ARMxy控制器在造纸干燥部的应用:温度波动降低至±1℃

2025-07-04 15:00:36

在山东某特种纸生产车间,工艺主任老李正通过BLRAT+OpenPLC界面,调整新上线的15#纸机干燥曲线。"以前换品种要带五六个人调半天阀门,现在点几下屏幕就能自动匹配温度参数",他指着监控屏上平稳的温控曲线说道。这背后是一套基于ARMxy控制器的干燥部蒸汽调节系统,解决了长期困扰该厂的三大痛点。

工业物联网关

一、问题现场:干燥不均带来的质量噩梦
该厂生产80-230g/m²的多种工业用纸,干燥部由32个烘缸组成。传统控制方式下,操作工需根据车速手动调节各段蒸汽阀门,导致:

  • 纸幅两边温差经常超过5℃,产生"荷叶边"缺陷

  • 克重切换时需2小时工艺调整,每年浪费原纸超200吨

  • 蒸汽压力波动造成烘缸表面温度漂移±3℃以上

二、系统架构:从测温到执行的闭环控制
项目团队设计的解决方案包含三个关键层:

  • 感知层:采用非接触式红外测温仪(0-10V输出),每10秒扫描烘缸表面温度,通过Y-AI板将数据上传至ARMxy控制器BL370

  • 控制层:根据纸机速度动态计算各烘缸设定值,采用模糊PID算法处理滞后效应

  • 执行层:Y-AO板输出4-20mA信号驱动气动调节阀,并实时读取阀门开度反馈(关键创新点)

三、实施亮点:工艺与自动化的深度耦合

  • 速度-温度耦合模型:建立车速与各烘缸温度的对应关系库,换产时自动加载预设曲线

  • 阀门防震荡逻辑:在AO板内嵌死区控制算法,避免气压微小波动导致的阀门频繁动作

  • 远程调试接口:工艺人员通过VPN连接BLRAT系统,可上传新的温度曲线而不影响PLC主程序

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四、量化效益:看得见的提升
系统运行6个月后的数据对比:

指标

改造前

改造后

提升幅度

温度控制精度

±3℃

±0.8℃

73%

克重切换时间

120min

45min

62.5%

蒸汽单耗

1.8t/t

1.53t/t

15%

质量投诉率

3.2%

0.7%

78%

五、经验沉淀:值得复用的三个实践

  • 红外测温点选择:应避开冷凝水聚集区域,最佳安装角度为烘缸切向30°位置

  • 阀门特性测试:项目实施前必须做全开-全关响应测试,不同品牌阀门动态特性差异显著

  • 工艺数据治理:历史温度记录需先进行异常值清洗,否则会影响控制模型训练

该案例的成功印证了工业物联网在传统造纸领域的落地价值。正如厂长在项目总结会上所言:"这不是简单的设备升级,而是通过数据流重构了我们的生产知识体系"。目前,该方案已在该企业集团内部3个生产基地推广,并正在向纺织、食品等连续干燥场景延伸。


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