（民丰特种纸股份有限公司 314000）
摘要：随着我国社会经济水平的不断提升，造纸行业也开始向着现代化方向转型，无论是卫生纸、草稿纸、海报、书籍印刷都需要以纸张为基础，文本将结合造纸机发展特点与PLC概念，讨论自动控制系统中车速控制、造纸稳定、抄造自动化、系统协调升降、通信控制、负荷改造等设计内容，为推进行业发展提供参考。
关键词：PLC模式；造纸机；自动化控制；系统设计
引言
我国作为世界单位内的造纸大国，随着工业发展的加快，造纸生产质量与速度也开始对应提高，从2008年到2018年，十年来，我国造纸行业已经基本实现了国产取代出口的效果，无论是质量还是产量都大幅度上升，预计未来5年中，中国造纸消费行业仍会呈现上涨趋势，预测可达到45%以上。
一、造纸机系统设计发展进程
造纸机系统中的过程控制系统也被称为pcs，其结构中包含了：上浆控制、冷凝控制、真空喷水、损纸系统、涂料设备等等，通过自动化技术实现对温度、压力、纸张、浆液、浓度的全方位控制。QCS为质量控制系统，能够实现对纸张浆液的水分含量测试与调节，另外当前造纸行业开始向着多元化方向发展，不同的用途对于纸张参数要求也不同，QCS系统能够从生产的均匀度、色度、平滑度等方面进行参数核对与控制，除此之外，造纸机系统中还包含了MCS（本体控制）、DRIVES（传动控制）等内容。随着我国社会发展进程的不断加快，造纸流程也变得更加复杂多样，为保证满足社会生产需求，造纸机系统需要更新控制技术，在保证制造质量的基础上，降低前期生产投入成本，因为工艺的复杂性，所以当前造纸领域已经开始应用PLC可编程逻辑控制软件，通过计算机的中央处理系统，连接各个生产机组的统一运行，提高造纸效率。
二、造纸机自动控制系统设计
（一）扩大车速控制范围
为了顺应我国纸质行业的现代化发展，需要保证一台造纸机能够同时生产出多种品类的纸张，不同纸张对于工作车速的要求也有一定区别，因此就需要在自动化控制系统设计时，需要保证其工作车速能够在一个较大范围内开始调节。例如：一般情况下对于新闻报纸类型的造纸系统，需要保证其书写调速与印刷纸之间的比例为4：1，而对于一些特殊工业的造纸需要保证两者调速为1：6，极特殊情况下需要达到1：10，全方位为车速控制范围满足现代化工业造纸的需求提供保障。
（二）提高造纸速度稳定
提高造纸速度的稳定性能够有效减少纸张断头的风险，当前造纸速度需要一定的稳定性。在实际系统中，造纸速度的稳定性受到多种因素的影响，例如：电源的电压、频率波动以及造纸机负荷的变化、网清洁度、机械传动部件问题等等，因此在进行系统设计时也需要加大对造纸速度稳定性的控制[1]。
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（三）抄造系统的自动化
抄造在造纸系统中起到了将纸浆转化为纸张的作用，是不可缺少的生产流程，当前我国抄造工艺可分为：手工纸与机制纸另种，手工纸的抄造历史较长，例如：安徽宣纸等都是驰名中外的产品。而造纸机生产的机制纸在抄造时，需要从干法、湿法入手，干法造纸是目前应用效果较好的自动化生产技术，弥补了湿法中原料消耗过大的缺陷。自动化抄造需要依靠电动机运行实现，而现有造纸机系统都是非线性化调速，因此需要基于PLC模式，展开设计，提高各机组之间的联动性，从而确保负载效果良好，将被控系统整合到一起，减少电子交流技术对其的干扰，从而提高其系统张力变化效果，加速融合各机组之间的电动机系统之间的配合，减少相互的负面影响，PLC能够利用编程对系统采取集中控制。需要注意的是，如果对生产纸张的质量要求较高时，需要PLC编程设计重视逻辑性，保证对系统控制的精准度与有效性，积极融合创新控制算法，合理分配张力与负荷。
（四）系统速度协调升降
基于PLC系统的造纸机系统设计时，需要确定系统速度的协调升降，按照一定比例进行速度控制，利用中控计算机编码，从而使系统速度形成动态性能良好的速度链。所以在各分部间应该有一个较为稳定的速度比，速差在一定范围内变化不会引起纸张质量的突变，也不会影响纸的定量，一般情况下系统速度的协调升降误差需要保证在0.1%范围内[2]。
（五）优化传动负荷效果
传动是造纸系统的重要组成部分，在整个传统结构当中，组网部、压浆部、施胶部都需要协同运作，所以需要多个传动机协同运作，协同运作能够有效降低某节点速度突然发生变化而导致的负荷过大风险，避免内部动态转移。因此在设计造纸机结构时，需要提高细节调控性。例如：有的传统部分会因为负载过高而出现功率过流，拖动传动点产生大量电压，造成变频器过流崩坏，或者引起其传动点损坏，因此在设计时需要传动系统提高自身负荷分配效果，确保各个联动点的有效配合。
（六）自动控制外部通信
基于PCL技术的造纸机还需要优化外部通信组件，通过安装设备接口，实现系统内部的及时通信。各组件向中控电脑的反馈，使工作人员能够及时了解造纸工艺的各个流程，对于自动控制系统来说，自动控制只是整个系统中的一个小分支，所以为提高整体运行效率，就需要提高其与另外分支单位的联系，从而做到数据交换。基于PCL技术的系统通信，能够实现两个以及两个以上系统系统的平行运作。
结论
综上所述，造纸工业的发展质量与我国经济大环境息息相关，作为一种连续、密集、多元化的行业，需要保证系统技术的创新性，从而为各行各业提供更加优质纸张服务，PLC作为一种现代化编程软件，能够有效提高系统运行效果，通过对计算机的控制实现高效率运行，推进造纸行业的顺利发展。
参考文献：
[1]刘小宁，陈景文.基于现场总线技术的造纸机传动系统设计[J].变频器世界，2018（03）：73-76.
[2]马文明.基于A-B平台的造纸机传动控制系统设计及应用[J].中国造纸，2017，36（04）：55-59.
论文作者:周锋
论文发表刊物:《河南电力》2018年22期
论文发表时间:2019/6/20
标签：系统论文; 速度论文; 造纸机论文; 纸张论文; 负荷论文; 车速论文; 效果论文; 《河南电力》2018年22期论文;