摘要:制漿造紙過程是一個復(fù)雜的工業(yè)過程，具有高度不確定性、非線性、關(guān)連性、大滯后和狀態(tài)不完全性等特點，目前控制系統(tǒng)以現(xiàn)場總線為核心，正朝著整廠集中控制的方向發(fā)展，控制內(nèi)容更具廣泛性，控制方式更具專業(yè)化。本文分析了我國制漿造紙自控及儀表的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，闡述了自動控制系統(tǒng)在制漿造紙生產(chǎn)中的重要作用，對具體的控制方式進行了探討?！　￡P(guān)鍵詞:自動控制；儀表；通訊；現(xiàn)場總線；PROFIBUS-DP；DCS

　　制漿造紙生產(chǎn)的自動控制，過去應(yīng)用的范圍十分有限，主要集中在制漿過程的局部簡單儀表控制和紙機的電氣傳動控制方面，大量的控制內(nèi)容是通過現(xiàn)場人工調(diào)整實現(xiàn)的。改革開放以來，通過國外先進技術(shù)產(chǎn)品的引進，以及借鑒相關(guān)行業(yè)自動控制方面的經(jīng)驗，自動控制在造紙生產(chǎn)中逐步得到了應(yīng)用,正朝著整廠集中控制的方向發(fā)展。近年來，許多廠家在生產(chǎn)過程的重點環(huán)節(jié)進行了自控系統(tǒng)的技術(shù)改造，如蒸煮控制、盤磨控制、配漿控制、上漿流送控制、紙機傳動、紙機干燥部多段通氣控制（熱泵控制）和水分定量檢測等方面，取得了明顯的效果。

　　1.1制制漿過程

　　制漿過程的自動化控制主要集中在蒸煮、磨漿、配漿和打漿的控制，主要控制參數(shù)有：液位、溫度、壓力、流量和濃度等。從過程控制的層面上來說，一方面對生產(chǎn)過程的電動機和電磁閥進行邏輯、順序的控制；另一方面對罐類和工藝管道上的各種閥門進行工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)。制漿設(shè)備中，單體設(shè)備較多，由于種種原因，制漿設(shè)備本體的機電一體化產(chǎn)品不多，相當部分企業(yè)在制漿過程中自動化程度普遍不高。近些年盤磨、擠漿機、熱分散等設(shè)備在自動化控制方面有了較大的進步，設(shè)備性能有所改善；在配漿和上漿濃度調(diào)節(jié)部分的改造較多，對提高和穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量，取得了一定效果。

　　制漿生產(chǎn)的自動控制系統(tǒng)最初可以認為是儀表控制系統(tǒng)和繼電器邏輯控制系統(tǒng)的結(jié)合，主要由二次儀表作為控制器來進行單回路或多回路的自動控制。許多廠家一直延用至今，基本上是一種獨立、分離的控制。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，從20世紀80年代開始，以PLC為主流產(chǎn)品的控制器得到了普遍的應(yīng)用。由于最初的PLC控制器以邏輯、順序控制為主，形成了一方面采用PLC控制器進行電動機、電磁閥的聯(lián)鎖和控制；另一方面采用二次儀表作為控制器來進行單回路或多回路的自動調(diào)節(jié)控制。從80年代末期開始，PLC控制器的功能和技術(shù)概念發(fā)生了重大變化，以一個過程控制系統(tǒng)的面貌出現(xiàn)；而且在組態(tài)方便性和靈活性上有了很大改善，以其容量、速度、字長、周期等為指標，形成了系列產(chǎn)品，從而具備了從事復(fù)雜控制的能力。PLC控制器在制漿造紙生產(chǎn)的局部自動控制中得到了普遍的應(yīng)用。

　　新型操作終端的出現(xiàn)和CRT顯示技術(shù)的進步，特別是PLC控制器通訊能力的加強，使智能的、動態(tài)的人機界面越來越多地應(yīng)用在制漿生產(chǎn)的關(guān)鍵控制點，如蒸球、磨漿、配漿等部分，在被控現(xiàn)場配置液晶或等離子顯示真彩操作終端，可方便的與PLC聯(lián)接，融入控制器的操作系統(tǒng)中。觸摸式界面在用戶規(guī)定的刷新時間內(nèi)提供各種實時數(shù)據(jù)，顯示相關(guān)狀態(tài)參數(shù)、設(shè)定值與實測值，且以數(shù)字量形式或棒圖形式顯示組態(tài)相關(guān)參數(shù)圖形；同時，觸摸式界面還具有各種操作功能，可進行參數(shù)的設(shè)定和邏輯控制。為了在控制室可清楚地反映生產(chǎn)過程的整體和局部信息，利用上位計算機，對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)測、操作和管理。操作人員可以從控制室的顯示器上所顯示的不同畫面中，觀察到生產(chǎn)過程的狀態(tài)，并在專用的操作終端上或直接在控制顯示器上對生產(chǎn)過程的各項工藝參數(shù)進行控制。

　　制漿造紙的生產(chǎn)過程，從控制上來說，是一個多設(shè)備協(xié)調(diào)的聯(lián)動系統(tǒng)，尤其是企業(yè)向著大規(guī)模化的方向發(fā)展，原有落后的控制方式越來越不能滿足生產(chǎn)的要求。這樣DCS就應(yīng)運而生。

　　DCS，即集散控制系統(tǒng)，又名分布式的計算機控制系統(tǒng)，是利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)測、操作、管理和分散控制的一種新型控制技術(shù)。它是由計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、測量技術(shù)、通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、CRT顯示技術(shù)和人機接口技術(shù)相互滲透發(fā)展起來的。DCS集散型控制系統(tǒng)，從結(jié)構(gòu)上講就是將采集和控制分散在多個現(xiàn)場控制站，而將操作和監(jiān)視功能集中在一個或多個操作站。它從硬件上采用標準化、模塊化和系列化產(chǎn)品，系統(tǒng)上各工作站是通過網(wǎng)絡(luò)接口相聯(lián)接的，各工作站能完全獨立地運行。系統(tǒng)的實時控制網(wǎng)絡(luò)使系統(tǒng)資源共享，對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組態(tài)進行在線修正、在線維修。它的突出優(yōu)點是系統(tǒng)的硬件和軟件都具有靈活的組態(tài)和配置能力。軟件的開放性尤為突出。

　　制漿造紙生產(chǎn)過程的DCS控制系統(tǒng)包括若干個子工段控制系統(tǒng)：如濕法備料及連蒸、白水回收、洗選漂、抄紙、烘缸三段通汽、上漿濃度和QCS等等。每個控制子系統(tǒng)既有著相對的獨立性，又彼此互相聯(lián)系。因此整個系統(tǒng)采用控制環(huán)節(jié)分散、數(shù)據(jù)處理集中的方式，即多操作站的DCS系統(tǒng)。DCS通過系統(tǒng)總線把車間和各工段的DCS聯(lián)成一個網(wǎng)絡(luò)。各DCS子系統(tǒng)主要由基本I/O單元、過程主站、操作站、報警站、操作終端、顯示器、報警打印機和報告打印機組成，再加上生產(chǎn)現(xiàn)場的檢測儀表和執(zhí)行機以及控制中心組成一個完整的造紙生產(chǎn)的自動控制系統(tǒng)。DCS控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)一般分為過程控制級、自動化級和現(xiàn)場級。系統(tǒng)硬件配置一般為：

　　●工業(yè)控制計算機作為操作員站組成上位機管理系統(tǒng)。

　　●大型控制器組成自動化中心控制系統(tǒng)。

　　●操作顯示終端作為現(xiàn)場人機界面。

　　●分布式遠程控制站作為控制單元。

　　過程控制級的操作界面采用工業(yè)控制計算機，使用標準軟件和網(wǎng)絡(luò)，以實現(xiàn)過程診斷、過程監(jiān)視、控制及信息管理。標準的顯示和操作窗口,實時顯示工藝流程控制點的過程參數(shù)，操作員可以很方便地通過動態(tài)畫面，實時監(jiān)視設(shè)備狀態(tài)，如液位高低，閥門開度、電機啟停等；同時，根據(jù)該工段的工藝流程需要，及時對設(shè)備進行控制。對于調(diào)節(jié)回路有兩種控制方式，即自動調(diào)節(jié)和手動調(diào)節(jié)。當點擊畫面上的自動手動旋轉(zhuǎn)開關(guān)，可以切換自動手動方式。在自動狀態(tài)下，調(diào)節(jié)回路由PLC進行控制，自動調(diào)節(jié)閥門的開度。此時，若點擊閥門，將出現(xiàn)提示窗口，提示此時是處于自動狀態(tài)下，不能手動調(diào)節(jié)閥門。若處于手動狀態(tài)下，操作工可以自行調(diào)節(jié)閥門開度。發(fā)現(xiàn)異常事件，作出提示、報警及處理命令；并可調(diào)閱與修改控制參數(shù)，遠程切換工作狀態(tài)，故障診斷及報表打??；也可保存生產(chǎn)報表及報警信息。過程控制級的PC機，通過生產(chǎn)管理網(wǎng)絡(luò)，接受中心PLC的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，向經(jīng)營管理網(wǎng)絡(luò)傳送各類生產(chǎn)數(shù)據(jù)及接受各類生產(chǎn)任務(wù)。過程控制站的控制能力至關(guān)重要，主要以控制功能塊的能力、數(shù)量、組態(tài)方便性和靈活性來衡量；過程控制站的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性同樣重要，可通過冗余配置使其可靠性更高，但目前在造紙生產(chǎn)線的應(yīng)用還很少見，其主要考慮的是其性能價格比的原因。

　　自動化級均采用裝有單處理器或多處理器的高性能大型PLC控制器。自動化級與過程控制級的通訊由工業(yè)以太網(wǎng)實現(xiàn)。與現(xiàn)場級的通訊由PROFIBUS-DP通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，作為一部分的中心控制單元，根據(jù)工藝要求控制現(xiàn)場設(shè)備的運行狀態(tài)。完成各現(xiàn)場PLC所組成的子系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制。目前較為普遍的配置是采用大型控制器組成自動化中心控制系統(tǒng)，即過程控制級。系統(tǒng)容易擴展和具備網(wǎng)絡(luò)通訊能力；采用分布式結(jié)構(gòu)，遠程智能化接口提供了各種電壓和保護等級的數(shù)字、模擬I/O單元，可以集中放置，也可以分散安裝在現(xiàn)場。為使人員方便操作，并考慮到工藝工程師和控制工程師的需要，每一工段配置一臺上位監(jiān)控微機，作為普通級操作員站，操作員可通過上位機對現(xiàn)場設(shè)備進行操作和控制。

　　現(xiàn)場級，主要由標準的系統(tǒng)產(chǎn)品連接在現(xiàn)場總線上。

　　（1）現(xiàn)場操作面板。操作面板適合于分散的、與設(shè)備相關(guān)的控制和監(jiān)視。不同的傳動和傳動組均可有標準的圖形顯示及相同的操作步驟。現(xiàn)場操作與顯示終端以動態(tài)圖形實時顯示生產(chǎn)數(shù)據(jù)，現(xiàn)場操作人員可通過觸摸屏操作現(xiàn)場設(shè)備。

　?。?)遠程I/O站。遠程I/O站通過現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、聯(lián)接中心控制PLC、交換各種實時信息；通過I/O口，聯(lián)接智能過程控制儀、變送器等實施調(diào)節(jié)控制。根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備的布局，采用分布式布局,就地實時響應(yīng)生產(chǎn)過程事件，極大地減少了現(xiàn)場至控制室的電纜聯(lián)線，使生產(chǎn)過程控制局部化、模塊化，不僅提高了系統(tǒng)的性能，使風(fēng)險系數(shù)降低，而且又有利于系統(tǒng)的擴展與維護。

　?。?)驅(qū)動單元，如變頻控制器，調(diào)節(jié)閥等。

　　監(jiān)控系統(tǒng)是DCS系統(tǒng)的一個重要組成部分，采用的過程監(jiān)控系統(tǒng)的特點適合于對過程事件的快速反應(yīng)。過程監(jiān)控系統(tǒng)的基本功能：

　　圖形系統(tǒng)：通過組態(tài)，可構(gòu)成豐富多彩的動態(tài)參數(shù)控制畫面。

　　信息報警：捕捉過程信息和本地事件，將這些內(nèi)容歸在檔案庫中，并在需要時有選擇地提取它們，或直接轉(zhuǎn)移到相關(guān)的過程畫面上產(chǎn)生報警信息。

　　生產(chǎn)報表：提供一套報表系統(tǒng)，可方便地對歷史數(shù)據(jù)或即時數(shù)據(jù)組合生成用戶所需的生產(chǎn)報表。

　　工藝流程圖：動態(tài)顯示全廠工藝流程，使操作人員能了解全廠各工藝段的運行狀況，便于調(diào)度管理。

　　設(shè)備工況運行圖：動態(tài)顯示各廠內(nèi)設(shè)備的實時運行狀態(tài)，隨時了解廠內(nèi)的設(shè)備及生產(chǎn)情況。

　　瀏覽系統(tǒng)：在自動化系統(tǒng)的服務(wù)器中，應(yīng)支持3～10個客戶的網(wǎng)上瀏覽，這樣，業(yè)主在一些管理或技術(shù)部門的辦公室里，可以對整個工廠的運行情況進行瀏覽。

　　系統(tǒng)自診斷：集成控制系統(tǒng)應(yīng)有一套完整的自診斷功能，可以在運行中自動地診斷出系統(tǒng)的任何一個部件是否出現(xiàn)故障，并且在監(jiān)控軟件中及時、準確地反映出故障狀態(tài)、故障時間、故障地點及相關(guān)信息。在系統(tǒng)或工藝設(shè)備發(fā)生故障后，I/O狀態(tài)應(yīng)返回到工藝要求預(yù)設(shè)置的狀態(tài)上。

　　系統(tǒng)操作權(quán)限：整個監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)有多個操作級別，每個級別均應(yīng)有各自的用戶和口令，它能防止用戶越權(quán)存取顯示數(shù)據(jù)和系統(tǒng)功能，具有相當高的安全可靠性。

　　1.2制造紙過程

　　造紙過程的自動化控制突出地表現(xiàn)在紙機的傳動控制方面。因紙種變化，紙機的速比變化較大，漿料配比、不同紙張?zhí)匦缘?，使紙機車速需要有較大范圍的調(diào)整；同時電網(wǎng)電壓、頻率和負荷的波動，也會引起紙機車速的變化，烘干部各段不同的加熱溫度，都會使紙頁產(chǎn)生縱向的收縮，因此，要求紙機傳動控制系統(tǒng)是一個穩(wěn)定、精確、同步、協(xié)調(diào)的變速傳動系統(tǒng)。造紙生產(chǎn)過程的電氣傳動，分為定速傳動和變速傳動。定速傳動主要有泵類、攪拌類電機，現(xiàn)在對于大功率定速電機的控制，已逐步推廣采用具備良好起動功能的軟起動控制器。由于紙機傳動控制目前幾乎毫無例外地采用多點分部傳動的形式，客觀上對自動控制系統(tǒng)提出了快速、精確、穩(wěn)定和可靠等較高的要求；又因紙機傳動在生產(chǎn)中的特殊重要地位，紙機電氣傳動控制的一般配置由較大型PLC控制單元、矢量型變頻單元和生產(chǎn)管理計算機組成。運用PROFIBUS通訊協(xié)議構(gòu)成先進的現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)，傳輸各種生產(chǎn)數(shù)據(jù)，執(zhí)行生產(chǎn)指令；控制各傳動點的運行狀態(tài)。

　　近些年電氣傳動系統(tǒng)普遍采用國外進口控制裝置，傳動系統(tǒng)的穩(wěn)速精度、動態(tài)響應(yīng)和可靠性等方面得到了大大提高。其通訊功能強，具有多種通訊協(xié)議；參數(shù)范圍廣，可適用于各種應(yīng)用場合；能自動測試負載特性，實現(xiàn)系統(tǒng)的最優(yōu)化；

　　能通過磁通電流控制自動進行負載補償，完善的保護功能如：過溫、過壓、欠壓、失步、接地錯誤等等；如力矩控制、張力控制、卷徑計算等，能滿足造紙工業(yè)的各種特殊工藝要求，使長期困擾廠家的國產(chǎn)模擬控制裝置的諸多問題有了根本性的改變，提高了生產(chǎn)效益。目前傳動系統(tǒng)已由最初的模擬控制向全數(shù)字網(wǎng)絡(luò)通訊方向過渡，后者分辨率更高、控制更精確，同時，作為整廠集中控制系統(tǒng)的一個子系統(tǒng)，便于與其它有關(guān)部分通過數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)接，因此，一些著名品牌高檔次的控制器正越來越多地得到應(yīng)用。

　　與制漿過程所不同的是，紙機本體設(shè)備如：流漿箱、壓光機、卷紙機、切紙機、復(fù)卷機等，設(shè)備本體配備的自動化技術(shù)水平是較高的。

　　實踐證明，紙機主傳動系統(tǒng)自普遍采用數(shù)字式驅(qū)動裝置以來，控制精度和系統(tǒng)的安全可靠性得到了極大提高，已完全能夠滿足紙機向大型、高速發(fā)展的需要。除此而外，上漿系統(tǒng)、蒸汽冷凝水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、損紙系統(tǒng)、涂料制備系統(tǒng)等控制也是十分重要的。

　　QCS紙頁質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)是一種新型高技術(shù)產(chǎn)品，是紙機控制紙頁質(zhì)量的最有效的手段。目前國外產(chǎn)品占主要地位，國內(nèi)研究開發(fā)多年，與國外產(chǎn)品尚有較大差距。目前在大中型紙機上的應(yīng)用還是較為普遍的，為監(jiān)測紙頁水分定量，掌握工藝參數(shù)提供了很大幫助；便于產(chǎn)品質(zhì)量的控制。但由于種種原因，絕大部分并未與上漿濃度和烘缸溫度實現(xiàn)真正意義上的閉環(huán)自動控制。

　　2.1制控制系統(tǒng)以現(xiàn)場總線為核心

　　自動控制系統(tǒng)向綜合化、開放化發(fā)展已成必然，工廠自動化要求各類設(shè)備之間的通訊能力更強，相互融合。以現(xiàn)場總線為核心的集散自動控制系統(tǒng)FCS正在興起，開放的結(jié)構(gòu)將方便地與所有控制設(shè)備系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換，成為真正集成的、貫穿全系統(tǒng)的新型自動控制系統(tǒng)。

　　2.1.1制全集成自動化思想

　　隨著工業(yè)自動化現(xiàn)代控制理論和計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，使得工業(yè)自動化過程控制系統(tǒng)能夠在系統(tǒng)各層次之間的數(shù)據(jù)交換量迅速增大，這就為實現(xiàn)一種全集成自動化控制思想提供了基礎(chǔ)。

　　全集成自動化思想就是用一種系統(tǒng)完成原來由多種系統(tǒng)搭配起來才能完成所有功能的系統(tǒng)。應(yīng)用這種解決方案，可以大大簡化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，減少了大量接口部件，應(yīng)用全集成自動化可以克服上位機和工業(yè)控制器之間、連續(xù)控制和邏輯控制之間、集中與分散之間的界限。同時，全集成自動化解決方案還可以為所有的自動化應(yīng)用提供統(tǒng)一的技術(shù)環(huán)境，主要包括：統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一的通訊、統(tǒng)一的組態(tài)和編輯軟件等?；谶@種環(huán)境，各種各樣不同的技術(shù)可以在一個用戶接口下，集成在一個有全局數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)中。

　　2.1.2制現(xiàn)場總線

　　工業(yè)控制自動化技術(shù)是保證生產(chǎn)高效可靠運行的重要手段，20世紀90年代，現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的出現(xiàn)和應(yīng)用，標志著自動化技術(shù)的又一次飛躍，傳統(tǒng)控制系統(tǒng)設(shè)備間的一對一聯(lián)線，不僅增加安裝維護費用，也降低了系統(tǒng)的可靠性，帶來安全隱患；模擬信號傳輸，限制了傳輸媒體和傳輸結(jié)構(gòu)的選擇，信號的精確度受到影響。因此，工廠構(gòu)建一個合理的局域網(wǎng)是十分重要的，不僅要考慮控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)的特點和安全性，還必須考慮與工廠原有控制系統(tǒng)的通訊網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)和可能擴建工程生產(chǎn)線的聯(lián)網(wǎng)，以達到數(shù)據(jù)通訊資源共享的目的。

　　現(xiàn)場總線是現(xiàn)代控制系統(tǒng)的核心，本質(zhì)上是一種數(shù)字化通信協(xié)議，是連接智能現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的數(shù)字化、全分散、雙向傳輸、多分支結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)；由于其在工業(yè)控制自動化的前沿地位，代表了技術(shù)發(fā)展的方向。

　　PROFIBUS現(xiàn)場總線由于其高實時性及技術(shù)較為成熟，在全世界范圍得到了廣泛的應(yīng)用，也是目前國內(nèi)應(yīng)用最普遍的一種。PROFIBUS現(xiàn)場總線是基于國際標準EN50170的開放的現(xiàn)場總線，它主要用于現(xiàn)場控制及檢測采集單元的數(shù)據(jù)交換，采用令牌調(diào)度原理進行數(shù)據(jù)通訊，主要包括最高波特率可達12 M 的高速總線PROFIBUS-DP（H 2 ）和用于過程的本安型低速總線P R O F I B U S - P A（H 1 ）。D P 和P A的完美結(jié)合使得PROFIBUS現(xiàn)場總線在結(jié)構(gòu)和性能上優(yōu)于其他現(xiàn)場總線。既適合于自動化系統(tǒng)與現(xiàn)場信號單元的通訊，也可用于直接連接帶有接口的變送器、執(zhí)行器、傳動裝置和其它現(xiàn)場儀表及設(shè)備，對現(xiàn)場信號進行采集、監(jiān)控和處理，用一對雙絞線替代了傳統(tǒng)的大量的傳輸電纜。

　　2.1.3制儀表(總線型變送器)

　　由于控制系統(tǒng)發(fā)生了新的變革，為了適應(yīng)現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)的要求，儀表、變送器已經(jīng)從模擬型、智能型發(fā)展到了現(xiàn)場總線型。現(xiàn)場總線作為一種數(shù)字式通信網(wǎng)絡(luò)從控制室一直延伸到生產(chǎn)現(xiàn)場，使過去采用點到點式的模擬量信號傳輸變?yōu)槎帱c一線的串行數(shù)字式傳輸。在現(xiàn)場總線型變送器中，其優(yōu)越性是顯而易見的：全數(shù)字傳輸，穩(wěn)定性和精確度高于智能型變送器，除了保持智能型變送器優(yōu)良的測量性能外，還增加了運算和控制功能，內(nèi)嵌有PID控制、邏輯運算、算術(shù)運算、累加等模塊，用戶通過組態(tài)軟件對這些功能模塊進行任意調(diào)用，實現(xiàn)參數(shù)的現(xiàn)場控制。

　　多變量測量是現(xiàn)場總線型變送器又一特點，即一臺變送器可以同時測量多個過程變量。由于每臺現(xiàn)場總線型變送器內(nèi)配有多個感測元件，它就可以同時測量多個過程變量，并通過現(xiàn)場總線傳輸出去。目前，世界各大儀表生產(chǎn)廠都相繼推出了現(xiàn)場總線型變送器，通過認證的變送器已經(jīng)有60多種。

　　綜上所述，現(xiàn)場總線型變送器已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上的變送器了，它是一個集變送、控制和通信功能于一身的現(xiàn)場設(shè)備?，F(xiàn)場總線型變送器的出現(xiàn)，必會給儀表和自動化領(lǐng)域帶來新的革命性變革。

　　2.2制控制內(nèi)容的廣泛性和控制方式的專業(yè)化

　　制漿造紙過程是一個連續(xù)的過程，自動化控制是根據(jù)生產(chǎn)工藝的特點和要求，實現(xiàn)全過程、實時有效的控制，更好地為生產(chǎn)工藝服務(wù)，因此，控制內(nèi)容將進一步擴大，控制系統(tǒng)的控制模式或方法將更加符合或貼近生產(chǎn)實際，更具有獨創(chuàng)性和專業(yè)性。在控制方式上，應(yīng)用如自適應(yīng)、自診斷、最優(yōu)化等手段，在軟件的設(shè)計中采用容錯等新的先進的技術(shù)成果，在增強系統(tǒng)可靠性的同時，結(jié)合制漿造紙生產(chǎn)的設(shè)備與工藝實際，提高系統(tǒng)控制的實際效果，成為自動控制方面努力的目標。

　　按照系統(tǒng)分散控制的概念，生產(chǎn)過程的系統(tǒng)劃分會更細、更單元化。隨著制漿造紙生產(chǎn)設(shè)備的不斷進步，單機本體設(shè)備的自動化程度會有所提高，控制系統(tǒng)的層次會更加分明，會形成既相互獨立，又全系統(tǒng)貫通的自動控制結(jié)構(gòu)。如造紙生產(chǎn)自動控制系統(tǒng)將分為過程控制DCS系統(tǒng)、設(shè)備控制MCS系統(tǒng)、質(zhì)量控制QCS系統(tǒng)、斷紙監(jiān)測WMS系統(tǒng)、紙病監(jiān)測WIS系統(tǒng)，馬達控制中心MCC等,而這些系統(tǒng)又都將被集成在一個更大的網(wǎng)絡(luò)中。

　　麥草濕法備料和蒸煮工段近幾年紛紛由間歇蒸煮向連續(xù)蒸煮變革。連續(xù)蒸煮工段應(yīng)用DCS系統(tǒng)較為普遍。鑒于連蒸系統(tǒng)的工藝過程是一個高溫高壓過程，具有一定的危險性，控制系統(tǒng)的發(fā)展將首先高度重視系統(tǒng)的安全性和可靠性，除軟件的設(shè)計中采用容錯技術(shù)外，CPU雙備冗余系統(tǒng)應(yīng)被考慮；其次，通過銷鼓計量器的草片量與加入“T”型管藥液的流量的比值控制是蒸煮的關(guān)鍵，運行中比值的控制精度影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，因現(xiàn)采用以銷鼓計量器的轉(zhuǎn)速比間接檢測草片量的方法，誤差較大，有待改進；洗、選、漂工段，除砂器和壓力篩的進漿和出漿壓力的壓力差，應(yīng)得到有效的控制，以提高除砂和篩選的效果；對于雙輥或雙網(wǎng)擠漿機，采用雙點傳動、具有負荷均衡分配的變速控制會得到推廣，使得濃縮過程變得容易調(diào)整；在漂白部分，對于進入混合器的氧化物漂劑，應(yīng)實現(xiàn)流量的自動控制；在磨漿部分，無論是單盤磨、雙盤磨或錐型磨，采用功率控制磨漿間距的方法是完全成熟的，主要受到進退刀傳動機構(gòu)精度的制約，如采用液壓傳動系統(tǒng)，將顯著改善設(shè)備品質(zhì)。

　　國內(nèi)廢紙制漿中，熱分散設(shè)備才開始應(yīng)用，從系統(tǒng)上講熱分散生產(chǎn)線對自動控制的要求是較高的，控制的內(nèi)容有溫度、壓力、位置間隙等，其控制系統(tǒng)有待于進一步完善。

　　由于紙機生產(chǎn)向高產(chǎn)量、高品質(zhì)的方向發(fā)展，對紙漿的配漿及濃度控制的要求不斷提高，因此，上漿濃度的調(diào)節(jié)和控制將越來越普遍地得到應(yīng)用。造紙過程的多分部傳動近年應(yīng)用變頻控制技術(shù)效果顯著，實現(xiàn)了電動機在長期恒定負載下的連續(xù)運行，系統(tǒng)的熱穩(wěn)定狀態(tài)較為理想。各分部傳動點應(yīng)處于硬速度特性，由于紙頁經(jīng)過加熱會出現(xiàn)收縮變化，在壓光、卷取部需要一定幅度的軟特性，除了加裝張力傳感器進行動態(tài)速度補償外，在中小紙機上利用矢量型變頻器具有的自適應(yīng)功能塊，根據(jù)輸出轉(zhuǎn)距的變化，通過速度補償自適應(yīng)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)間接張力控制應(yīng)得到推廣應(yīng)用，以減少斷頭和人工干預(yù)。

　　但驅(qū)動器的動態(tài)參數(shù)優(yōu)化功能沒有充分發(fā)揮出來，在遇到負載擾動時，快速的抑制和調(diào)整的時間還不適應(yīng)，特別在大型高速紙機上，變頻器直流側(cè)母線電壓過高的情況時有發(fā)生，因此，采用公共直流母線作為各逆變器的饋電系統(tǒng)會得到更多的應(yīng)用。

　　紙機過程控制將歸類于DCS系統(tǒng)：包括上漿系統(tǒng)、蒸汽冷凝水系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、損紙系統(tǒng)和涂料制備系統(tǒng)。紙機設(shè)備本體的過程控制內(nèi)容將統(tǒng)一規(guī)劃，稱為MCS。流漿箱的流速與壓力、潤滑油的循環(huán)、壓榨部的線壓、網(wǎng)部的搖振和移動噴水、網(wǎng)和毛毯的糾偏、壓光機的液壓系統(tǒng)、卷取部的氣動系統(tǒng)等將在設(shè)備本體控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，集中管理。

　　MCC馬達控制中心將向智能化方向發(fā)展，如果條件允許，將摒棄MCC室內(nèi)放置遠程I/O的模式，每個電機控制單元，可看作FCS系統(tǒng)控制下的一個執(zhí)行器。若采用PROFIBUS P聯(lián)接，則每個電機就是一個DP站點。

　　紙頁質(zhì)量控制系統(tǒng)QCS的應(yīng)用會更廣泛。為能幫助改善質(zhì)量，提高產(chǎn)量和降低成本，除了紙頁定量和水分的測量和控制外，還包括灰分、厚度、白度、光澤度、平滑度、透明度、涂布量等內(nèi)容的測量和控制。重要的是QCS應(yīng)與上漿濃度和烘缸溫度等相關(guān)參數(shù)實現(xiàn)真正意義上的閉環(huán)自動控制。對于普通紙機，選用縱向質(zhì)量測量和控制；對于大型或有特殊要求的紙機，還會增加橫向質(zhì)量測量和控制。

　　斷紙監(jiān)測系統(tǒng)WMS目前在國內(nèi)的應(yīng)用還極少見，即采用攝像技術(shù)在紙機容易斷紙的地方進行監(jiān)測記錄，斷紙發(fā)生時，該系統(tǒng)將自動追溯存儲在攝像機中的斷紙前一定時區(qū)所捕捉到的斷紙信號和相關(guān)紙病信號，圖像會與生產(chǎn)同步，使技術(shù)人員快速判定斷紙區(qū)域和斷紙原因。紙病監(jiān)測系統(tǒng)WIS，用于在線檢驗如斑點、孔洞、皺紋、裂口、條痕等紙病，可與切紙機聯(lián)接，剔除次品。檢驗數(shù)據(jù)也用于質(zhì)量管理，確定紙病的成因。

　　目前制漿造紙企業(yè)的生產(chǎn)過程如烘缸表面溫度控制、烘箱干燥溫度連續(xù)控制、壓榨輥線壓力控制、紙頁張力控制等還是采用間接的或手控的方式進行的。這些都有待于推廣和應(yīng)用。

　　制漿造紙過程是一個復(fù)雜的工業(yè)過程，也是一項技術(shù)性很強的工作，具有高度不確定性、非線性、關(guān)連性、大滯后和狀態(tài)不完全性。目前，國內(nèi)造紙行業(yè)的自動化水平總的來說還屬落后的，我們應(yīng)從生產(chǎn)過程的優(yōu)化控制等底層自動化方面開始做起。在系統(tǒng)配置時，應(yīng)使廠家的有關(guān)技術(shù)人員充分了解所選的控制系統(tǒng)的硬件、軟件及其技術(shù)特性；結(jié)合工藝設(shè)備及其控制要求，應(yīng)充分考慮管理信息系統(tǒng)的要求，使全廠的控制系統(tǒng)構(gòu)成一個能夠相互通信、相互調(diào)閱的生產(chǎn)管理系統(tǒng)。以便使廠部生產(chǎn)指揮部門可更迅速、更全面地掌握全廠生產(chǎn)過程、狀態(tài)，指揮調(diào)整工藝運行參數(shù)，及時進行生產(chǎn)調(diào)度和優(yōu)化，為企業(yè)的發(fā)展服務(wù)。相信較短的時間內(nèi)我國制漿造紙自控及儀表的控制水平會有一個飛躍。