基于PLC的纸浆吸水控制系统技术方案

一种基于PLC的纸浆吸水控制系统，包括PLC控制器、液晶触摸屏、电动机驱动器、真空泵、滤液泵、白水池、真空泵电动机、滤液泵电动机、网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱、下毛布真空吸水箱、总管和前置气水分离器。该系统采用触摸屏和PLC控制器对纸浆水分的吸取排放进行控制，真空泵采用PLC控制器控制后，就可根据真空度所需的抽气量进行实时调整真空泵电机的转速，在真空泵富余量大大超出生产工艺需求时，PLC控制器可降低真空泵转速，从而达到节能的目的，同时提高了运行的可靠性，具有性能可靠、节能、控制简单、控制精度高等优点，具有较好的推广示范价值，另外，软件的灵活性还有利于设备的改造和升级。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机电设备控制领域，尤其涉及一种基于PLC的纸浆吸水控制系统。
技术介绍
造纸工业是国民经济重要基础原材料产业之一，纸及纸板的消费水平已成为衡量一个国家现代化水平和文明程度的重要标志。造纸工业具有资金技术密集和规模效益显著的特点，其产业关联度大，较大的市场容量和发展潜力已成为拉动林业、农业、机械制造、化工、自动控制、印刷、包装、环保等产业发展的重要力量，形成我国国民经济发展新的增长点。造纸工业以木材、竹、芦苇等原生植物纤维和废纸等再生纤维为原料，可部分替代塑料、钢铁、有色金属等不可再生资源，是能够实现可持续发展，可循环经济的重要产业，具有旺盛的生命力。同时，随着新闻出版、书刊印刷、文化信息、商品包装等行业的迅速发展，造纸行业需求不断扩大。2009年开始，我国造纸产量已超过美国，成为世界第一造纸大国，但我国纸消费量还有很大提升空间。随着经济的发展，预计从2010年到2015年，我国将成为世界纸消费的第一大国，造纸业在我国有较大的发展潜力。纸类产品依据不同的标准可以有不同的分类。按产品用途可以划分为工业用纸、文化用纸和生活用纸三大系列，其中工业用纸包括白卡、灰卡、牛皮纸等；文化用纸包括铜版纸、双胶纸、无碳复写纸、新闻纸、书写纸、热敏纸等；按生产工艺可以又分为涂布纸与未涂布纸。浆类产品根据原料不同可以分为木浆、竹浆和草浆等。造纸的原料主要有两种：一种是含纤维的植物，还有一种就是现在比较环保的废纸在回收。 第一种原料造纸比较复杂一点，先要切碎，在加高浓度碱水进行高温蒸煮，还要经过CX筛、高频震动筛、洗浆机、压滤机等机械去除原桨中含有的碱水，然后进行漂白。漂白后经洗涤加水配成 0.03%的桨液就可以造纸了. 第二种就简单一点了。将废纸、工业双氧水、脱墨剂、碱、水按一定比例配好，用水力碎桨机打一定的时间；最后用跳筛筛去杂质就可以造纸了。不管用什么方法造纸，原理都是一样，就是把造纸原料的纤维打碎，再经高温从新结合。造纸的工艺流程由如下几个主要环节组成：制浆段：原料选择→蒸煮分离纤维→洗涤→漂白→洗涤筛选→浓缩或抄成浆片→储存备用；抄纸段：散浆→除杂质→精浆→打浆→配制各种添加剂→纸料的混合→纸料的流送→头箱→网部→压榨部→干燥部→表面施胶→干燥→压光→卷取成纸；涂布段：涂布原纸→涂布机涂布→干燥→卷取→再卷→超级压光；加工段：复卷→裁切平板（或卷筒）→分选包装→入库结束。现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤：1.制浆的过程 制浆为造纸的第一步，一般将木材转变成纸浆的方法有机械制浆法、化学制浆法和半化学制浆法等三种。2.调制过程 纸料的调制为造纸的另一重点，纸张完成后的强度、色调、印刷性的优劣、纸张保存期限的长短直接与它有关。一般常见的调制过程大致可分为以下三步骤： a. 散浆 b.打浆 c.加胶与充填。3.抄造过程 抄纸部门的主要工作为将稀的纸料，使其均匀的交织和脱水，再经干燥、压光、卷纸、裁切、选别、包装，故一般常见之流程如下：a.纸料的筛选 将调制过的纸料再稀释成较低的浓度，并借着筛选设备，再次的筛除杂物及未解离纤维束，以保持品质及保护设备。b.网 部 使纸料从头箱流出在循环的铜丝网或塑料网上并均匀的分布和交织。c.压榨部 将网面移开的湿纸引到一附有毛布的二个滚辘间，藉滚辘的压挤和毛布的吸水作用，将湿纸作进一步的脱水，并使纸质较紧密，以改善纸面，增加强度。d.干燥部 由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达52-70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。e.压 光 由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达52 － 70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。f.卷 纸 由于经过压榨后的湿纸，其含水量仍高达52 － 70%，此时已无法再利用机械力来压除水分，故改让湿纸经过许多个内通热蒸气的圆筒表面使纸干燥。g.裁切、选别 包装：取前面已卷成筒状的纸卷多支，用裁纸机裁成一张张的纸，再经人工或机械的选别，剔除有破损或污点的纸张，最后将每五百张包成一包（通常叫做一令）。可编程逻辑控制器简称PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）。随着科学技术的发展，为适应多品种，小批量生产的需求而产生发展起来的一种新型的工业控制装置。可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专门在工业环境下应用而设计。它采用可以编制程序的存储器，用来在执行存储逻辑运算和顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟的输入(I)和输出(O)接口，控制各种类型的机械设备或生产过程。纸机湿部脱水系统常用的真空泵有水环式和罗茨式。为提高网部和压榨部的湿纸页干度以及应付成形网和毛毯用久后的不良运行状态，纸厂会配置功率富余的真空泵。但根据工艺要求，各部位对吸水装置的真空度要求不一，这样就使真空泵配置与实际运行需求不一致。现有的纸浆吸水系统控制过于粗放，造成电机功率大、能耗高，而且不利于节能减排。目前还没有报道将PLC控制用于纸浆吸水的文献。
技术实现思路
本专利技术提供一种基于PLC的纸浆吸水控制系统，采用触摸屏和PLC控制器对纸浆水分的吸取排放进行控制，真空泵采用PLC控制器控制后，就可根据真空度所需的抽气量进行实时调整真空泵电机的转速，在真空泵富余量大大超出生产工艺需求时，PLC控制器可降低真空泵转速，从而达到节能的目的，同时提高了运行的可靠性，具有性能可靠、节能、控制简单、控制精度高等优点，具有较好的推广示范价值，另外，软件的灵活性还有利于设备的改造和升级。本专利技术技术方案为：一种基于PLC的纸浆吸水控制系统，包括PLC控制器、液晶触摸屏、电动机驱动器、真空泵、滤液泵、白水池、真空泵电动机、滤液泵电动机、网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱、下毛布真空吸水箱、总管和前置气水分离器；网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱和下毛布真空吸水箱用一条总管连接，总管与前置气水分离器连接，前置气水分离器与真空泵连接，前置气水分离器还与白水池连接，前置气水分离器与白水池连接的管道上还设置有滤液泵；真空泵连接真空泵电动机，滤液泵连接滤液泵电动机，真空泵电动机和滤液泵电动机分别与电动机驱动器连接，电动机驱动器与PLC控制器连接，PLC控制器与液晶触摸屏连接。所述网部真空吸水箱包括设有面板的吸水箱主体，并且该面板上、下表面均设有由陶瓷材料制成的保护层，而在抽吸管道的整个外表面还涂覆有用于防止管道泄漏的防水密封层。所述真空泵内分别设有轴和转子，还分别设有出风管道和补风口，并且该出风管道中还设有冷却盘管，在该冷却盘管上还固定有翅片。所述真空泵设有真空泵调节阀；所述滤液泵设有滤液泵调节阀；PLC控制器通过控制调节阀开度对流量进行控制。所述电动机驱动器包括单片机、驱动模块、功能模块、通信模块、故障检测模块和保护模块，驱动模块、功能模块、通信模块、故障检测模块和保护模块均与单片机连接，驱动模块分别与电源转换模块和电动机连接；功能模块包括：报警指示灯、鸣器振动报警模块、电流检测模块、USB模块和存储模块；通信模块包括：RS485 模块、Zigbee 模块、RS232 模块和Usb 模块；保护模块包括：欠压时能本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，包括PLC控制器、液晶触摸屏、电动机驱动器、真空泵、滤液泵、白水池、真空泵电动机、滤液泵电动机、网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱、下毛布真空吸水箱、总管和前置气水分离器；网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱和下毛布真空吸水箱用一条总管连接，总管与前置气水分离器连接，前置气水分离器与真空泵连接，前置气水分离器还与白水池连接，前置气水分离器与白水池连接的管道上还设置有滤液泵；真空泵连接真空泵电动机，滤液泵连接滤液泵电动机，真空泵电动机和滤液泵电动机分别与电动机驱动器连接，电动机驱动器与PLC控制器连接，PLC控制器与液晶触摸屏连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，包括PLC控制器、液晶触摸屏、电动机驱动器、真空泵、滤液泵、白水池、真空泵电动机、滤液泵电动机、网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱、下毛布真空吸水箱、总管和前置气水分离器；网部真空吸水箱、真空伏辊、上毛布真空吸水箱和下毛布真空吸水箱用一条总管连接，总管与前置气水分离器连接，前置气水分离器与真空泵连接，前置气水分离器还与白水池连接，前置气水分离器与白水池连接的管道上还设置有滤液泵；真空泵连接真空泵电动机，滤液泵连接滤液泵电动机，真空泵电动机和滤液泵电动机分别与电动机驱动器连接，电动机驱动器与PLC控制器连接，PLC控制器与液晶触摸屏连接。2.根据权利要求1所述基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，所述网部真空吸水箱包括设有面板的吸水箱主体，并且该面板上、下表面均设有由陶瓷材料制成的保护层，而在抽吸管道的整个外表面还涂覆有用于防止管道泄漏的防水密封层。3.根据权利要求1所述基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，所述真空泵内分别设有轴和转子，还分别设有出风管道和补风口，并且该出风管道中还设有冷却盘管，在该冷却盘管上还固定有翅片。4.根据权利要求2所述基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，所述真空泵设有真空泵调节阀；所述滤液泵设有滤液泵调节阀；PLC控制器通过控制调节阀开度对流量进行控制。5.根据权利要求1所述基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，所述电动机驱动器包括单片机、驱动模块、功能模块、通信模块、故障检测模块和保护模块，驱动模块、功能模块、通信模块、故障检测模块和保护模块均与单片机连接，驱动模块分别与电源转换模块和电动机连接；功能模块包括：报警指示灯、鸣器振动报警模块、电流检测模块、USB模块和存储模块；通信模块包括：RS485 模块、Zigbee 模块、RS232 模块和Usb 模块；保护模块包括：欠压时能保存相应数据的欠压存储模块、过压时能保护驱动器的过压保护模块、高压时能控制驱动器停止工作的高压停机模块和过温保护模块。6.根据权利要求5所述基于PLC的纸浆吸水控制系统，其特征在于，所述保护模块在电动机发生故障时通过功能模块进行告警，具体为：当欠压时，报警指示灯红灯常亮，直至没电；当过压时，报警指示灯一...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦展田，韩兴国，李天明，
申请(专利权)人：桂林航天工业学院，
类型：发明
国别省市：广西;45