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造纸机流浆箱控制系统的故障诊断

周信  
【摘要】:随着人们对纸张需求的不断增长,造纸工业得到了迅速发展。造纸装备的规模化、大型化、集成化、连续化在这一过程中发挥了关键的作用,造纸生产流程越来越多地依赖自动控制系统进行操作和管理。大量自动化系统的出现一方面使得造纸工业控制系统可更有效的实现监控功能,也使系统的复杂度大大提高,故障的出现不可避免。为了避免故障造成的各种损失,对生产流程控制系统稳定性的要求日益提高。因此,故障诊断技术成为控制系统研究的重要组成部分,是过程控制领域的一个研究热点。 流浆箱作为造纸工业中非常重要的环节,衔接浆料流送部与纸机的成形部,对纸张质量起决定性作用。其控制系统同时接受造纸机完成部QCS信息反馈,需要与DCS、QCS、MCS协同作用。这一系统的稳定性非常重要,一旦发生故障,需要迅速确定故障的类型、位置,采取排除措施,尽快恢复正常。 本文围绕流浆箱控制系统故障诊断方法及实现问题,做了如下研究工作: 1)以水力气垫结合式稀释水流浆箱控制系统为对象,分析了它的总压液位控制、稀释水回路、边流控制与其它影响环节,重点讨论了稀释水阀控制,包括稀释水阀的作用原理与组成结构、控制参数、阀门的校准与冲洗流程等,列举了流浆箱控制系统的硬件组成,分析了系统可能出现的故障。 2)探讨了控制系统故障诊断的基本原理与诊断方法,对各种故障诊断的方法,尤其是专家系统进行了重点讨论,并利用故障树分析法建立流浆箱控制系统的故障树。 3)对实现故障诊断的各项技术作了详细的分析,包括当前集散控制系统DCS与PLC系统的故障类型,提出在SIMATIC PCS7系统中,利用CFC、faceplate工具与功能块对控制回路进行的故障监测与诊断方法,利用STEP7调用错误处理组织块实现故障诊断,在相应子程序中编程实现对外部设备的故障诊断。分别对控制诊断层与现场层的通讯方式、远端诊断层与控制诊断层的通讯方式进行了研究。 4)将纸机流浆箱控制系统故障诊断划分为现场层、控制诊断层和远端诊断层。解决了层与层之间的通讯建立问题,实现了数据库的建立与更新与远程诊断,并利用WinCC监控系统实现了诊断结果的归档与打印。


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