一、DCS系統(tǒng)的作用
1、擴大生產規(guī)模
現(xiàn)代企業(yè)為了提高市場競爭力、降低生產成本、提高產品質量，正逐步向大型化、高度自動化發(fā)展。
理論上所有生產過程可由人來判斷并進行手動控制，在老式、低速生產線上經?？梢钥吹竭@種控制方式。但在現(xiàn)代化、高速運行生產線上再熟練的操作人員也根本不可能跟上快速運行設備的節(jié)奏，根本不可能達到及時控制生產工藝參數(shù)的要求，而且再熟練的人員也會犯錯，一旦出錯可能會對生產設備產生災難性的影響。
所以越先進的生產線，就越需要一套先進的自動化控制系統(tǒng)去實現(xiàn)快速、準確地調整生產中重要的工藝參數(shù)，或在緊急突發(fā)事件中快速響應以保護生產線上昂貴的設備，這種控制系統(tǒng)就是我們所說的DCS系統(tǒng)。
2、配合先進設備使用
現(xiàn)在許多新型的制漿、造紙設備必須配合自動化控制系統(tǒng)使用，比如鼓式碎漿機、纖維分級篩、多園盤白水回收裝置、蒸汽冷凝水系統(tǒng)以及QCS系統(tǒng)等等。這些設備從設計上就摒棄了人工操作的方式，只有通過自動化控制系統(tǒng)才能使這些設備發(fā)揮功用。
3、強化生產管理
生產過程中的歷史數(shù)據(jù)、趨勢、報表、報警信息對生產管理具有不可估量的意義。傳統(tǒng)人工記錄既不準確也不及時?，F(xiàn)在由自動化控制系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集和整理歸檔，并可向智能工廠直接提供這些數(shù)據(jù)，實現(xiàn)指導、分析生產管理。
4、提高產品質量
好的產品質量必須是由連續(xù)、穩(wěn)定的生產線實現(xiàn)的。自動化控制系統(tǒng)最主要的目的就是為工藝生產提供穩(wěn)定的保證。
5、降低生產成本
同樣，連續(xù)、穩(wěn)定的生產線生產成本是最低的。自動化控制系統(tǒng)有效有效的避免了頻繁啟停帶來的資源浪費，同時還在生產中提供最合理的生產原料配比。另外，自動化控制系統(tǒng)還節(jié)約了大量的重復勞動，節(jié)約了人力資源。
二、DCS系統(tǒng)的組成
DCS系統(tǒng)通常由五部分組成：過程站、I/O單元、操作站和工程師站、通訊網絡、操作控制軟件。
過程站
過程站一般又稱為控制器，是自動化控制系統(tǒng)中的核心部件。主要擔負的功能有：各種信號的處理和計算、各種控制算法的計算和實現(xiàn)、邏輯功能的計算和實現(xiàn)；網絡功能的實現(xiàn)、報警信息的處理、歷史數(shù)據(jù)的處理等等。
過程站的各種功能的實現(xiàn)必須結合相應的平臺組態(tài)軟件。在平臺軟件中對過程站進行功能、網絡、報警、歷史數(shù)據(jù)處理等組態(tài)及下載后，過程站開始各作。
合理選擇控制器，就能合理選擇最合適的控制系統(tǒng)。對控制器的基本要求是：足夠合理強大的功能、經得起考驗的電氣和機械性能、開放的通訊體系、合理的價格。
過程站必須具有的功能：
● 邏輯連鎖功能；
● 報警監(jiān)視；
● 復雜控制運算功能；
● 模擬量值計算；
● 開關量值計算；
● 趨勢、報表、統(tǒng)計功能。
過程站
I/O單元
現(xiàn)場儀表傳送的是4-20mA或0-10V的模擬量信號，現(xiàn)場執(zhí)行機構接受的也是這樣的模擬量信號，而過程站所能識別和處理的是2進制的數(shù)字信號，因此儀表和電氣設備的信號的輸入輸出需要相應的I/O單元來實現(xiàn)。I/O單元的主要功能就是將現(xiàn)場儀表或電機的輸入電信號轉換成過程站能識別的數(shù)字值。同時，將過程站處理后的數(shù)字值轉換成相應的電信號輸出到現(xiàn)場執(zhí)行機構和電機。
I/O單元必須要具備足夠穩(wěn)定的電氣和機械性能才能勝任在各種條件下正常工作，比如強電磁干擾、嚴重的水蒸汽和灰塵、高頻振動、浪涌等等。
I/O單元還必須要能實現(xiàn)靈活布置，可根據(jù)需要布置在任何地方。高度可靠要求的DCS系統(tǒng)中I/O單元還必須具有故障的自診斷功能、寬電熱插拔、冗余等功能。
操作員站和工程師站
操作員站是一臺用于操作、監(jiān)視、報警、趨勢顯示、記錄和打印報表的PV機。操作員站通常裝有操作軟件以完成上述功能，并且是通過通訊網絡同過程控制站相連。
工程師站是一臺用于組態(tài)過程控制軟件，診斷、監(jiān)視過程控制站運行情況，供QCS工程師開發(fā)、測試、維護DCS系統(tǒng)使用的計算機。根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模大小，操作員站要求能夠靈活布置。在小規(guī)模的應用中通常將操作員站兼作工程師站。
通訊網絡
DCS中一般采用兩層通訊網絡結構：過程級和操作級。
過程級通訊網絡：現(xiàn)場I/O模塊，特別是模擬量的采樣數(shù)據(jù)(機器代碼，213/掃描周期)十分龐大，同時現(xiàn)場干擾因素較多，因此應該采用數(shù)據(jù)吞吐量大、抗干擾能力強的網絡通訊標準，一般也成為現(xiàn)場總線通訊標準。
現(xiàn)場總線硬件基于R485等工業(yè)設備上廣泛支持的通訊方式，符合現(xiàn)場通訊的要求。
操作級通訊網絡：I/O的采樣數(shù)據(jù)經CPU轉換后變?yōu)檎螖?shù)據(jù)或實形數(shù)據(jù)，在操作級網絡上傳輸。因此操作級網絡可以采用數(shù)據(jù)吞吐量適中、傳輸速度快、連接方便的網絡標準。同時因操作級網絡一般布置在控制室內，為抗干擾的要求相對較低。支持TCP/IP協(xié)議標準以太網就是一種常用的操作級通訊網絡。
海天DCS系統(tǒng)使用的操作級通訊網絡為工業(yè)以太網。介質有光纖、粗纜、雙絞線多種。過程級通訊網絡為PROFIBUSDP網絡。
軟件
DCS系統(tǒng)的軟件分為兩種：操作軟件和組態(tài)編程軟件。
操作軟件安裝在操作員站上，由普通操作員，實現(xiàn)對生產線設備和工藝參數(shù)的控制。
組態(tài)編程軟件安裝在工程師站上，實現(xiàn)DCS系統(tǒng)的設計組態(tài)和系統(tǒng)的維護。
DCS組成部分中的前4點是構成一個DCS系統(tǒng)的基礎，而軟件才是一個DCS系統(tǒng)的靈魂，操作方便、美觀、安全、易學、符合用戶生產需要的軟件才是一個合格的DCS系統(tǒng)軟件。
海天斯威福特具有多年專注于制漿造紙行業(yè)自控領域的先進經驗，海天斯威福特通過各種大小紙機自動化控制系統(tǒng)項目的成功應用。已經提煉出用于各種制漿造紙生產線的控制軟件模塊。
這些控制模塊一方面都經過了現(xiàn)場的反復測試，將會極大地縮短調試時間和試車成本。
另一方面是海天與用戶長期溝通的集大成。能充分滿足中國制漿造紙用戶使用習慣和要求。
三、海天制漿、造紙行業(yè)解決方案
海天自動化系統(tǒng)最顯著的特點就是自由的伸縮。我們將為用戶量身定做最適合的自動化控制系統(tǒng)，當然，可以是控制局部工藝或設備的小型系統(tǒng)，可以是控制部分工藝或設備組的中型系統(tǒng)，還可以是貫穿全廠的，從制漿到成紙，從堿回收到水處理的大型控制系統(tǒng)。
1、蒸煮自動控制系統(tǒng)
在高溫、高壓及強堿作用下，料片發(fā)生脫木素反應，將料片中的纖維細胞（紙漿）分離出來。蒸煮過程主要控制堿液計量、蒸煮升溫曲線、自動小放汽、H因子及K值預報，以達到穩(wěn)定、優(yōu)化蒸煮工藝的目的。
一般蒸煮方式分為蒸球蒸煮、立鍋蒸煮或連續(xù)蒸煮。
主要控制功能:
◆ 蒸煮液制備控制；
◆ 蒸煮升溫曲線控制；
◆ 蒸煮壓力報警；
◆ 檢測H因子，自動補償蒸煮終點；
◆ 鍋爐氣壓低于控制值時，自動補償蒸煮時間。
▲ 蒸球蒸煮自動控制
·蒸煮液制備控制；
·蒸煮升溫曲線控制；
·蒸煮壓力報警；
·檢測H因子，自動控制蒸煮終點；
·蒸球氣壓低于控制值時，自動補償蒸煮時間。
▲ 立鍋蒸煮自動控制
·蒸煮液制備控制
·蒸煮升溫曲線控制；
·小放汽控制；
·檢測H因子，自動控制蒸煮終點。
▲ 連續(xù)蒸煮自動控制
·蒸煮液制備控制；
·喂料計量控制；
·反噴控制；
·蒸煮壓力及溫度控制；
·檢測H因子，蒸煮立管液位控制。
2、洗選漂自動控制系統(tǒng)
篩選：將煮好的粗漿中的重雜質、未煮熟粗渣利用壓力篩篩選分離除去，得到純凈的良漿。篩選過程主要控制進漿濃度、篩選壓差、排渣量。
洗滌：利用真空置換洗滌或壓榨置換洗滌方式漿紙漿中的廢水（黑液）分離出來，得到干凈的良漿供漂白；分離出來的高濃度、高溫度黑液供堿回收系統(tǒng)回收蒸煮化學藥品。通常采用真空洗漿機或壓榨洗漿機，主要控制進漿濃度、洗漿機及黑液槽液位、清水用量及溫度。
漂白：使用含氯漂白劑（氯氣、次氯酸鹽）或者無氯漂白劑（氧氣、雙氧水）將洗凈的紙漿中的木素發(fā)色基團破壞溶解除去。漂白過程主要控制藥液計量、反應溫度、壓力、進漿濃度、PH值，達到穩(wěn)定紙漿白度同時降低纖維降解目的、減少原料浪費和污染環(huán)境。
▲ 篩選自動控制
·進篩選系統(tǒng)濃度和流量控制；
·篩選系統(tǒng)排渣率控制；
·篩選系統(tǒng)稀釋水量控制；
·篩選設備進出口壓差控制；
·篩選設備自沖洗操作和設備連鎖控制。
