什么是造纸生产自动化?

[拼音]：zaozhi shengchan zidonghua

[外文]：automation of paper production

制浆、造纸、碱回收等工段的工艺过程参数的自动检测和自动控制。造纸工业的发展使生产过程日益复杂，人们对产品质量要求更加严格。精度高、构造复杂的自动检测仪表和各种类型的自动控制系统成为造纸工业的重要组成部分。

造纸生产包括制浆和造纸两部分，生产过程既有物理作用，也有化学反应。生产过程的工艺参数有温度、压力、流量、液位、有效碱浓度、打浆度、定量、水分、灰分、光滑度、透气度等。随着生产的发展，还会提出一些新的参数。热工量可以使用常规自动化仪表进行检测,其他的参数则必须使用专用的传感器检测。通常,将检测仪表与电子计算机或自动调节器联接起来，构成适用于造纸生产过程的各种自动控制系统,如纸张定量、水分、灰分的控制系统,碱回收锅炉燃烧的控制系统,熔融物还原率控制系统，纸浆蒸煮质量控制系统，漂白控制系统等。

纸张是纸厂的最终产品，定量和水分是表征其性质的基本参数和最终质量指标。影响定量和水分的因素有上网纸浆的浓度、纸张的流量、车速的高低、通入烘缸蒸汽压力的大小等。这些被控参数随机干扰大，而且参数之间相互耦合，被控对象纯滞后时间很长，即使高速纸机也有5～6分钟的滞后时间。因此，只有借助于微电子技术和电子计算机才能实现自动控制。

由于定量和水分两个参数相互耦合，它们的传感器在扫描架上应装在一起，使测量值能反映纸张同一部位的状况。在扫描架上还同时安装有灰分、厚度、色度、透明度、光滑度等传感器。扫描架在压光机的出口一侧。为了使测量值能代表整个纸幅的情况，传感器沿扫描架作往复运动。将纸幅分为几个采样区（例如分成6个采样区，共7个点），传感器每扫过一个区域，求一次滑动平均值，然后将这些测量值送往电子计算机与设定值进行比较，找出差值（偏差），经过控制和解耦运算之后，发出控制信号，使纸浆流量控制系统动作，改变纸浆流量调节器的设定值。通过纸浆流量的改变使纸张定量保持稳定。另一方面，计算机发出的控制信号送到烘缸蒸汽压力控制系统，去适当改变压力调节器的设定值，使蒸汽调节阀协调动作，以保证水分不致在定量控制系统动作时发生变化。控制系统要消除纸浆流量、浓度和车速变化对定量的影响。

电子计算机将水分传感器送来的测量信号与水分设定值进行比较,根据其偏差的大小和方向,通过运算发出控制信号，调整蒸汽调节阀的开度，使烘缸内的蒸汽压力随设定值变化，达到所要求的水分。另一路使纸浆调节阀协调动作，对定量和水分两个参数进行解耦，使定量不受水分控制信号的影响。如某种原因使蒸汽压力发生波动，没等纸张水分发生变化，蒸汽压力控制系统立即使蒸汽压力回到原来值，大大减弱蒸汽压力波动对水分影响。

纸张中的灰分是由所加入的填料（如滑石粉、碳酸钙粉等）量来决定的。填料呈浆状通过填料泵加入纸浆中，泵由直流电动机拖动，转速由可控硅调速系统控制。当纸浆的灰分偏离设定值时，计算机根据灰分偏差量，通过可控硅调速系统使填料泵的转速作相应改变，调节加入纸浆中填料量的大小，直到灰分回到设定值为止。

为保证纸页厚度一致，在压光机的出口侧沿光辊的轴向装有一排喷气管，并分成数段。在各段喷气管上装着许多喷气嘴，使温度为10℃左右的冷风通过喷气嘴射向压光辊，对压光辊进行冷却。利用金属具有热胀冷缩的性质，用控制喷射冷风量的办法，实现控制纸页的厚度。喷射冷风量大的区段，压光辊的温度较低，直径较小，因而该段加在纸页上的线压力较小，通过这里的纸页厚度增大。反之，减小对压光辊某区段的冷风喷射量，则通过该段的纸页厚度就会减小。

纸页厚度传感器沿扫描架作往复运动时，每扫过一个区段就测出该段的纸页厚度的平均值并送给计算机，计算机根据厚度测量值与设定值之间的偏差，控制冷风调节阀的开度，调节冷风喷射量，直到厚度回到设定值为止。如果每段纸页的厚度都等于设定值，整幅纸的厚度就能均匀一致。

随着微型计算机的广泛采用，造纸生产自动化系统也已由单变量系统发展为多变量系统，控制技术、通信技术和计算机技术已有机地结合在一起，构成了更大规模的综合自动化系统。