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摘要：伴随着国内经济的迅速增长，消费者对于纸的需求也在日益提高，造纸行业也得到了快速发展，集散控制系统DCS（distributed control system）在造纸行业得到了广泛应用，本文对于造纸自动化控制系统进行了深入分析，并且对DCS系统的软硬件设计进行了分析，可供有关单位参考。
关键词：关键词造纸；自动化；控制系统
引言
随着经济的迅猛发展，国内造纸行业的前景越来越广阔，造纸生产企业持续发展，因为现代化的造纸工艺和传统造纸技术区别较大，一个大型的造纸企业需要包含水厂、电厂、化工厂、纸机段和整理段等相关环节，不同环节之间相互结合，共同配合，需要高度协调性和运行的可靠性，因此必须利用科学有效的自动化控制系统进行管理，才能保障产品质量，提高生产效率同时确保安全生产。DCS，即集散控制系统，使用计算机技术对于造纸环节开展集中监测、操作和管理以及分散控制的新型控制技术，具有较好的通用性，系统能够灵活组态，控制功能较为完善，对于提高造纸行业的自动化水平具有重要作用。
1 造纸自动化控制系统
1.1 集散控制系统特点
DCS集散控制系统系统经过长期发展和改进，其结构和功能较为成熟稳定，系统中包含了最优控制、多变量解耦和控制、数据采集与处理、批量控制、顺序控制以及数字控制等基本功能，而且还可以加入管理、调动和生产指挥等功能，DCS系统在很大程度推动了自动化控制领域的发展。
DCS集散控制系统具有较强的自主性，其系统上不同工作区域利用网络接口进行相互连接，不同工作区域可以独立自主完成自己工作，而且不同工作区域的容量可以进行扩充，配套软件随时能够组态加载，可以进行独立运转的子系统。DCS系统还具有比较突出的协调性，可以使得不同造纸工艺流程得到较为科学的自动化控制。
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1.2 集散控制系统构成
DCS系统包括纸机控制系统、振动检测系统、断纸检测系统、纸病检测系统等主要环节，纸病检测系统是整个集散控制系统中最核心的环节，能够对造纸生产环节中厚度、灰分、水分以及定量等指标进行在线检测和控制的系统，纸机控制系统是对纸机装置本体的管理，包括缸温、轴承和电机的温度控制、密闭气罩的控制、压辊自动加压、自动引纸、自动闭网与压辊、卷取部气动系统的控制、压光机液压系统的控制等。
2 DCS控制系统软件设计
对于控制系统站点软件设置来说，在站点软件安装结束后，应当对于站点进行常规设置之后才可以启动相应的功能，常规设置需要利用特殊的工具开展，最后能够利用一个配置文件来对站点相应功能进行定义，系统程序设计和管理功能都集中在工程师站，安装有专门的工程维护软件，设置磁盘阵列确保所有数据的安全性，利用软件可以将编写完成的程序下载到系统中运行，下载过程包括将程序编译成机器码，然后在将机器码输送到特定的控制装置以及控制系统的备份区域，在控制器不运行的条件下，程序会导入到备份站中存储，等待控制装置自动启动的情况下再通过备份站进行读取，在控制系统运行阶段，工程师站内的程序和控制系统相互分离，因此工程师站停止运行之后也不会影响整个控制系统的运行，在控制系统运行中，操作人员会对部分程序指标进行调整，比如报警限位等，通过修改程序指标会直接影响到对应控制器内部的程序。
3 DCS控制系统硬件设计
DCS控制系统的硬件设施包括纸机湿部控制室和机柜室，涂料制备控制室，从系统上将造纸以及化学品涂料分开处理，分别设置1#、2#两套系统，1#系统是造纸线的控制系统，2#系统是涂料制备的控制系统，从网络结构上利用的是RSTP树形结构，网络拓扑结构可以分成三个层次，第一个层次是办公室网络，通过路由器进行隔离，使得部分客户端允许访问下一层DNA网络，进而进行信息交流，第二层次是控制网络，不同站点并行运行，通信方式为基于多播通信，每一个控制器具有双网口以冗余的方式在控制网络上连接，第三个层次是现场总线网络，控制器装置通过现场总线网络和I/O信号进行通行，控制室通过网络协议支持多种装置。
在1#系统纸机柜室安装冗余交换机，负责两个子网之间的相互通信，在湿部机柜室安装管理型的交换机装置，并且两两成对串行连接到机柜室的交换机上，通过交换机作为端口扩展，负责连接湿部所有网络节点设备。基于距离的远近，不同控制室交换机装置之间利用光纤进行连接，而同一控制室交换机之间采用网线连接，每个交换机自带两个功能定制端口，使用光纤通讯不仅可以获得较高的传播速率，而且对于工厂环境的影响具有较为理想的抵抗效果。
控制系统的核心装置是ACN控制器，分成具有硬盘结构和不具有硬盘结构，处理能力比较强，能够支持多种通讯协议，具有高效而且容易维护的散热系统，能够开启自诊断模块监视运行状态。
4 结论
对于造纸自动化控制系统来说，内部包含着许多控制子系统，对于整个纸机控制的信息集成具有较为重要的作用，而DCS系统能够对常用的现场总线协议进行支撑，也可以和其他计算机技术进行横向融合，从开放性上DCS系统具有十分明显的优势，可以和造纸管理系统进行有效融合，提升企业自动化水平。
参考文献：
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论文作者:林龙
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/14
标签：控制系统论文; 系统论文; 控制室论文; 网络论文; 装置论文; 交换机论文; 纸机论文; 《科技新时代》2019年8期论文;