DCS控制系统在粘胶纤维浸压粉工序中的运用

DCS控制系统在粘胶纤维浸压粉工序中的运用

杨伟,刘雷勇

（新乡白鹭化纤股份有限公司 河南新乡453000）

【摘要】粘胶纤维是一种常见的人造纤维类型，主要以天然纤维（木纤维、棉短绒等）为原料。近年来，粘胶纤维材质受到大众的喜爱，成衣持续向欧美市场出口，市场发展前景较好，在下游市场需求的稳步增长的背景下，我国粘胶纤维行业稳步发展。这一背景下，粘胶纤维生产量也不断提升。在粘胶纤维的生产过程中，浸压粉是一项十分重要的工序。为了优化该工序，可以积极的应用一定的控制技术。文章对分散控制系统(Distributed Control System,DCS)的基本骨架系统以及功能和相关要求进行简要的介绍，进而从工艺流程、浸渍液配制设置以及程序模块设置等方面出发，简单分析DCS控制系统在粘胶纤维浸压粉工序中的具体运用情况。

【关键词】粘胶纤维；工序；浸压粉；DCS控制系统

引言：

粘胶纤维具有良好的吸湿性，易于染色，且具有不易起静电的特点，因此被广泛应用于各种服装、纺织、制绒等领域之中[1]。从生产加工角度来看，粘胶纤维是经碱化、老化、磺化等工序制成可溶性纤维素黄原酸酯，再溶于稀碱液制成粘胶，经湿法纺丝而制成的纤维。DCS控制系统可以实现对生产的有效控制和管理，在粘胶纤维的生产过程中，可以积极的应用DCS控制系统来提高生产效率和效果。

1 DCS控制系统

1.1DCS的骨架系统

DCS骨架系统包含了连接在网络上的三类节点：面向被控过程现场的现场I/O控制站、面向操作人员的操作员站和面向DCS监督管理人员的工程师站等多方面的内容[2]。具体骨架系统情况如图1所示。

图1    DCS骨架系统示意图

1.2系统的功能和相关要求

DCS控制系统主要涵盖原液车间的制胶工艺自动化控制、纺丝车间的纺丝生产工艺的自动化控制和三废治理或回收的自动化控制[3]。另外，在控制原液车间工艺的时候，需要完成对相关工艺操作的有效、灵活控制，包括喂粕速度控制，浸渍桶液位控制，以及温度的控制等。另外，在不同的操作站之间还存在一定的设备，这些设备的连接需要借助标准的以太网。除此之外，对于DCS控制系统本身的各种故障，操作或DCS维护人员可根据操作画面综合信息栏内的系统报警指示灯状态进行判断。在正常情况下，指示灯应当为绿色，如果指示灯发生红色闪烁的情况，则需要及时利用故障诊断画面进行故障分析和排除。

2 粘胶纤维浸压粉工序中DCS控制系统的运用

2.1工艺流程

在粘胶纤维的浸压粉工序中，通常采用的是间歇式浸渍的方式。这一过程中，2个或2个以上的浸渍桶会通过相互交互的方式共同完成生产任务[4]。在该工序中应用DCS控制系统的时候，需要按照一定的设定条件发出具体的工作指令，对相应的浸渍桶予以自动选择。之后，进料阀门被打开，各台泵启动，开始对碱液进行配置。同时，借助DCS控制系统还可以实现对温度的自动调节。在碱液配置、加注完毕之后，喂粕机开启进行投料，投料结束之后，喂粕机便会自动停止工作。按照工艺要求浸渍一段的时间之后，可以按照浸渍辅助桶液位实现自动放料，浆粕在完成充分反应之后可以在浆粥泵的作用下到达联合机中，联合机会对浆粕进行压榨、粉碎等处理。

2.2浸渍液配制设置

2.2.1设置原理

在粘胶纤维生产过程中，在浸压粉这一环节中，考虑到浆粕生产碱纤维素会消耗一定的

碱液量，为了维持整个浸渍过程中相对稳定的浸渍液浓度状态，需要及时的进行必要的液体补充。在补充过程中，需要添加适量的去离子水和浓碱。

2.2.2数据生成

在配置浸渍液的时候涉及到诸多参数，包括浓碱量、去离子水量、压榨液加入量等，这些参数均属于定量参数，但在生产过程中有时需要结合实际需求对这些参数进行必要的调整。为了准确的调整这些参数，需要进行详细的计算[5]。但整个计算过程中十分繁琐，传统模式下进行计算工作量较大，这一情况下，便可以借助DCS控制系统完成相关计算。通过将计算公式嵌入到程序之中，可以快速的进行准确的计算。

2.3程序模块设置

DCS控制系统的应用过程中，需要对相关程序模块进行设置，包括浸渍桶液位检测和浸渍液的配制以及浸渍和开阀等等。通过设置浸渍桶液位检测模块，可以对浸渍桶的情况进行分析，判断其是否处于空出状态[6]。进料阀门开启检测模块的设置可以对阀门的开关进行控制，如果出现任意1个阀门未开到位的情况，程序均会停止，并对已经开启的阀门予以关闭。配制浸渍液模块用来控制工序中的碱液配制情况，如果流量计达到设定值，便会对阀门予以关闭。在完成碱液的配制之后，信号灯会作出提示，整个程序属于自循环程序，喂粕工将浆粕纸在皮运机上准备就绪后，便可以按照指示灯的提示进行投料。如果指示灯亮，则提示启动皮运机进行投料作业。如果提示灯不亮，则喂粕工无法对皮运机予以开启，通过这一方式可以避免2次投料的出现。系统会对投料量大小进行监测，待投料量达到预先设定的数值之后，皮运机会自动停止，程序开始对浸渍的时间进行计时。之后，通过设置开阀程序，在浸渍时间达到之前所设置的数值之后，辅助桶液位允许出料，便会将出料阀打开。最后，待浸渍桶液位显示达到设定值之后，结通过结束模块，在延时60s之后，便会对底阀予以关闭。

2.4过程保护设置

浸渍过程由于是自动化控制程序，因此除了按照生产工序的特点以及生产需求，对相关的参数进行常规设置之外，还需要做好相应的保护工作，实施一定的保护措施。其中，在粘胶纤维浸压粉工序中，涉及到若干个浸渍桶，这些浸渍桶在生产过程中处于相互独立的状态，且需要交互使用。为了避免生产过程中不同机台因为同时具备进、出料条件而发生冲突，控制系统保护设定了时间、各进出料阀门动作唯一的条件，以实现阀门互锁。在系统报警方面，采用的是声控报警的方式。报警的情况主要包括浸渍辅助桶液位低报警、压榨液高位报警，程序操作步时间报警。另外，在系统中还可以设置一定的液位保护。例如浸渍液的低位保护主要是用来确保该桶状态是否是空桶，否则不能进入配碱程序。

3 总结

   总之，DCS系统可以高质量、高标准的完成工程设计、组态、成套供货、现场启动调试、性能测试及考核验收等工作，将其应用于粘胶纤维浸压粉工序之中，可以结合生产需求进行相应的模块设计，提高整个工序的控制效果，使工艺更清晰、明了，更好的保障最终的产品生产质量。

【参考文献】

[1] 王博伟,侯文明,周书勇,等. 粘胶纤维生产过程中电子设备腐蚀的防护[J]. 人造纤维,2020,50(5):6-9.

[2] 郭新武,李彦虎,赵洪刚,等. 粘胶纤维生产中应用ProfiBus-DP插头的优化方案[J]. 人造纤维,2020,50(2):18-20,6.

[3] 严冠豪,刘园,郑明科,等. 短纤维前纺控制系统及优化[J]. 河南化工,2021,38(5):43-44.

[4] 荣国升. DCS控制系统在粘胶纤维生产中应用[J]. 科技尚品,2016(7):148.

[5] 杜娜. 环境管理体系视角下分析粘胶纤维生产过程中的重要环境因素管理及控制[J]. 科技展望,2015(19):182-182.

[6] 肖龙江,谢灶彬. DCS系统集成在粘胶短纤维工程中的应用[J]. 机械工程与自动化,2011(2):170-172.