)在第三磨漿機(jī)與成漿池之間的出漿主管道上順序安裝用于出漿流量檢測的電磁流量計、用于調(diào)節(jié)出漿流量的流量自動調(diào)節(jié)閥、用于不合格漿回流至出漿池與合格漿流入成漿池的自動切換三通閥；
[0010]e)分段管道壓力傳感器、出漿泵、濃度檢測儀、進(jìn)漿主管道壓力傳感器、泄壓自動調(diào)節(jié)閥、加水自動調(diào)節(jié)閥、軟啟動器、變頻器、電磁流量計、流量自動調(diào)節(jié)閥、自動切換三通閥均通過屏蔽電纜與PLC控制裝置的輸入、輸出模擬量模塊進(jìn)行連接；PLC控制裝置與上位監(jiān)控計算機(jī)20之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊連接。[0011]一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)的控制方法，由PLC控制裝置采集進(jìn)漿主管道壓力傳感器的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的進(jìn)漿主管道壓力設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給泄壓自動調(diào)節(jié)閥，控制泄壓自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控進(jìn)漿主管道壓力值；由PLC控制裝置采集濃度檢測儀的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的濃度設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給加水自動調(diào)節(jié)閥，控制加水自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控進(jìn)漿濃度值；由PLC控制裝置采集各分段管道壓力傳感器的實時數(shù)據(jù)，同時分別采集第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)的主電機(jī)的實時檢測電流值，將經(jīng)過耦合計算得到的數(shù)據(jù)與上位計算機(jī)輸入的第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)主電機(jī)的設(shè)定電流值比較，經(jīng)PLC控制裝置作功率PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后輸出數(shù)字變量，以此分別控制驅(qū)動第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的變頻器的正向運(yùn)行、反向運(yùn)行及運(yùn)行頻率，從而精確調(diào)整兩個磨片之間的間隙，滿足打漿工藝指標(biāo)要求；由PLC控制裝置采集電磁流量計的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的流量設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給流量自動調(diào)節(jié)閥，控制流量自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控出漿主管道中的漿流量；不合格漿通過自動切換三通閥的切換回流到出漿池。
[0012]本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點:
[0013]I)經(jīng)過進(jìn)漿壓力PID調(diào)節(jié)回路的控制，有效提高了磨漿機(jī)進(jìn)漿壓力的穩(wěn)定性；
[0014]2)經(jīng)過進(jìn)漿濃度PID調(diào)節(jié)回路的控制，有效提高了磨漿機(jī)進(jìn)漿濃度的穩(wěn)定性，可將進(jìn)漿濃度平均批次波動率從現(xiàn)在的約1.32%降低到0.5%以內(nèi)；
[0015]3)經(jīng)過出漿流量PID調(diào)節(jié)回路和其它調(diào)節(jié)回路的綜合控制，有效提高了磨漿機(jī)進(jìn)漿流量和出漿流量的穩(wěn)定性，可將漿流量平均波動率從現(xiàn)在的約20%降低到5%以內(nèi)。
[0016]本發(fā)明有效地優(yōu)化了現(xiàn)有造紙法再造煙葉生產(chǎn)過程中低濃制漿的控制系統(tǒng)，將優(yōu)化的控制系統(tǒng)應(yīng)用于造紙法再造煙葉低濃制漿生產(chǎn)過程，實現(xiàn)了制漿生產(chǎn)的自動控制，可以提高和穩(wěn)定制漿質(zhì)量，解決低濃制漿生產(chǎn)過程中存在的實際問題。
[0017]下面結(jié)合說明書附圖進(jìn)一步闡述本
【發(fā)明內(nèi)容】
。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明控制系統(tǒng)控制原理框圖。
[0019]圖中，1-第一磨漿機(jī)，2-第二磨漿機(jī)，3-第三磨漿機(jī)，4-分段管道壓力傳感器，5-出漿池，6-進(jìn)漿主管道，7-出漿泵，8-濃度檢測儀，9-進(jìn)漿主管道壓力傳感器，10-回流管道，11-泄壓自動調(diào)節(jié)閥，12-加水支管道，13-加水自動調(diào)節(jié)閥，14-成漿池，15-出漿主管道，16-電磁流量計，17-流量自動調(diào)節(jié)閥，18-自動切換三通閥，19-PLC控制裝置，20-上位監(jiān)控計算機(jī)。
【具體實施方式】
[0020]如圖1所示，本發(fā)明用于煙草薄片低濃制漿的控制系統(tǒng)及控制方法如下:
[0021]a)在出漿池5與第一磨漿機(jī)之間的進(jìn)漿主管道6上順序設(shè)置出漿泵7、濃度檢測儀8、進(jìn)漿主管道壓力傳感器9，在連接于濃度檢測儀8后的進(jìn)漿主管道與出漿池之間的回流管道10上安裝有用于調(diào)節(jié)第一磨漿機(jī)進(jìn)漿壓力的泄壓自動調(diào)節(jié)閥11 ;由PLC控制裝置采集進(jìn)漿主管道壓力傳感器9的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的進(jìn)漿主管道壓力設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給泄壓自動調(diào)節(jié)閥11，控制泄壓自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控進(jìn)漿主管道壓力值；
[0022]b)在連接于出漿池與出漿泵之間的加水支管道12上安裝有用于調(diào)節(jié)進(jìn)漿濃度的加水自動調(diào)節(jié)閥13 ;由PLC控制裝置采集濃度檢測儀8的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的濃度設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給加水自動調(diào)節(jié)閥13，控制加水自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控進(jìn)漿濃度值；
[0023]c)在第一磨漿機(jī)1、第二磨漿機(jī)2、第三磨漿機(jī)3前的進(jìn)漿管道上分別安裝用于進(jìn)漿壓力檢測的分段管道壓力傳感器4 ;各分段管道壓力傳感器分別與第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)組成三個打漿閉環(huán)控制回路；第一磨漿機(jī)1、第二磨漿機(jī)2和第三磨漿機(jī)3的主電機(jī)分別由三臺軟啟動器控制，第一磨漿機(jī)1、第二磨漿機(jī)2和第三磨漿機(jī)3的進(jìn)刀電機(jī)分別由三臺變頻器控制，三臺軟啟動器和三臺變頻器通過現(xiàn)場總線網(wǎng)與PLC控制裝置19進(jìn)行通訊連接；由PLC控制裝置采集各分段管道壓力傳感器的實時數(shù)據(jù)，同時分別采集第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)的主電機(jī)的實時檢測電流值，將經(jīng)過耦合計算得到的數(shù)據(jù)與上位計算機(jī)輸入的第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)主電機(jī)的設(shè)定電流值比較，經(jīng)PLC控制裝置作功率PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后輸出數(shù)字變量，以此分別控制驅(qū)動第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的變頻器的正向運(yùn)行、反向運(yùn)行及運(yùn)行頻率，從而精確調(diào)整兩個磨片之間的間隙，滿足打漿工藝指標(biāo)要求。以第一磨漿機(jī)打漿閉環(huán)控制回路為例，其控制原理如下:控制第一磨漿機(jī)主電機(jī)的軟啟動器和控制第一磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的變頻器通過現(xiàn)場總線網(wǎng)與PLC控制裝置通訊連接；由PLC控制裝置采集第一磨漿機(jī)前段的分段管道壓力傳感器的實時數(shù)據(jù)，同時采集第一磨漿機(jī)主電機(jī)的實時檢測電流值，經(jīng)過耦合計算得到的數(shù)據(jù)與上位計算機(jī)輸入的第一磨漿機(jī)主電機(jī)的設(shè)定電流值比較，經(jīng)PLC控制裝置作功率PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后輸出數(shù)字變量，來控制驅(qū)動第一磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的變頻器的正向運(yùn)行(進(jìn)刀)、反向運(yùn)行(退刀)及運(yùn)行頻率，從而精確調(diào)整兩個磨片之間的間隙來控制滿足打漿度等工藝指標(biāo)要求。其它兩個打漿閉環(huán)控制回路的控制原理與第一磨漿機(jī)打漿閉環(huán)控制回路類同。各臺磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的控制均各設(shè)有“手動/自動”選擇旋鈕；
[0024]d)在第三磨漿機(jī)3與成漿池14之間的出漿主管道15上順序安裝用于出漿流量檢測的電磁流量計16、用于調(diào)節(jié)出漿流量的流量自動調(diào)節(jié)閥17、用于不合格漿回流至出漿池與合格漿流入成漿池的自動切換三通閥18 ;由PLC控制裝置采集電磁流量計的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的流量設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給流量自動調(diào)節(jié)閥，控制流量自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控出漿主管道中的漿流量；不合格漿通過自動切換三通閥的切換回流到出漿池。
[0025]分段管道壓力傳感器4、出漿泵7、濃度檢測儀8、進(jìn)漿主管道壓力傳感器9、泄壓自動調(diào)節(jié)閥11、加水自動調(diào)節(jié)閥13、軟啟動器、變頻器、電磁流量計16、流量自動調(diào)節(jié)閥17、自動切換三通閥18均通過屏蔽電纜與PLC控制裝置的輸入、輸出模擬量模塊進(jìn)行連接；PLC控制裝置與上位監(jiān)控計算機(jī)20之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊連接。分段管道壓力傳感器
4、出漿泵7、濃度檢測儀8、進(jìn)漿主管道壓力傳感器9、泄壓自動調(diào)節(jié)閥11、加水自動調(diào)節(jié)閥13、軟啟動器、變頻器、電磁流量計16、流量自動調(diào)節(jié)閥17、自動切換三通閥18均可采用現(xiàn)有技術(shù)器件。[0026]控制系統(tǒng)工作時的控制過程如下:控制系統(tǒng)開始運(yùn)行前，先在上位監(jiān)控計算機(jī)監(jiān)控畫面上將各控制參數(shù)如漿濃度、出漿流量、總管進(jìn)漿壓力及各磨漿機(jī)主機(jī)電流等設(shè)定好，然后在手動或停機(jī)狀態(tài)下，將各磨漿機(jī)的間隙退到合適的位置，依次啟動第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)和第三磨漿機(jī)，再啟動出漿池出漿泵；出漿池的漿料先經(jīng)過濃度調(diào)節(jié)回路的自動控制，將漿料濃度穩(wěn)定在設(shè)定值附近；再經(jīng)過進(jìn)漿漿壓調(diào)節(jié)回路的自動控制，將進(jìn)漿壓力穩(wěn)定在設(shè)定值附近；然后漿料依次進(jìn)入第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)和第三磨漿機(jī)，待進(jìn)漿穩(wěn)定后，將各臺磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的“手動/自動”選擇旋鈕調(diào)到“自動”，依次經(jīng)三臺磨漿機(jī)各自功率調(diào)節(jié)回路的自動控制，將打漿度等工藝參數(shù)穩(wěn)定在設(shè)定值附近；從第三磨漿機(jī)出來的漿料再經(jīng)流量調(diào)節(jié)回路的自動控制，將出漿流量穩(wěn)定在設(shè)定值附近，然后通過自動切換三通閥的選擇，將合格的良漿導(dǎo)入成漿池，將料頭漿等不合格漿回流到出漿池。
[0027]將采用本發(fā)明控制系統(tǒng)控制生產(chǎn)的成漿與原有低濃制漿控制技術(shù)生產(chǎn)的成漿連續(xù)檢測數(shù)據(jù)相比，其相關(guān)工藝參數(shù)的穩(wěn)定性和可控性都有較大的提高。
【權(quán)利要求】
1.一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)，其特征在于，控制系統(tǒng)如下: a)在出漿池(5)與第一磨漿機(jī)之間的進(jìn)漿主管道(6)上順序設(shè)置出漿泵(7)、濃度檢測儀(8)、進(jìn)漿主管道壓力傳感器(9)，在連接于濃度檢測儀(8)后的進(jìn)漿主管道與出漿池之間的回流管道(10 )上安裝有用于調(diào)節(jié)第一磨漿機(jī)進(jìn)漿壓力的泄壓自動調(diào)節(jié)閥(11); b)在連接于出漿池與出漿泵之間的加水支管道(12)上安裝有用于調(diào)節(jié)進(jìn)漿濃度的加水自動調(diào)節(jié)閥(13)； c)在第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)2、第三磨漿機(jī)前的進(jìn)漿管道上分別安裝用于進(jìn)漿壓力檢測的分段管道壓力傳感器(4);各分段管道壓力傳感器分別與第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)組成三個打漿閉環(huán)控制回路；第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)和第三磨漿機(jī)的主電機(jī)分別由三臺軟啟動器控制，第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)和第三磨漿機(jī)的進(jìn)刀電機(jī)分別由三臺變頻器控制，三臺軟啟動器和三臺變頻器通過現(xiàn)場總線網(wǎng)與PLC控制裝置(19)進(jìn)行通訊連接; d)在第三磨漿機(jī)(3)與成漿池(14)之間的出漿主管道(15)上順序安裝用于出漿流量檢測的電磁流量計(16)、用于調(diào)節(jié)出漿流量的流量自動調(diào)節(jié)閥(17)、用于不合格漿回流至出漿池與合格漿流入成漿池的自動切換三通閥(18); e)分段管道壓力傳感器(4)、出漿泵(7)、濃度檢測儀(8)、進(jìn)漿主管道壓力傳感器(9)、泄壓自動調(diào)節(jié)閥(11)、加水自動調(diào)節(jié)閥(13)、軟啟動器、變頻器、電磁流量計(16)、流量自動調(diào)節(jié)閥(17)、自動切換三通閥(18)均通過屏蔽電纜與PLC控制裝置的輸入、輸出模擬量模塊進(jìn)行連接；PLC控制裝置與上位監(jiān)控計算機(jī)(20)之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊連接。
2.如權(quán)利要求1所述一種煙草薄片低濃制漿控制系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，控制方法如下:由PLC控制裝置采集進(jìn)漿主管道壓力傳感器的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的進(jìn)漿主管道壓力設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給泄壓自動調(diào)節(jié)閥，控制泄壓自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控進(jìn)漿主管道壓力值；由PLC控制裝置采集濃度檢測儀的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的濃度設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給加水自動調(diào)節(jié)閥，控制加水自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控進(jìn)漿濃度值；由PLC控制裝置采集各分段管道壓力傳感器的實時數(shù)據(jù)，同時分別采集第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)的主電機(jī)的實時檢測電流值，將經(jīng)過耦合計算得到的數(shù)據(jù)與上位計算機(jī)輸入的第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)主電機(jī)的設(shè)定電流值比較，經(jīng)PLC控制裝置作功率PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后輸出數(shù)字變量，以此分別控制驅(qū)動第一磨漿機(jī)、第二磨漿機(jī)、第三磨漿機(jī)進(jìn)刀電機(jī)的變頻器的正向運(yùn)行、反向運(yùn)行及運(yùn)行頻率，從而精確調(diào)整兩個磨片之間的間隙，滿足打漿工藝指標(biāo)要求；由PLC控制裝置采集電磁流量計的實時數(shù)據(jù)，與上位計算機(jī)輸入的流量設(shè)定值比較，經(jīng)PLC控制裝置作PID運(yùn)算調(diào)節(jié)后，輸出4?20mA標(biāo)準(zhǔn)信號給流量自動調(diào)節(jié)閥，控制流量自動調(diào)節(jié)閥的開度，從而根據(jù)設(shè)定值調(diào)控出漿主管道中的漿流量；不合格漿通過自動切換三通閥的切換回流到出漿池。
【文檔編號】A24B3/14GK103734893SQ201310681232
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月13日
【發(fā)明者】王忠澤, 余紅濤, 徐廣晉, 關(guān)平, 劉建平 申請人:云南中煙昆船瑞升科技有限公司