Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 144
Скачиваний: 0
t.—
J1 \
\.
\ :•
1
А. А. Смирнов
основы
АВТОМАТИЗАЦИИ
ЦЕЛЛЮЛОЗНО-БУМАЖНОГО
И ЛЕСОХИМИЧЕСКОГО
ПРОИЗВОДСТВ
ИЗДАНИЕ 2-е,
п е р е р а б о т а н н о е
Допущено Министерством
Целлюлозно-бумажной промышленности в качестве учебника для техникумов
I я?!і
ИЗДАТЕЛЬСТВО «ЛЕСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ» М о с к в а 1 9 7 4
УДК 676:65.011.56(075.8)
Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического произ водств. Изд. 2-е, переработ., С м и р н о в А. А. М., «Лесная промышленность», 1974, 368.
Книга является учебником для техникумов по специальностям: технология целлюлозно-бумажного, гидролизного, лесохимического производств и производств древесных плит и пластиков. Она может быть использована в качестве учебного пособия для студентов вузов по тем же специальностям, а также для производ ственного персонала целлюлозно-бумажных, гидролизных, лесохимических пред приятий и производств древесных пластиков и плит.
Иллюстраций 118, библиография — 3 названия.
Официальные рецензенты: Е. П. Фесенко, Р. А. Пахалюк
© Издательство «Лесная промышленность», 1974 г.
ВВЕДЕНИЕ
Цели и задачи автоматизации производства. Для обеспечения постоянно возрастающей потребности различных отраслей социали стического народного хозяйства и населения в бумаге необходим непрерывный рост продукции целлюлозно-бумажной промышлен
ности на базе современной техники.
Предприятия целлюлозно-бумажной промышленности с каждым годом все больше оснащаются новым высокопроизводительным оборудованием. Многие современные технологические процессы, на пример получение крепкой варочной кислоты постоянного состава на растворимом основании, непрерывная варка и отбелка целлю лозы, непрерывный размол массы, производство бумаги на совре менных быстроходных машинах и др., нельзя успешно осуществить без широкого использования автоматических приборов технологи ческого контроля, автоматических регуляторов и устройств, вычис
лительной техники.
На основе автоматизации непрерывно совершенствуются техно логия и оборудование лесохимической и гидролизной промышлен ностей.
Особенно велика роль средств автоматизации в автоматизиро ванных системах управления.
Автоматизация способствует повышению производительности оборудования, снижению себестоимости продукции, снижению рас хода древесины, химикатов, электрической и тепловой энергии, сни жению производственных потерь, улучшению качества выпускаемой продукции, улучшению условий труда обслуживающего персонала и т. д.
Исторический обзор развития автоматики. Развитие измеритель ной техники, теории и практики автоматического контроля и регу лирования технологических процессов обязано творческой деятель ности многих русских и иностранных ученых и инженеров. Русские ученые и изобретатели первыми открыли ряд явлений, положенных затем в основу конструирования измерительных приборов и авто матических регуляторов.
1* |
3 |
Основоположник отечественного приборостроения, великий рус ский ученый М. В. Ломоносов, создал температурную шкалу, осно ванную на тепловом расширении жидкостей. В 1752 г. М. В. Ломо носов и академик Г. В. Рихман впервые создали и ввели в прак тику научных исследований электроизмерительный прибор.
В1758 г. современником М. В. Ломоносова, русским академи ком Ф. У. Эпинусом, был открыт термоэлектрический эффект. Это открытие имело огромное значение для развития пирометрии и лежит в основе наиболее надежных методов измерения темпера туры.
Всередине XVIII в. русский механик-самоучка И. И. Ползунов изготовил автоматический регулятор питания водой парового котла. Это был первый примененный в практике автоматический регу лятор.
Основоположником теории автоматического регулирования
явился русский ученый И. А. Вышнеградский, опубликовавший в 1877 г. работу «О регуляторах прямого действия». Анализируя полученное им уравнение системы регулирования, И. А. Вышне градский показал условия устойчивого регулирования.
В 1909 г. большой вклад в теорию автоматического регулиро вания двигателей внес Н. Е. Жуковский.
Научные открытия Д. И. Менделеева, Б. С. Якоби, Г. И. Вильда, О. В. Струве, Д. Уатта, А. Стодола и многих других сыграли боль шую роль в развитии техники измерений и регулирования. Без от крытий А. С. Попова,- А. Н. Лодыгина, А. Г. Столетова и других русских ученых невозможно было изобретение современных авто матических электронных потенциометров, уравновешенных мостов и многих других электронных приборов.
Хотя достижения отдельных русских ученых и инженеров в об ласти измерительной техники и автоматического регулирования были значительны, но на практику производственных измерений эти достижения влияли слабо, так как в дореволюционной России не было приборостроительной промышленности. Она стала созда ваться только при советской власти на основе бурного развития индустриализации. Начало развития отечественной приборострои тельной промышленности относится к 1924—1929 гг., но особенно интенсивно она развивалась в послевоенные годы.
Существенных успехов в теории и технике автоматического ре гулирования добились в Советском Союзе Институт проблем упра вления АН СССР, Центральный научно-исследовательский инсти тут комплексной автоматизации, Всесоюзный теплотехнический и Центральный котлотурбинный институты, а также ряд других на учно-исследовательских институтов, проектных организаций и пред приятий.
В начале 1946 г. во Всесоюзном научно-исследовательском ин ституте бумажной промышленности (ВНИИБ) была создана лабо ратория автоматики. Задачами этой лаборатории являлись: разра ботка методов и определение путей внедрения автоматики в цел люлозно-бумажную промышленность; оказание предприятиям
4
целлюлозно-бумажной промышленности максимального содействия в автоматизации производственных процессов; теоретическая и кон структивная разработка и исследование специальных приборов контроля и регулирования процессов целлюлозно-бумажного про изводства; выпуск экспериментальных образцов и, в отдельных слу чаях, мелкосерийный выпуск специфичных для целлюлозно-бумаж ной промышленности приборов. В дальнейшем эта лаборатория была реорганизована в три лаборатории (автоматизации производ ственных процессов; средств автоматизации; организации и управ ления производствами), которые занимались математическим опи санием технологических процессов и синтезом (разработкой) автоматизированных систем управления предприятиями, разработ кой методов контроля и регулирования, разработкой автоматиче ских систем управления технологическими процессами.
В 1958 г. в Лесотехнической академии им. С. М. Кирова, а за тем и в некоторых других лесотехнических высших учебных заведе ниях были созданы кафедры автоматизации, которые проводят большую научно-исследовательскую работу.
Частичная, комплексная и полная автоматизация. Слово автома тизация происходит от греческого слова аутоматос, что означает самодвижущийся. Автоматизация производства — применение при боров, механизмов и устройств (электронных, электрических, пнев матических, гидравлических), позволяющих осуществлять без не посредственного участия человека процессы получения, преобразо
вания, передачи и использования энергии, |
материала и информации. |
При ч а с т и ч н о й а в т о м а т и з а ц и и |
осуществляются автома |
тические контроль и управление только отдельными операциями технологического процесса, при этом координация всего комплекса производственных операций остается функцией человека. Напри мер, частичная автоматизация сульфитной варки целлюлозы заклю чается в автоматическом поддержании температуры варочной жид кости в соответствии с программой варки и автоматическом конт роле за другими параметрами варочного процесса. В этом случае человек не освобождается от тяжелого физического труда по пе ремещению запорных устройств регулирующих органов на сдувочных линиях, линиях оттяжки щелока, подачи кислоты и др.
При к о м п л е к с н о й |
а в т о м а т и з а ц и и автоматическому |
управлению подвергаются |
все установки автоматизированного |
участка, отдела или цеха как единая взаимосвязанная система, обеспечивающая выполнение требуемой последовательности техно логического процесса. Роль человека сводится к наблюдению за протеканием технологического процесса по показаниям приборов (внутренняя информация), к изменению при необходимости зада ния регуляторам, чтобы улучшить технологический режим, к ис пользованию средств дистанционного управления и т. п. Например, при комплексной автоматизации сульфитной варки целлюлозы в си стеме связанного регулирования автоматически регулируется тем пература варочного щелока, давление сдувок, уровень жидкости в варочном котле и другие параметры.
5
При п о л н о й а в т о м а т и з а ц и и отдела, цеха или предприя тия все функции управления отдельными производственными агре гатами и согласование их работы выполняются автоматически. Роль человека сводится к контролю за работой многочисленных автоматических систем управления технологическими процессами и автоматизированных систем управления предприятиями и за вве дением в управляющие вычислительные машины внешней инфор мации (номенклатуры заказов, сроков поставки материалов, эконо мических показателей спроса и т. п.).
До недавнего времени на целлюлозных, бумажных и картонных предприятиях проводилась лишь частичная автоматизация. Разви тие науки и техники позволило в 1959 г. начать переход к комплекс ной автоматизации этих производств.
Автоматизация целлюлозно-бумажных и лесохимических пред приятий, а также производств кормовых дрожжей, древесноволок нистых, древесностружечных плит и древесных пластиков на основе решений XXIV съезда КПСС о широком внедрении автоматических систем управления технологическими процессами на предприятиях способствует мощному подъему производства целлюлозы, картона, бумаги, кормовых дрожжей и другой продукции.
Технико-экономическая эффективность автоматизации. Опреде ление технико-экономической эффективности в социалистическом хозяйстве предполагает сопоставление народнохозяйственного эко номического эффекта, получаемого от внедрения автоматизации, с народнохозяйственными затратами. Экономический эффект, полу чаемый от внедрения автоматизации, зависит от следующих фак торов:
1. У в е л и ч е н и е п р о и з в о д и т е л ь н о с т и о б о р у д о в а - н и я. Например, в результате автоматизации процесса сульфитной варки уменьшается непровар целлюлозы и возрастает ее выход, что приводит к снижению себестоимости целлюлозы. Кроме того, с точки зрения интересов народного хозяйства, этот рост равноце нен созданию нового варочного котла или его части, что и должно быть учтено при оценке экономической эффективности внедрения автоматизации.
2. С о к р а щ е н и е з а т р а т м а т е р и а л о в и э н е р г и и . Например, в результате внедрения автоматического регулирования массы квадратного метра бумажного полотна на бумагоделатель ных машинах удается вырабатывать бумагу со сниженной в пре делах нормы массой квадратного метра. Снижение массы квадрат ного метра бумаги без ухудшения ее качества дает значительное увеличение выпуска бумаги в метраже при одновременном сокра щении расхода волокнистых материалов. Это равноценно вводу в строй новых целлюлозно-бумажных комбинатов и дает значи тельный экономический эффект.
3. С о к р а щ е н и е з а т р а т т р у д а — экономия рабочей силы. Сокращение численности персонала автоматизируемой установки не всегда возможно, так как для обслуживания внедряемой авто матики требуется дополнительный персонал. В результате сокра
6