摘要
集散控制系统在造纸工业中得到广泛的运用，本文主要研究了集散控制系统在制浆造纸洗涤工段的运用。
洗涤工段是制浆造纸中一个重要的工段，洗涤的目的有两个：一个是把纸浆中的黑液洗涤干净以利于后序工序的顺利进行；二是尽可能获得高浓度的黑液，一边蒸发回收。
论文重点论证了洗涤工段工艺对自动控制提出的要求，控制方案的设计，集散控制系统的选择和硬件的配置。为了有效的控制生产过程、保证生产安全、保证产品质量和提高生产效率，必须及时检测出生产过程的有关量。所以文章介绍了控制仪表的选择原则和要求。文章中同时也讲述了DCS控制室的设计及其对环境、采光条件、建筑等提出的要求。
在本论文的设计过程中还运用到了CAD画图软件，绘制了管道仪表流程图已经仪表回路接线图等。
关键词：集散控系统 洗涤工段 控制方案 仪表 SUPCON JX-300X
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Abstract
Distributed Control System in the paper industry are widely used, this paper studies the distributed control system in the Pulp and Paper Section of the use of washing.
Wash section in is an important pulp and paper steps, washing two purposes: one is to wash the pulp black liquor in order to facilitate the smooth progress of the order process; second possible access to high concentration of black liquor, side of the evaporation recovery.
Paper demonstrates the focus of washing process on Automatic Control Section of the request, control program design, distributed control system selection and hardware configuration. In order to effectively control the production process to ensure safety, ensure product quality and increase production efficiency, the need for timely detection of the amount of the production process. Therefore, the article introduces the instrument of choice control principles and requirements. Article also describes the design of DCS control room and on the environment, lighting conditions, construction and other requests.
In this paper the design process is also applied to the CAD drawing software, draw a flow chart has been meter circuit pipe instrument wiring diagram and so on.
Keywords : Distributed Control System Wash section in Controling Meter SUPCON JX-300X
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目录
第1章 绪论 .......................................................................................................... 4
1.1中国纸浆造纸过程自动化现状 ............................................................... 4 1.2浆纸过程自动化的意义 ........................................................................... 4 1.3自动化系统在中国制浆造纸行业中的应用 ........................................... 4 第2章 洗涤工段生产流程 .................................................................................. 6
2.1洗涤目的 ................................................................................................... 6 2.2洗涤原理 ................................................................................................... 6 2.3洗涤的方法和设备 ................................................................................... 7 第3章 洗涤工段控制方案 ................................................................................ 10
3.1洗涤工艺对自动控制提出的要求 ......................................................... 10 3.2控制方案 ................................................................................................. 10 3.3洗涤工段涉及的控制系统 ..................................................................... 12
3.3.1单回路控制系统 ........................................................................... 12 3.3.2串级控制系统 ............................................................................... 13 3.3.3比值控制系统 ............................................................................... 15
第4章 仪表的选型 ............................................................................................ 19
4.1 控制装置的选择 .................................................................................... 19 4.2检测仪表元件的选型 ............................................................................. 20
4.2.1温度测量仪表的选型 ................................................................... 20 4.2.2流量测量仪表的选型 ................................................................... 22 4.2.3物位检测仪表选型 ....................................................................... 25 4.2.4纸浆浓度测量仪表选型 ............................................................... 27
第5章 集散控制系统（DCS） ........................................................................ 30
5.1集散控制系统的发展历程及其机构体系 ............................................. 30 5.2浙大中控集散控制系统SUPCON JX-300X ........................................ 33
5.2.1 SUPCON JX-300X的总体结构 .................................................. 33 5.2.2SUPCON JX-300X的硬件 ........................................................... 34 5.2.3 CON JX-300X DCS 在纸浆造纸洗涤工段的应用 .................... 37
第六章 集散控制系统控制室设计 .................................................................... 38
6.1控制室的位置、布局和面积的选择 ..................................................... 38 6.2环境条件 ................................................................................................. 39 6.3建筑要求 ................................................................................................. 40 6.4采光和照明 ............................................................................................. 41 第7章 仪表连接 ................................................................................................ 42 全文总结 .............................................................................................................. 44 参考文献 .............................................................................................................. 45 致谢 ...................................................................................................................... 46
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第1章 绪论
1.1中国纸浆造纸过程自动化现状
造纸工业是与国民经济发展和社会文明建设信息相关的产业，在现代经济中的作用越来越受到人们的重视。发达国家都把它视为重要的制造业，在美国、加拿大、日本、芬兰、瑞典等国，造纸工业是国民经济的十大支柱产业之一。在中国，纸和纸板消费量和产量的增长速度与国内生产总值同步发展。自1980年到2000年，中国GDP增长2.2倍纸与纸板消费量增长4.9倍，产量长4.6倍。“十五”期间，中国GDP增长率约每年约在7%-8%，纸和纸板消费量亦将同步增长，将为中国造纸工业带来快速发展的机遇。
1.2浆纸过程自动化的意义
在现代过程工业中，造纸工业在投资、能耗、原料消耗和水耗等方面往往超过重工业。例如每生产一吨纸血药消耗一百八十吨水，生产一吨纸所需要的能量多于生产一吨钢。此外，造纸所需要的原材料消耗也非常大，实现纸浆造纸过程的计算机控制，不但可以改善工人的劳动条件，提高产品产量和质量，还能大幅度减少能源和原材料的消耗。实现制浆造纸过程自动化的经济显著，多年来一直受到世界各主要工业国家的重视。
随着浆纸工业的快速发展，制浆、造纸的规模不断扩大，技术水平不断提高。1886年，第一台纸浆浓度控制器的诞生；20世纪（30-40）年代，机械式和气动式控制仪表应用于造纸行业：50年代后，气动和电动单元组合仪表出现在制浆造纸生产线上；1961年美国首次成功地采用计算机对制浆造纸进行控制。此后随着计算机的更新换代，新的控制系统便层出不穷，目前，PLC、DCS、FCS等最新系统在造纸行业都得到广泛应用。此外，应用于制浆过程的控制理论也得到了广泛而深入的研究和发展，前馈控制、解耦控制、串级控制、预测控制、自适应控制、最优控制和智能控制等都不断在本行业得到实际应用。
1.3自动化系统在中国制浆造纸行业中的应用
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无论是新上的浆纸生产线，还是对老生产线进行改造，都需要配置高质量的自控仪表。这种势态对制纸行业自动化起到了很到的促进作用，并形成了一个巨大的市场空间。国外公司，如Siemens、ABB、Honeywell、Measurex、Metso等公司的DCS、QCS供应商争先恐后的参与竞争；国内一些原来从事非浆纸行业的控制公司，如北京和利时、浙大双元、海天、高达等测控公司，形成了一股激烈竞争的热浪。在这种市场是刺激先，中国的制浆造纸自动化水边迅速缩短了与国际的差距，目前，中国的制浆造纸过程自动化控制系统不但能满足国内浆纸行业的需求，而且还开始想俄罗斯、越南、缅甸等周边国家出口自动化产品。
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