水力式流浆箱控制系统的研究及实现

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1、水力式流浆箱控制系统的研究及实现摘要本文是在西安市科技计划项目(创新支撑计划)“工业领域智能控制系统及仪器的开发研究——新型水力式流浆箱控制系统的研发”(编号：CXY08012)的资助下完成的。针对国内传统流浆箱适应车速低、匀浆效果差等问题，剖析了目前较为先进的水力式流浆箱的结构及作用机理，提出了一套全面、高效的系统控制方案，并给出了控制系统的PLC实现。这一方案不但具有重要的理论意义，而且对水力式流浆箱的控制及实现都具有较大的指导作用。本文的主要贡献是：(1)水力式流浆箱的结构研究与控制方案设计剖析了水力式流浆箱的结构

2、，对布浆器、稀释水调节技术、整流及喷浆上网等工艺与技术作了概括。在分析了影响水力式流浆箱稳定运行的各种干扰因素的基础上，提出了一套较为完整的控制方案：采用脉冲衰减器消除脉冲压力的波动，建立起温度补偿控制系统来控制温度，并采用变频调节技术来控制总压和液位，从而控制纸张纵向定量，并获得适当的纸浆流域；而对横向定量的控制，采用稀释水调节技术，并借助零差压控制，保证纸机横向布浆均匀。此外，对唇板位置进行控制，直接影响喷浆的角度和落浆点。(2)IMC．PID控制器的设计在研究常规PID、内模控制器各自特点的基础上，提出了一种基于内

3、模控制思想的PID参数整定方法。它仅有一个整定参数，且参数调整与系统动态品质和鲁棒性的关系比较明确。将所设计的控制器应用到水力式流浆箱总压控制中，借助MATLAB工具箱进行仿真研究，并对仿真进行了分析，结果表明该控制器具有常规PID的优点，对于大纯滞后系统能够较好地工作，证明了所给算法的有效性。(3)控制系统实现根据本文提出的控制方案，对本控制系统的硬件，包括液位、压力、温度变送器，变频器与执行机构等进行了选型，并对硬件特性作了简要说明。根据工艺要求，结合项目实施需要与控制方案的设计，利用西门子组态软件WinCC6．0和

4、程序设计软件Step7V5．4，进行了基于S7．300系列PLC的软硬件组态，设计了一个完整的DCS控制系统，给出了硬件配置清单和部分程序清单，来实现在工业过程中对水力式流浆箱的控制。关键词：水力式流浆箱，脉冲衰减，温度补偿，总压控制，液位控制，横向定量nTHESTUDYANDIMPLEMENTATIoNoFHYDRAULICHEADBoXCoNTRoLSYSTEMABSTRACTThispaperissupposedbyXi’anScience&TechnologyPlanaroject(InnovationSuppo

5、rrtPlan)“DevelopmentofIntelligentControlSystem&InstrumentinIndustryField--Research&DevelopmentofNewHydraulicHeadboxControlSystem”(No．：CXY08012)．Aimingattheproblemoflowerspeed，worsedistributioneffectsindomestictraditionalpapermachine，thestructureandfunctionmechani

6、smofadvancedhydraulicheadboxisanalysedandageneral，effectivecontrolschemeisproposed．Theschemeisnotonlyofimportanttheoreticalsignificance，butalsoofguidingeffectonthecontrolandrealizationofpracticalhydraulicheadbox．Themaincontributionsofthisdissertationcanbesummariz

7、edasfollows．(1)ResearchonthestructureofhydraulicheadboxandcontrolschemedesignThestructureofhydraulicheadboxisanalysedanddistributor,dilutedwatertechnology,rectifierandgunitingprocessissummarized．Afterkindsofinterferencefactorstoitsstablerunningareanalysed，corresp

8、ondingwaysisproposedtosolvetheseproblems：pulseaRenuationisusedtoeliminatetheeffect；temperaturecompensationcontrolsystemisconstructedtostabilizetemperature；freq