專利名稱：一種生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種自動控制系統(tǒng)，特別是涉及一種生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
生活用紙制造工藝在碎解漿這一工序，是基于人手操作的工藝流程，自動化程度不高，工藝參數(shù)因人而異。加水量是采用固定水壓保持穩(wěn)定流量，使用計時器的方式計算加水量，這個加水單元簡單但計量麻煩且準(zhǔn)確性低。碎漿電機采用的是普通電機，使用普通電機作為動力缺點是能源浪費大，下漿料時對轉(zhuǎn)子沖擊大。電氣控制方面，設(shè)計是將每個控制單元都是基于人手控制為主，缺點是操作人員勞動強度大、工藝參數(shù)不穩(wěn)定、不節(jié)能。因此， 如何提高造紙工藝中的碎解漿工序的自動化程度是當(dāng)前領(lǐng)域技術(shù)人員首先需要解決的技術(shù)課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)，解決由于自動化程序不高導(dǎo)致工藝參數(shù)難控制、操作員勞動強度大、能源浪費等缺點。本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問題是采用以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)，包括現(xiàn)場設(shè)備、系統(tǒng)控制硬件、控制程序軟件和運行程序；所述現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)控制硬件連接，系統(tǒng)控制硬件的運行由控制程序軟件和運行程序支配；所述現(xiàn)場設(shè)備包含加水工藝流程中的設(shè)備、投料工藝流程中的設(shè)備、 碎漿工藝流程中的設(shè)備以及抽漿工藝流程中的設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的加水工藝流程所包含的設(shè)備有濃白水泵、電磁流量計、氣動調(diào)節(jié)閥門和加水管道；從濃白水池過來的濃白水通過濃白水泵泵出，依次經(jīng)過電磁流量計、氣動調(diào)節(jié)閥門并通過加水管道進入碎漿池中。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的投料工藝流程包含的設(shè)備有電動運輸帶，負(fù)載通過電動運輸帶進入碎漿池中。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的碎解漿工藝流程包含的設(shè)備有碎漿池、液位變送器、設(shè)置在碎漿池底部的葉輪和帶動葉輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機；由驅(qū)動電機帶動葉輪在碎漿池底部攪拌碎漿池中的紙漿料，液位變送器用以實現(xiàn)對碎漿池中紙漿料的體積、液高和重量的準(zhǔn)確測量和傳送。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的抽漿工藝流程包含的設(shè)備有抽漿管道、氣動閥門和抽漿泵；由抽漿泵從碎漿池中抽出紙漿料，并依次通過抽漿管道和氣動閥門進入備漿池。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的系統(tǒng)控制硬件包括PLC和依次與該PLC連接的人工操作屏、人機界面、儀器儀表、驅(qū)動電機、氣動閥門及與PLC配套的電路單元。
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根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的控制程序軟件是指三菱Q系列 PLC的控制軟件。 根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述的驅(qū)動電機是變頻電機，并由變頻器驅(qū)動。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述設(shè)備的控制均由所述的PLC統(tǒng)一控制。根據(jù)本發(fā)明實施例的自動變頻碎漿系統(tǒng)，所述自動變頻碎漿系統(tǒng)的控制方法，其包括步驟碎漿加水、碎解漿計時、抽漿前加水和抽漿四個步驟；所述的控制程序是使用 PLC程序按所述四個步驟要求控制所述現(xiàn)場設(shè)備。借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)具有的有益效果如下新設(shè)計的系統(tǒng)是基于全自動操作、節(jié)能型的操作系統(tǒng)，新系統(tǒng)采用PLC作為控制核心代替原來的繼電器控制，讓電路簡單化，降低維護難度，將復(fù)雜的控制流程讓PLC實現(xiàn)，從而簡化操作難度，提高自動化程度，減少電機做無用功時間達(dá)到節(jié)能目的；水量計量使用電磁流量計加調(diào)節(jié)閥門，提高水量控制精度；采用變頻驅(qū)動的電機代替原來的普通電機，按工藝需要控制電機運轉(zhuǎn)頻率從而達(dá)到節(jié)能目的。


圖1是本發(fā)明的自動變頻碎漿系統(tǒng)的工藝流程圖。圖2是本發(fā)明的自動變頻碎漿系統(tǒng)的控制流向圖。圖3是本發(fā)明的自動變頻碎漿系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)方框圖。圖4是本發(fā)明的自動變頻碎漿系統(tǒng)的工藝操作圖。圖5、圖6、圖7、圖8和圖9分別是本發(fā)明的自動變頻碎漿系統(tǒng)的五種不同狀態(tài)下的控制流程圖。1 濃白水泵2 電磁流量計3 氣動調(diào)節(jié)閥門4 加水管道5 電動運輸帶6 碎漿池7 液位變送器8 葉輪9 驅(qū)動電機10 抽漿管道11 氣動閥門12 抽漿泵13 備漿池14 =PLC 15 人工操作屏16 人機界面17 儀器儀表18 驅(qū)動電機19 氣動閥門
具體實施例方式請參閱圖1 3所示，本發(fā)明的自動變頻碎漿系統(tǒng)的操作及控制流程圖。本發(fā)明生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其包括碎解漿工藝流程及自動控制系統(tǒng)。自動控制系統(tǒng)包括現(xiàn)場設(shè)備、系統(tǒng)控制硬件、控制程序軟件和運行程序；其中，現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)控制硬件連接，系統(tǒng)控制硬件的運行由控制程序軟件支配；其中，現(xiàn)場設(shè)備包含現(xiàn)場工藝流程中的儀器儀表、操作臺、執(zhí)行設(shè)備及驅(qū)動設(shè)備。如圖1所示，本發(fā)明的碎解漿工藝流程包含加水工藝流程、投料工藝流程、碎漿工藝流程以及抽漿工藝流程。所述的加水工藝流程所包含的設(shè)備有濃白水泵1、電磁流量計 2、氣動調(diào)節(jié)閥門3和加水管道4 ；從濃白水池過來的濃白水通過濃白水泵1泵出，依次經(jīng)過電磁流量計2、氣動調(diào)節(jié)閥門3并通過加水管道4進入碎漿池6中。所述的投料工藝流程包含的設(shè)備有電動運輸帶5，負(fù)載通過電動運輸帶5進入碎漿池6中。所述的碎漿工藝流程包含的設(shè)備有碎漿池6、液位變送器7、設(shè)置在碎漿池6底部的葉輪8和帶動葉輪8轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機9 ；由驅(qū)動電機9帶動葉輪8在碎漿池6底部攪拌碎漿池6中的紙漿料，液位變送器7用以實現(xiàn)對碎漿池6中紙漿料的體積、液高和重量的準(zhǔn)確測量和傳送。所述的抽漿工藝流程包含的設(shè)備有抽漿管道10、氣動閥門11和抽漿泵12 ；由抽漿泵12從碎漿池6中抽出紙漿料，并依次通過抽漿管道10和氣動閥門11進入備漿池13。如圖3所示，所述的系統(tǒng)控制硬件包括PLC14、人工操作屏15、人機界面16、儀器儀表17、驅(qū)動電機18、氣動閥門19及與PLC配套的電路單元。其中，如圖4所示，人工操作屏15是一種碎漿工藝控制屏，其上設(shè)置有多個手動按鍵，如手動聯(lián)動鍵、抽漿線鍵、啟動鍵、停止鍵及其他加水鍵等。所述的控制程序軟件是指三菱Q系列PLC的控制軟件。所述的驅(qū)動電機18是變頻電機，并由變頻器驅(qū)動。所述的設(shè)備(管道以外)的控制均由PLC統(tǒng)一控制。所述的控制方法是將碎解漿工藝分為碎漿加水、碎解漿計時、抽漿前加水和抽漿四個步驟。所述的控制程序是使用PLC程序按四個步驟要求分別控制加水工藝流程所包含的設(shè)備、投料工藝流程所包含的設(shè)備、碎漿工藝流程所包含的設(shè)備以及抽漿工藝流程所包含的設(shè)備。請參閱圖5 9所示，本發(fā)明的全自動控制程序包括主線主程序及子程序M01、 M02、M03、M04。其中，主線主程序的控制流程圖如圖5所示，當(dāng)碎漿系統(tǒng)顯示為正常狀態(tài)時， 一鍵操作，顯示為“yes”，由MOl子程序控制；一鍵操作，顯示為“yes”，由M02子程序控制； 顯示為“no”，由M05子程序控制。一鍵操作，顯示為“yes”，由M03子程序控制；顯示為“no”， 由M05子程序控制。一鍵操作，顯示為“yes”，由M04子程序控制；顯示為“no”，由M05子程序控制。當(dāng)碎漿系統(tǒng)顯示為正常狀態(tài)時，一鍵操作，顯示為“no”，按下“碎漿加水”，顯示為 “yes”，由MOl子程序控制；轉(zhuǎn)為“碎漿計時”，顯示為“yes”，由M02子程序控制；轉(zhuǎn)為“抽漿加水”，顯示為“yes”，由M03子程序控制；轉(zhuǎn)為“抽漿”，顯示為“yes”，由M04子程序控制；若顯示為“no”，則由M05子程序控制，再重復(fù)到最初的一鍵操作。如圖6所示，本發(fā)明的子程序MOl的控制流程圖。流量清零，碎漿機顯示頻率為 15HZ ；當(dāng)流量彡40 %，顯示為“no”，白水泵運行，調(diào)節(jié)閥開度=100 %，流量積算直至流量 ^ 40% ；當(dāng)流量> 40%，顯示為“yes”，下漿料程序啟動，碎漿機頻率向50HZ遞增，直至啟動完畢；當(dāng)流量彡90%，顯示為“no”，白水泵運行，調(diào)節(jié)閥開度=100%，流量積算直至流量 ^ 90% ；當(dāng)90%彡流量< 100%，顯示為“no”，白水泵運行，調(diào)節(jié)閥開度=35%，流量積算直至90 % <流量< 100 % ；當(dāng)流量=100 %，白水泵停止，調(diào)節(jié)閥開度=0 %，直至程序結(jié)束。如圖7所示，本發(fā)明的子程序M02的控制流程圖。計時清零開始，計時器運行，計時=設(shè)定，完成呼叫；如顯示“yes”，程序結(jié)束；如顯示“no”，重復(fù)計時器運行步驟。如圖8所示，本發(fā)明的子程序M03的控制流程圖。流量清零開始，當(dāng)流量> 90%, 顯示為“no”，白水泵運行，調(diào)節(jié)閥開度=100%，流量積算直至流量彡90% ；當(dāng)90%彡流量< 100%，顯示為“no”，白水泵運行，調(diào)節(jié)閥開度=35 %，流量積算直至90% <流量 < 100% ；當(dāng)流量=100%,白水泵停止，調(diào)節(jié)閥開度=0%，直至程序結(jié)束。
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如圖9所示，本發(fā)明的子程序M04的控制流程圖。當(dāng)液位彡設(shè)定1，顯示“no”，抽漿泵運行，放漿閥門打開，直至液位彡設(shè)定1 ；當(dāng)設(shè)定2彡液位 < 設(shè)定1，顯示“no”，抽漿泵運行，放漿閥門打開，碎漿機頻率遞減，直至液位<設(shè)定1 ；當(dāng)液位<設(shè)定2，顯示“yes”，計時器打開，計時到，顯示“no”，抽漿泵運行，放漿閥門打開，直至計時到；顯示“yes”，M04子
程序結(jié)束。綜上所述，本發(fā)明可以取得如下顯著效果1)由于使用了全自動碎漿，減少由人為引起的設(shè)備等待動作命令時間，目前，碎漿時間比原系統(tǒng)縮短了 55%，從而達(dá)到節(jié)能的效果；2)碎漿電機設(shè)計為變頻電機，且在碎漿時按步驟自動平滑切換合理頻率，使用電量大大減少。本系統(tǒng)每年可節(jié)約用電量約47萬kWh，每年間接減排C02、SO2量約412. 17t、 2. 72t ；

3) 一部碎漿機操作崗位原來安排1. 5個崗位，現(xiàn)只需要0. 25個崗位，且勞動強度大大降低。總結(jié)本發(fā)明每年節(jié)省電費約33萬元，人工費用節(jié)省3. 75萬元，維護成本大大降低。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于其包括現(xiàn)場設(shè)備、系統(tǒng)控制硬件、控制程序軟件和運行程序；所述現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)控制硬件連接，系統(tǒng)控制硬件的運行由控制程序軟件和運行程序支配；所述現(xiàn)場設(shè)備包含加水工藝流程中的設(shè)備、投料工藝流程中的設(shè)備、碎漿工藝流程中的設(shè)備以及抽漿工藝流程中的設(shè)備。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的加水工藝流程所包含的設(shè)備有濃白水泵、電磁流量計、氣動調(diào)節(jié)閥門和加水管道；從濃白水池過來的濃白水通過濃白水泵泵出，依次經(jīng)過電磁流量計、氣動調(diào)節(jié)閥門并通過加水管道進入碎漿池中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的投料工藝流程包含的設(shè)備有電動運輸帶，負(fù)載通過電動運輸帶進入碎漿池中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的碎解漿工藝流程包含的設(shè)備有碎漿池、液位變送器、設(shè)置在碎漿池底部的葉輪和帶動葉輪轉(zhuǎn)動的驅(qū)動電機；由驅(qū)動電機帶動葉輪在碎漿池底部攪拌碎漿池中的紙漿料，液位變送器用以實現(xiàn)對碎漿池中紙漿料的體積、液高和重量的準(zhǔn)確測量和傳送。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的抽漿工藝流程包含的設(shè)備有抽漿管道、氣動閥門和抽漿泵；由抽漿泵從碎漿池中抽出紙漿料，并依次通過抽漿管道和氣動閥門進入備漿池。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的系統(tǒng)控制硬件包括 PLC和依次與該PLC連接的人工操作屏、人機界面、儀器儀表、驅(qū)動電機、氣動閥門及與PLC 配套的電路單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的控制程序軟件是指三菱Q系列PLC的控制軟件。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述的驅(qū)動電機是變頻電機，并由變頻器驅(qū)動。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)，其特征在于所述設(shè)備的控制均由所述的PLC統(tǒng)一控制。
10.權(quán)利要求1-9中任一權(quán)利要求所述的自動變頻碎漿系統(tǒng)的控制方法，其特征在于其包括步驟碎漿加水、碎解漿計時、抽漿前加水和抽漿四個步驟；所述的控制程序是使用 PLC程序按所述四個步驟要求控制所述現(xiàn)場設(shè)備。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于一種生活用紙制造工藝中的自動變頻碎漿系統(tǒng)，包括現(xiàn)場設(shè)備、系統(tǒng)控制硬件、控制程序軟件和運行程序；所述現(xiàn)場設(shè)備與系統(tǒng)控制硬件連接，系統(tǒng)控制硬件的運行由控制程序軟件和運行程序支配；所述現(xiàn)場設(shè)備包含加水工藝流程中的設(shè)備、投料工藝流程中的設(shè)備、碎漿工藝流程中的設(shè)備以及抽漿工藝流程中的設(shè)備。本發(fā)明新設(shè)計的系統(tǒng)是基于全自動操作、節(jié)能型的操作系統(tǒng)，可有效解決由于自動化程序不高導(dǎo)致的工藝參數(shù)難控制、操作員勞動強度大、能源浪費等缺點，將復(fù)雜的控制流程讓PLC實現(xiàn)，從而簡化操作難度，提高自動化程度。
文檔編號D21B1/34GK102154868SQ20111002020
公開日2011年8月17日 申請日期2011年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月18日
發(fā)明者廖暢, 張健, 梁偉雄, 梁新強, 王波, 譚忠民, 陳連岳 申請人:維達(dá)紙業(yè)(江門)有限公司