专利名称：一种生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动控制系统，特别是涉及一种生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统。
背景技术：
生活用纸制造工艺在碎解浆这一工序，是基于人手操作的工艺流程，自动化程度不高，工艺参数因人而异。加水量是采用固定水压保持稳定流量，使用计时器的方式计算加水量，这个加水单元简单但计量麻烦且准确性低。碎浆电机采用的是普通电机，使用普通电机作为动力缺点是能源浪费大，下浆料时对转子冲击大。电气控制方面，设计是将每个控制单元都是基于人手控制为主，缺点是操作人员劳动强度大、工艺参数不稳定、不节能。因此， 如何提高造纸工艺中的碎解浆工序的自动化程度是当前领域技术人员首先需要解决的技术课题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统，解决由于自动化程序不高导致工艺参数难控制、操作员劳动强度大、能源浪费等缺点。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统，包括现场设备、系统控制硬件、控制程序软件和运行程序；所述现场设备与系统控制硬件连接，系统控制硬件的运行由控制程序软件和运行程序支配；所述现场设备包含加水工艺流程中的设备、投料工艺流程中的设备、 碎浆工艺流程中的设备以及抽浆工艺流程中的设备。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的加水工艺流程所包含的设备有浓白水泵、电磁流量计、气动调节阀门和加水管道；从浓白水池过来的浓白水通过浓白水泵泵出，依次经过电磁流量计、气动调节阀门并通过加水管道进入碎浆池中。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的投料工艺流程包含的设备有电动运输带，负载通过电动运输带进入碎浆池中。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的碎解浆工艺流程包含的设备有碎浆池、液位变送器、设置在碎浆池底部的叶轮和带动叶轮转动的驱动电机；由驱动电机带动叶轮在碎浆池底部搅拌碎浆池中的纸浆料，液位变送器用以实现对碎浆池中纸浆料的体积、液高和重量的准确测量和传送。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的抽浆工艺流程包含的设备有抽浆管道、气动阀门和抽浆泵；由抽浆泵从碎浆池中抽出纸浆料，并依次通过抽浆管道和气动阀门进入备浆池。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的系统控制硬件包括PLC和依次与该PLC连接的人工操作屏、人机界面、仪器仪表、驱动电机、气动阀门及与PLC配套的电路单元。
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根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的控制程序软件是指三菱Q系列 PLC的控制软件。 根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述的驱动电机是变频电机，并由变频器驱动。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述设备的控制均由所述的PLC统一控制。根据本发明实施例的自动变频碎浆系统，所述自动变频碎浆系统的控制方法，其包括步骤碎浆加水、碎解浆计时、抽浆前加水和抽浆四个步骤；所述的控制程序是使用 PLC程序按所述四个步骤要求控制所述现场设备。借由上述技术方案，本发明生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统具有的有益效果如下新设计的系统是基于全自动操作、节能型的操作系统，新系统采用PLC作为控制核心代替原来的继电器控制，让电路简单化，降低维护难度，将复杂的控制流程让PLC实现，从而简化操作难度，提高自动化程度，减少电机做无用功时间达到节能目的；水量计量使用电磁流量计加调节阀门，提高水量控制精度；采用变频驱动的电机代替原来的普通电机，按工艺需要控制电机运转频率从而达到节能目的。
图1是本发明的自动变频碎浆系统的工艺流程图。图2是本发明的自动变频碎浆系统的控制流向图。图3是本发明的自动变频碎浆系统的结构方框图。图4是本发明的自动变频碎浆系统的工艺操作图。图5、图6、图7、图8和图9分别是本发明的自动变频碎浆系统的五种不同状态下的控制流程图。1 浓白水泵2 电磁流量计3 气动调节阀门4 加水管道5 电动运输带6 碎浆池7 液位变送器8 叶轮9 驱动电机10 抽浆管道11 气动阀门12 抽浆泵13 备浆池14 =PLC 15 人工操作屏16 人机界面17 仪器仪表18 驱动电机19 气动阀门
具体实施例方式请参阅图1 3所示，本发明的自动变频碎浆系统的操作及控制流程图。本发明生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统，其包括碎解浆工艺流程及自动控制系统。自动控制系统包括现场设备、系统控制硬件、控制程序软件和运行程序；其中，现场设备与系统控制硬件连接，系统控制硬件的运行由控制程序软件支配；其中，现场设备包含现场工艺流程中的仪器仪表、操作台、执行设备及驱动设备。如图1所示，本发明的碎解浆工艺流程包含加水工艺流程、投料工艺流程、碎浆工艺流程以及抽浆工艺流程。所述的加水工艺流程所包含的设备有浓白水泵1、电磁流量计 2、气动调节阀门3和加水管道4 ；从浓白水池过来的浓白水通过浓白水泵1泵出，依次经过电磁流量计2、气动调节阀门3并通过加水管道4进入碎浆池6中。所述的投料工艺流程包含的设备有电动运输带5，负载通过电动运输带5进入碎浆池6中。所述的碎浆工艺流程包含的设备有碎浆池6、液位变送器7、设置在碎浆池6底部的叶轮8和带动叶轮8转动的驱动电机9 ；由驱动电机9带动叶轮8在碎浆池6底部搅拌碎浆池6中的纸浆料，液位变送器7用以实现对碎浆池6中纸浆料的体积、液高和重量的准确测量和传送。所述的抽浆工艺流程包含的设备有抽浆管道10、气动阀门11和抽浆泵12 ；由抽浆泵12从碎浆池6中抽出纸浆料，并依次通过抽浆管道10和气动阀门11进入备浆池13。如图3所示，所述的系统控制硬件包括PLC14、人工操作屏15、人机界面16、仪器仪表17、驱动电机18、气动阀门19及与PLC配套的电路单元。其中，如图4所示，人工操作屏15是一种碎浆工艺控制屏，其上设置有多个手动按键，如手动联动键、抽浆线键、启动键、停止键及其他加水键等。所述的控制程序软件是指三菱Q系列PLC的控制软件。所述的驱动电机18是变频电机，并由变频器驱动。所述的设备(管道以外)的控制均由PLC统一控制。所述的控制方法是将碎解浆工艺分为碎浆加水、碎解浆计时、抽浆前加水和抽浆四个步骤。所述的控制程序是使用PLC程序按四个步骤要求分别控制加水工艺流程所包含的设备、投料工艺流程所包含的设备、碎浆工艺流程所包含的设备以及抽浆工艺流程所包含的设备。请参阅图5 9所示，本发明的全自动控制程序包括主线主程序及子程序M01、 M02、M03、M04。其中，主线主程序的控制流程图如图5所示，当碎浆系统显示为正常状态时， 一键操作，显示为“yes”，由MOl子程序控制；一键操作，显示为“yes”，由M02子程序控制； 显示为“no”，由M05子程序控制。一键操作，显示为“yes”，由M03子程序控制；显示为“no”， 由M05子程序控制。一键操作，显示为“yes”，由M04子程序控制；显示为“no”，由M05子程序控制。当碎浆系统显示为正常状态时，一键操作，显示为“no”，按下“碎浆加水”，显示为 “yes”，由MOl子程序控制；转为“碎浆计时”，显示为“yes”，由M02子程序控制；转为“抽浆加水”，显示为“yes”，由M03子程序控制；转为“抽浆”，显示为“yes”，由M04子程序控制；若显示为“no”，则由M05子程序控制，再重复到最初的一键操作。如图6所示，本发明的子程序MOl的控制流程图。流量清零，碎浆机显示频率为 15HZ ；当流量彡40 %，显示为“no”，白水泵运行，调节阀开度=100 %，流量积算直至流量 ^ 40% ；当流量> 40%，显示为“yes”，下浆料程序启动，碎浆机频率向50HZ递增，直至启动完毕；当流量彡90%，显示为“no”，白水泵运行，调节阀开度=100%，流量积算直至流量 ^ 90% ；当90%彡流量< 100%，显示为“no”，白水泵运行，调节阀开度=35%，流量积算直至90 % <流量< 100 % ；当流量=100 %，白水泵停止，调节阀开度=0 %，直至程序结束。如图7所示，本发明的子程序M02的控制流程图。计时清零开始，计时器运行，计时=设定，完成呼叫；如显示“yes”，程序结束；如显示“no”，重复计时器运行步骤。如图8所示，本发明的子程序M03的控制流程图。流量清零开始，当流量> 90%, 显示为“no”，白水泵运行，调节阀开度=100%，流量积算直至流量彡90% ；当90%彡流量< 100%，显示为“no”，白水泵运行，调节阀开度=35 %，流量积算直至90% <流量 < 100% ；当流量=100%,白水泵停止，调节阀开度=0%，直至程序结束。
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如图9所示，本发明的子程序M04的控制流程图。当液位彡设定1，显示“no”，抽浆泵运行，放浆阀门打开，直至液位彡设定1 ；当设定2彡液位 < 设定1，显示“no”，抽浆泵运行，放浆阀门打开，碎浆机频率递减，直至液位<设定1 ；当液位<设定2，显示“yes”，计时器打开，计时到，显示“no”，抽浆泵运行，放浆阀门打开，直至计时到；显示“yes”，M04子
程序结束。综上所述，本发明可以取得如下显著效果1)由于使用了全自动碎浆，减少由人为引起的设备等待动作命令时间，目前，碎浆时间比原系统缩短了 55%，从而达到节能的效果；2)碎浆电机设计为变频电机，且在碎浆时按步骤自动平滑切换合理频率，使用电量大大减少。本系统每年可节约用电量约47万kWh，每年间接减排C02、SO2量约412. 17t、 2. 72t ；
3) 一部碎浆机操作岗位原来安排1. 5个岗位，现只需要0. 25个岗位，且劳动强度大大降低。总结本发明每年节省电费约33万元，人工费用节省3. 75万元，维护成本大大降低。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，故凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统，其特征在于其包括现场设备、系统控制硬件、控制程序软件和运行程序；所述现场设备与系统控制硬件连接，系统控制硬件的运行由控制程序软件和运行程序支配；所述现场设备包含加水工艺流程中的设备、投料工艺流程中的设备、碎浆工艺流程中的设备以及抽浆工艺流程中的设备。
2.根据权利要求1所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的加水工艺流程所包含的设备有浓白水泵、电磁流量计、气动调节阀门和加水管道；从浓白水池过来的浓白水通过浓白水泵泵出，依次经过电磁流量计、气动调节阀门并通过加水管道进入碎浆池中。
3.根据权利要求1所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的投料工艺流程包含的设备有电动运输带，负载通过电动运输带进入碎浆池中。
4.根据权利要求1所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的碎解浆工艺流程包含的设备有碎浆池、液位变送器、设置在碎浆池底部的叶轮和带动叶轮转动的驱动电机；由驱动电机带动叶轮在碎浆池底部搅拌碎浆池中的纸浆料，液位变送器用以实现对碎浆池中纸浆料的体积、液高和重量的准确测量和传送。
5.根据权利要求1所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的抽浆工艺流程包含的设备有抽浆管道、气动阀门和抽浆泵；由抽浆泵从碎浆池中抽出纸浆料，并依次通过抽浆管道和气动阀门进入备浆池。
6.根据权利要求1所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的系统控制硬件包括 PLC和依次与该PLC连接的人工操作屏、人机界面、仪器仪表、驱动电机、气动阀门及与PLC 配套的电路单元。
7.根据权利要求1所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的控制程序软件是指三菱Q系列PLC的控制软件。
8.根据权利要求6所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述的驱动电机是变频电机，并由变频器驱动。
9.根据权利要求7所述的自动变频碎浆系统，其特征在于所述设备的控制均由所述的PLC统一控制。
10.权利要求1-9中任一权利要求所述的自动变频碎浆系统的控制方法，其特征在于其包括步骤碎浆加水、碎解浆计时、抽浆前加水和抽浆四个步骤；所述的控制程序是使用 PLC程序按所述四个步骤要求控制所述现场设备。
全文摘要
本发明是关于一种生活用纸制造工艺中的自动变频碎浆系统，包括现场设备、系统控制硬件、控制程序软件和运行程序；所述现场设备与系统控制硬件连接，系统控制硬件的运行由控制程序软件和运行程序支配；所述现场设备包含加水工艺流程中的设备、投料工艺流程中的设备、碎浆工艺流程中的设备以及抽浆工艺流程中的设备。本发明新设计的系统是基于全自动操作、节能型的操作系统，可有效解决由于自动化程序不高导致的工艺参数难控制、操作员劳动强度大、能源浪费等缺点，将复杂的控制流程让PLC实现，从而简化操作难度，提高自动化程度。
文档编号D21B1/34GK102154868SQ20111002020
公开日2011年8月17日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者廖畅, 张健, 梁伟雄, 梁新强, 王波, 谭忠民, 陈连岳 申请人:维达纸业(江门)有限公司