ARMxy控制器在造紙干燥部的應(yīng)用:溫度波動(dòng)降低至±1℃
在山東某特種紙生產(chǎn)車間,工藝主任老李正通過(guò)BLRAT+OpenPLC界面,調(diào)整新上線的15#紙機(jī)干燥曲線。"以前換品種要帶五六個(gè)人調(diào)半天閥門,現(xiàn)在點(diǎn)幾下屏幕就能自動(dòng)匹配溫度參數(shù)",他指著監(jiān)控屏上平穩(wěn)的溫控曲線說(shuō)道。這背后是一套基于ARMxy控制器的干燥部蒸汽調(diào)節(jié)系統(tǒng),解決了長(zhǎng)期困擾該廠的三大痛點(diǎn)。
一、問(wèn)題現(xiàn)場(chǎng):干燥不均帶來(lái)的質(zhì)量噩夢(mèng)
該廠生產(chǎn)80-230g/m2的多種工業(yè)用紙,干燥部由32個(gè)烘缸組成。傳統(tǒng)控制方式下,操作工需根據(jù)車速手動(dòng)調(diào)節(jié)各段蒸汽閥門,導(dǎo)致:
紙幅兩邊溫差經(jīng)常超過(guò)5℃,產(chǎn)生"荷葉邊"缺陷
克重切換時(shí)需2小時(shí)工藝調(diào)整,每年浪費(fèi)原紙超200噸
蒸汽壓力波動(dòng)造成烘缸表面溫度漂移±3℃以上
二、系統(tǒng)架構(gòu):從測(cè)溫到執(zhí)行的閉環(huán)控制
項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的解決方案包含三個(gè)關(guān)鍵層:
感知層:采用非接觸式紅外測(cè)溫儀(0-10V輸出),每10秒掃描烘缸表面溫度,通過(guò)Y-AI板將數(shù)據(jù)上傳至ARMxy控制器BL370
控制層:根據(jù)紙機(jī)速度動(dòng)態(tài)計(jì)算各烘缸設(shè)定值,采用模糊PID算法處理滯后效應(yīng)
執(zhí)行層:Y-AO板輸出4-20mA信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥,并實(shí)時(shí)讀取閥門開度反饋(關(guān)鍵創(chuàng)新點(diǎn))
三、實(shí)施亮點(diǎn):工藝與自動(dòng)化的深度耦合
速度-溫度耦合模型:建立車速與各烘缸溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系庫(kù),換產(chǎn)時(shí)自動(dòng)加載預(yù)設(shè)曲線
閥門防震蕩邏輯:在AO板內(nèi)嵌死區(qū)控制算法,避免氣壓微小波動(dòng)導(dǎo)致的閥門頻繁動(dòng)作
遠(yuǎn)程調(diào)試接口:工藝人員通過(guò)VPN連接BLRAT系統(tǒng),可上傳新的溫度曲線而不影響PLC主程序
四、量化效益:看得見的提升
系統(tǒng)運(yùn)行6個(gè)月后的數(shù)據(jù)對(duì)比:
指標(biāo) | 改造前 | 改造后 | 提升幅度 |
溫度控制精度 | ±3℃ | ±0.8℃ | 73% |
克重切換時(shí)間 | 120min | 45min | 62.5% |
蒸汽單耗 | 1.8t/t | 1.53t/t | 15% |
質(zhì)量投訴率 | 3.2% | 0.7% | 78% |
五、經(jīng)驗(yàn)沉淀:值得復(fù)用的三個(gè)實(shí)踐
紅外測(cè)溫點(diǎn)選擇:應(yīng)避開冷凝水聚集區(qū)域,最佳安裝角度為烘缸切向30°位置
閥門特性測(cè)試:項(xiàng)目實(shí)施前必須做全開-全關(guān)響應(yīng)測(cè)試,不同品牌閥門動(dòng)態(tài)特性差異顯著
工藝數(shù)據(jù)治理:歷史溫度記錄需先進(jìn)行異常值清洗,否則會(huì)影響控制模型訓(xùn)練
該案例的成功印證了工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)在傳統(tǒng)造紙領(lǐng)域的落地價(jià)值。正如廠長(zhǎng)在項(xiàng)目總結(jié)會(huì)上所言:"這不是簡(jiǎn)單的設(shè)備升級(jí),而是通過(guò)數(shù)據(jù)流重構(gòu)了我們的生產(chǎn)知識(shí)體系"。目前,該方案已在該企業(yè)集團(tuán)內(nèi)部3個(gè)生產(chǎn)基地推廣,并正在向紡織、食品等連續(xù)干燥場(chǎng)景延伸。