衛(wèi)生紙機(jī)造紙過程控制

  在衛(wèi)生紙從漿板原料到原紙的造紙過程中，有些關(guān)鍵的工藝參數(shù)必須要控制好，才能生產(chǎn)出質(zhì)量合格的原紙。在造紙過程中，主要分流送部分與抄紙部分，其中流送部分有碎漿、磨漿、配漿、上漿等內(nèi)容，抄紙部分有成形、壓榨、干燥、壓光、卷取等內(nèi)容,其他與之配套有真空、白水、損紙等系統(tǒng)。如何控制好這些過程中各步驟的關(guān)鍵工藝參數(shù)，直接影響到所生產(chǎn)出來原紙質(zhì)量的好壞。下面我將根據(jù)實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)詳細(xì)討論對(duì)幾個(gè)造紙過程步驟的控制。

  1、碎漿

  碎漿過程要控制的主要工藝參數(shù)為碎漿的濃度、時(shí)間和抽漿濃度。碎漿的濃度、時(shí)間決定漿料的疏解程度，抽漿濃度是下一步驟磨漿的基本條件。當(dāng)碎漿過程開始加水時(shí)，把流量計(jì)所測(cè)量的流量就開始累加計(jì)算，根據(jù)/加水量=(漿板重量x漿板絕干量)/濃度-漿板重量0的公式計(jì)算確定碎漿與抽漿的加水量。當(dāng)漿板下到開動(dòng)的碎漿槽里且累加流量等于碎漿的加水計(jì)算量時(shí)，關(guān)閉加水自動(dòng)閥，開始計(jì)算碎漿時(shí)間，這用定時(shí)器或在DCS程序中都可輕易實(shí)現(xiàn)。達(dá)到所設(shè)定的時(shí)間后，打開自動(dòng)閥加水，直到累加流量等于抽漿的加水計(jì)算量，同時(shí)進(jìn)行抽漿，這樣便可在漿池內(nèi)得到穩(wěn)定濃度的漿料。

  2、磨漿

  磨漿過程要控制的主要工藝參數(shù)有漿料通過量、磨漿功率與磨漿濃度。因?yàn)閷?shí)時(shí)配漿使長(zhǎng)短纖維的用量常常變化較大，同時(shí)影響到磨漿機(jī)的出口壓力，這就需要改變回流量，控制漿料在磨漿機(jī)通過量，來穩(wěn)定磨漿機(jī)的出口壓力。通過流量計(jì)測(cè)量出配漿所需的漿流量與回流量，而兩者之和便是漿料在磨漿機(jī)通過量。設(shè)定漿料通過量，控制回流閥，讓回流量隨配所需的漿流量的變化而反向變化，這樣便可得到穩(wěn)定的漿料通過量。對(duì)測(cè)量出的瞬間濃度與濃度設(shè)定值的比較，通過PID調(diào)節(jié)稀釋自動(dòng)閥來控制磨漿濃度。

  對(duì)雙盤磨而言，控制磨漿功率即控制它的進(jìn)刀深度。以磨漿功率的設(shè)定值為中線設(shè)定一個(gè)在工藝允許范圍內(nèi)的偏離區(qū)，磨漿功率在偏離區(qū)內(nèi)，不進(jìn)刀也不退刀；若向上超出偏離區(qū)則退刀，反之向下超出偏離區(qū)則進(jìn)刀。為了保護(hù)盤磨，控制進(jìn)退刀的電機(jī)有快速與慢速兩檔，又以磨漿功率的設(shè)定值為中線設(shè)定一個(gè)大于偏離區(qū)的區(qū)域，磨漿功率在這個(gè)區(qū)域內(nèi)慢速進(jìn)退刀，反之磨漿功率在區(qū)域外則快速進(jìn)退刀。這樣在所設(shè)的漿料通過量與磨漿功率都穩(wěn)定的情況下，可得到打漿度符合工藝要求的良漿。

  3、配漿

  現(xiàn)在高速衛(wèi)生紙機(jī)的工藝流程都是實(shí)時(shí)配漿，一般分上層漿料與下層漿料，上層漿料由長(zhǎng)纖、短纖配成,短纖居多，使上層紙面手感較滑；下層漿料由長(zhǎng)纖、短纖、損紙配成，長(zhǎng)纖與損紙居多，使生產(chǎn)出來的衛(wèi)生紙有較拉力。配漿過程要控制的主要工藝參數(shù)是每條配漿線路的流量。每條配漿線路都配有流量計(jì)，配漿池有液位傳感器，根據(jù)配漿池的液位測(cè)量值與設(shè)定值進(jìn)行PID控制，把其輸出值結(jié)合配漿時(shí)每條漿料線路所占百分比的設(shè)定值及實(shí)際濃度，通過公式/瞬間流量=配漿池的液位PID控制輸出值@配漿百分比@系數(shù)/濃度0便可計(jì)算出每條線路所需的瞬間流量，即流量的設(shè)定值。根據(jù)流量的設(shè)定值與流量計(jì)的輸入值，對(duì)每條線路流量計(jì)前的自動(dòng)閥進(jìn)行PID調(diào)節(jié)，則流量的實(shí)際值接近設(shè)定值，從而使上下層的漿料達(dá)到工藝要求的穩(wěn)定狀態(tài)。

  4、上漿

  上漿過程要控制的主要工藝參數(shù)有上漿濃度、上漿流量。其上漿濃度的控制是一個(gè)典型的PID控制，通過對(duì)稀釋自動(dòng)閥的調(diào)節(jié)達(dá)到接近設(shè)定濃度的目的。而對(duì)上漿流量的控制相對(duì)就比較復(fù)雜了，在卷取部中配有掃描架測(cè)量紙頁的定量與水份，為了達(dá)到定量穩(wěn)定的目的，以掃描架測(cè)量的定量為輸入值，每種紙工藝要求的定量為設(shè)定值，進(jìn)行反應(yīng)較慢的PID調(diào)節(jié)；而它的輸出值參與一定的算式計(jì)算，得到上下層的上漿流量的設(shè)定值；再結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)流量計(jì)測(cè)量的流量為輸入值進(jìn)行動(dòng)作較快的PID控制，把輸出值賦予上下層定量閥的步進(jìn)電機(jī)，調(diào)節(jié)定量閥的開度。經(jīng)過雙層的PID控制，在卷取部得到的定量基本趨于設(shè)定值。

  5、成形

  在定量閥開度、上漿濃度、流漿箱唇板開度等參數(shù)確定后，成形部要控制的主要工藝參數(shù)只剩漿網(wǎng)速比了。因?yàn)榫W(wǎng)速基本等于紙機(jī)的速度，所以要控制漿網(wǎng)速比，就要調(diào)節(jié)噴漿速度。先從成形輥的傳動(dòng)電機(jī)的編碼器處得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速，結(jié)合成形輥的周長(zhǎng)算出線速度,即網(wǎng)速；再通過公式/漿速=漿網(wǎng)速比@網(wǎng)速0計(jì)算出在工藝要求的漿網(wǎng)速比下的漿速，通過系數(shù)把它轉(zhuǎn)換成所要求上下層沖漿泵的轉(zhuǎn)速，這樣計(jì)算出來的轉(zhuǎn)速為設(shè)定值，從沖漿泵傳動(dòng)電機(jī)的編碼器處得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速為輸入值，經(jīng)過比較不斷修正給沖漿泵的輸出值，達(dá)到控制漿速的目的。

  6、壓榨

  壓榨過程要控制的主要工藝參數(shù)有壓榨輥與烘缸的壓力及烘缸電機(jī)、壓榨輥電機(jī)、成形輥電機(jī)這三個(gè)傳動(dòng)點(diǎn)的負(fù)荷分配。壓榨輥與烘缸的接觸是靠壓縮空氣維持的，在壓榨輥兩邊的氣囊引出氣路安裝壓力傳感器，監(jiān)測(cè)瞬間的氣壓，并為PID控制的輸入值；以設(shè)定的總氣壓乘以兩邊設(shè)定的百分比，便得到兩邊氣壓的設(shè)定值；再把輸出值送給各自的壓力比例調(diào)節(jié)器,控制氣囊的氣壓。這樣便完成了一個(gè)PID控制過程。烘缸電機(jī)、壓榨輥電機(jī)、成形輥電機(jī)的三點(diǎn)傳動(dòng)負(fù)荷分配也會(huì)影響到紙頁的質(zhì)量，先以烘缸的速度為基準(zhǔn)，根據(jù)負(fù)荷分配確定壓榨輥與成形輥的基本速度；再以壓榨輥為基準(zhǔn)，經(jīng)過二次負(fù)荷分配確定成形輥的速度。

  7、干燥

  干燥系統(tǒng)包括烘缸的蒸氣系統(tǒng)和氣罩的熱風(fēng)系統(tǒng)。蒸氣系統(tǒng)主要是把烘缸均勻加熱和排走烘缸內(nèi)的冷凝水。所以它的主要工藝參數(shù)是進(jìn)缸的蒸氣壓力及通過烘缸的蒸氣流量?？刂七M(jìn)缸的蒸氣壓力是以二次蒸發(fā)氣的循環(huán)熱泵為主，補(bǔ)充新蒸氣的自動(dòng)閥為輔。在烘缸的蒸氣進(jìn)口處附近安裝壓力傳感器，所測(cè)量的壓力作為輸入值，結(jié)合其設(shè)定值進(jìn)行PID控制，把輸出值乘以2，再把所得的計(jì)算值與100比較，取較小的值賦給二次蒸發(fā)氣的循環(huán)熱泵的自動(dòng)閥；同時(shí)把所得的計(jì)算值減去100，再把它與0比較，取較大的值賦給補(bǔ)充新蒸氣的主輔功能。通過烘缸的蒸氣流量即二次蒸發(fā)氣的流量，由再用蒸氣與排放蒸氣兩條氣路組成。以烘缸的蒸氣出口處附近安裝的流量傳感器所測(cè)量的瞬時(shí)流量作為輸入值，結(jié)合其設(shè)定值進(jìn)行PID控制，通過上述的同樣方法對(duì)輸出值進(jìn)行處理后，再送給再用蒸氣自動(dòng)閥與排放蒸氣自動(dòng)閥，做到先調(diào)節(jié)再用蒸氣自動(dòng)閥，待它的開度達(dá)到100%后，再調(diào)節(jié)排放蒸氣自動(dòng)閥。這樣穩(wěn)定了通過烘缸的蒸氣流量，有利于烘缸冷凝水的排出。

  氣罩的熱風(fēng)系統(tǒng)的主要工藝參數(shù)有熱風(fēng)風(fēng)速與熱風(fēng)溫度。熱風(fēng)風(fēng)速由調(diào)節(jié)干濕部的循環(huán)風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定，并通過電流反饋不斷修正其輸出值，使它的轉(zhuǎn)速接近設(shè)定值。熱風(fēng)溫度是由天然氣與空氣的比例調(diào)節(jié)閥的開度控制，在進(jìn)氣罩的熱風(fēng)管上安裝溫度傳感器，測(cè)量熱風(fēng)溫度并以它為輸入值，通過PID控制輸出調(diào)節(jié)天然氣與空氣的比例調(diào)節(jié)閥的開度，使熱風(fēng)溫度接近設(shè)定值。而熱風(fēng)溫度的設(shè)定值又是由卷取部處的掃描架所測(cè)量的水份決定，測(cè)量出的水份為輸入值，工藝要求的水份為設(shè)定值，通過反應(yīng)較慢的PID控制，輸出值便是熱風(fēng)溫度的設(shè)定值。同樣有兩層PID控制，水份也在生產(chǎn)過程中得到穩(wěn)定的控制。

  8、卷取

  卷取過程要控制的主要工藝參數(shù)是起皺率。起皺率的大小關(guān)系到生產(chǎn)出來的紙的厚薄及皺紋，起皺率的控制主要通過改變抄速差來實(shí)現(xiàn)的。設(shè)定抄速差后，以烘缸的線速度為基準(zhǔn)，計(jì)算出卷紙缸的線速度，根據(jù)卷紙缸的直徑，把線速度轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)速，送給傳動(dòng)部分的卷紙缸起動(dòng)控制單元，加上從卷紙缸傳動(dòng)電機(jī)的編碼器處得到瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的反饋，對(duì)輸出信號(hào)進(jìn)行修正，從而使卷紙缸的轉(zhuǎn)速不斷接近設(shè)定值，達(dá)到控制抄速差的目的。

  只要認(rèn)清控制的目的，在多種控制思路中選取能合適、穩(wěn)定的達(dá)到工藝所要求的參數(shù)，就一定能造出好紙來。