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摘要：近年来我国综合国力的不断增强，工业的迅猛发展，涌现出大量的工业企业。造纸工业，不同于一般的日用消费品工业，它是资金、技术、资源、能源密集型的行业，连续、高效的生产才能使规模效益得以体现。随着我国工业的飞速发展，造纸工业也进入了快速发展期。过去10年我国造纸行业实现了“国产替代进口，并成为净出口国”的转变，这不仅体现了纸张产量的增加，更体现了造纸工业的充分发展，是造纸产量、质量的综合提升，是造纸工业发展进入新阶段的标志。本文就自动控制技术在造纸工业中的应用展开探讨。
关键词：自动控制；造纸工业；引言
引言
随着造纸生产工艺和设备的不断进步，对造纸生产自动控制的要求越来越高，也使厂家对这方面越来越重视，如何更好地选择和切合实际地配置性价比最高的自动控制系统，已突出地摆在各生产厂家面前。
1自动控制技术应用的必然性
随着社会生活水平的提高，客户对纸的消耗量有增无减，并且对纸的质量提出了更高的要求，一定程度上加大了生产强度和难度，增加了生产成本。与此同时，环保的概念深入人心，这使得传统制浆造纸企业不仅面临成本压力，更需为环保贡献一分力量。“2012浆、纸、生物燃料及网络计量高峰论坛”给了上述问题以解答。霍尼韦尔推出“经得起未来考验适用于不断变化世界的解决方案”，即将自动控制新技术用于造纸过程中的测量和控制。与传统“人工控制”不同，传统控制方式以人的大脑为控制中心，依托于长时间经验积累下的灵活反应和操作技巧，对工人依赖程度高，生产误差大，且人力劳动价值不断提高，这也给生产成本增添了负担。而自动控制技术以传感器作为检测装置，将可编程控制器作为数据处理核心，结合先进算法，完成信号的采集、传递、处理及控制，用更高精度的电气传动控制系统与生产过程和目标相匹配。在此基础上建立的集成化信息平台，更是增强了用户与系统之间的互动性，逐步实现远程操作、实时监测、及时故障诊断与排除的功能。自动控制技术，因“能够适应未来的需求”，应用于造纸工业成为必然。
2自动控制技术安全的生命周期功能
能够适应未来的需要是决定自动化投资的一个决定性因素，安全的生命周期功能确保企业的自动化投资在将来也是安全的。工业级的安全性能是专为苛刻的实时生产环境而设计的，分层的安全方法为应对各种威胁提供安全的保障。这一功能实现了各种现场总线、现场设备寿命周期的管理以及网络文档的管理，为各种硬件元件提供了维修支持。现有系统的升级方式和兼容性是建立一个强大寿命周期管理的关键因素。软件安全的生命周期概念指从原有的和目前的系统向未来的系统逐步升级的经济途径，适应未来的变化，延长产品的生命，有助于在整个工厂寿命周期使平台的性能最大化。
3自动控制技术在造纸工业中的应用
3.1FCS（现场总线控制系统）
根据国际电工委员会的定义，现场总线是安装在制造或过程区域的现场装置与控制室内的自动控制装置之间的数宁式、串行、多点通信的数据总线。现场总线控制系统（FCS）就是以现场总线为基础的全数字控制系统，它已成为2l世纪自动化领域的新宠，相继出现了Profibus、Canbus、Lonworks、Bitbus、De-vicenet，还有最新的FF总线（FieldbusFoundation）等，都分别代表着自动化的最新技术。但是，在FCS领域至今均未形成统一的现场总线。
3.2DCS（集散控制系统）
制浆造纸生产过程的DCS控制系统包括若干个子系统：如湿法备料及连蒸工段控制系统，白水回收工段控制系统，洗、选、漂、打浆工段控制系统，抄纸配料供浆控制系统，烘缸三段通汽工段控制系统，上浆浓度和QCS控制系统等等。控制系统的主要控制对象是造纸生产中的各种参数，如：浆池的液位、汽和浆的流量、电机和各种调节阀等。每个控制系统既有相对的独立性，又彼此互相联系，因此整个系统采用控制环节分散、数据处理集中的方式，即多操作站的DCS系统。每个控制系统按生产线集成控制系统的一个控制站的原则建立，完成造纸各工段的过程自动控制。DCS通过系统总线与车间和各工段的DCS联成一个网络，各DCS系统主要由基本I/O单元、过程主站、操作站、报警站、操作终端、显示器、报警打印机和报告打印机组成，再加上生产现场的检测仪表和执行机构组成一个完整的造纸生产的自动控制系统。
3.3QCS纸张质量控制系统
QCS技术是综合现代的感应技术，计算机应用技术，现代自动控制技术、精密机械制造技术的一个系统工程技术。纸张生产中的QCS系统主要控制产品的质量指标，其中最基本的为定量和水分，根据纸张的种类不同还有灰分、厚度、透气度等指标。通过质量控制系统，提高纸质，以达到增加收益的目的。
4造纸工业自动控制发展趋势
20世纪70年代，自动控制以其优良的性能在工业生产制造控制中崭露头角，很快在造纸生产中得到推广应用，但在技术与实践上还比较简单，只用于基本控制，随着造纸工业的不断发展，自动控制系统不断创新，先进算法的引入，以及精密控制的实现，加速了自动控制系统的发展。（1）先进算法的引入。传统闭环控制，具有一定“自我矫正”的能力，但对系统模型建立的要求相对严格，且参数选定后不再随环境更改。考虑到质量控制系统等模块中具有带有惯性的滞后环节，传统的PID控制难以适合这种控制对象。先进算法的出现，完成了“参数识别”的功能，使系统能够根据环境变化自动修正控制系统参数。提出一种将PID控制与模糊控制相结合的模糊自适应PID控制，通过在线修正PID参数，实现了对扰动的快速平稳调节。（2）精密的电机拖动控制系统。纸制品不断衍生，造纸机多元化发展，要求在更换生产品种时造纸机的工作车速可以灵活调节，即电动机拥有较硬的机械特性和较大的调速范围。同时，在生产过程中，面对电源的电压、频率波动以及造纸机负荷的变化、机械传动部件问题等扰动，保持稳定的车速，也成为电机拖动系统控制得更为精密的推动力。
结语
制浆造纸过程是一个连续的系统化的过程。自动化控制是根据生产工艺的特点和要求，实现全过程、切实有效的控制，更好地为生产工艺服务。因此，制浆造纸过程的控制内容将进一步扩大，控制系统的控制模式或方法将更加符合或贴近生产实际，更加具有独创性和专业性。在控制方式上，应用如自适应、自诊断、最优化等手段，在软件的设计中采用容错等最新的技术成果，在增强系统的可靠性同时，结合制浆造纸生产的设备与工艺实际，提高系统控制的实际效果，应成为自动控制方面的努力目标。自动控制技术应用于造纸工业是工业和经济发展的必然，有利于全面提高我国造纸企业的技术水平。通过提高生产过程的自动化程度，稳定产品质量，提高生产效率，降低生产成本，获得更好的经济效益，最大限度地减少污染，节约能源，有利于绿色经济发展。
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