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1、技术报告配浆自动控制抄纸车间配浆自动控制刘诗悦(福建南纸股份有限公司,福建南平,353000)摘要:介绍了福建南纸公司抄纸车间采用斜坡控制和串级控制实现成浆池液位和浆料配比稳定控制的方法,并对辅料添加控制方式也加以说明。关键词:自动控制;斜坡控制;串级控制;配浆中图分类号:TS736+3文献标识码:B文章编号:0254-508X(2005)04-0036-03福建南纸公司有化学浆、机械磨木浆、废纸脱墨浆等浆种。这些浆种各有特作者简介:刘诗悦先生,工程师;主要从事制浆造点:化学浆纤维长、白度纸自动化控制系统的研究好、成本高;机械磨木浆纤图2传
2、统控制系统基本结构图和开发工作。维短、成本低;废纸脱墨浆对于浆料配比控制,PID的常规控制只能实现各纤维长、白度好,但成本随回路浆流量的稳定控制,而无法做到进入成浆池的浆国际市场的变化波动较大。因此,不同时期浆料的合料按一定的比例配比控制,每种浆都能按各自流量的理配比,对提高产品质量、降低成本极其重要。南纸给定值稳定控制。但因浆料浓度是一个变化量,因此公司配浆工艺流程如图1所示。加入成浆池的实际浆料量不是按照设定的浆料配比添加的,有很大偏差,这对纸机抄造及成品质量控制均有不利影响。传统的PID控制方法很难做到对浆池液位的精确控制,当液位给定值与测量值有误差时,用某种浆料来调节
3、液位的偏差是不合理的,这会影响浆池内浆料的正确配比;若同时动作各路浆料的流量,即同时调整每种浆料流量(增加或减少),既要满足液位的稳定要求,又不影响浆料的配比,传统的控制方法很难达图1配浆工艺流程图到这样的要求。另外,采用传统的控制方法也很难做1配浆工艺及其控制到辅料添加的精确控制。因此,在实际控制中,对浆池液位采用斜坡控配浆工段是通过调节阀控制各浆种的流量来实现制,对浆料配比和辅料添加采用串级控制方式,以解浆料配比的(见图1),各路浆送入成浆池后,经充分决传统控制方法的不足。搅拌,由成浆泵送到高位箱,用于纸机抄造,在此过12成浆池液位斜坡控制程中就涉及到浆料配比和成
4、浆池液位控制。成浆池液位控制主要是控制各路浆的加入量,但11传统PID控制的不足各种浆料要按比例添加。为此,采用了斜坡控制方式传统控制方式采用控制量的给定值与测量值比(见图3),斜坡控制不是直接控制浆的加入量,而是较,按一定的控制规律控制输出量(见图2)。控制规律可采用特定的传递函数或PID来实现。浆料配比和收稿日期:2004-11-02成浆池液位控制不易计算出合理而精确的传递函数,本文选自2004年中国造纸学会新闻纸专业委员会学术年会论文及因此大多采用PID算法来实现常规控制。报告汇编。36ChinaPulp&PaperVol24,No4,2005技术
5、报告根据当前液位得到1个液位控制系数,再按此系数计算各路浆的添加量。由图3可看出,浆位控制系数共分为4段,浆位越低,控制系数越大,浆的加入速度也就越快,从而快速提高浆池液位。同理,浆位越高,控制系数越小,浆的加入也就越慢。此外,在第1段和第4段的斜坡较陡,使得浆料加入量变化较快,目的要使浆位快速回到控制区域。中间2段较为平稳,其液位变化对加入浆池浆料的流量影响不会很大,这个区域也是浆池液位控制的理想区域。在实际应用中,每个段的折点值可在线调节,以得到理想的液位控制。图3液位斜坡控制示意图另外,从图3可知,4段斜坡就是4段直线,由图4浆料配比控制框图它们的折点可得到4段直线
6、的斜率和截距,再根据当动控制状态,因为此时无法计算液位控制系数。此前液位量便很容易计算出控制系数。外,计算给定值时要用到各路浆的浓度值,在浓度信12浆料配比串级控制号故障时,将使用实验室浓度值进行计算。串级控制本控制系统由操作人员输入各路浆的配比量,时,浆料给定值的计算过程为:用液位斜坡计算得到的液位控制系数结合PID算法,根据成浆池液位得到液位控制系数m;对浆流量进行串级控制,从而实现浆料的配比控计算总干浆量程L=FiCi,F为各路浆制。流量的量程,C为各路浆的当前浓度;浆料配比控制有3种控制状态可供选择:串级控取各路浆的配比量Pi;制、自动控制、手动控制。
7、手动控制,由操作人员给计算各路浆的给定值SPi=(mLPi)/Ci;出输出值,即直接控制阀门开度;自动控制,由操作送入PID控制。人员输入流量给定值,通过PID算法控制输出值;串13辅料的配比控制级控制,由计算机计算流量给定值,再由PID算法控辅料也采用3种控制状态:串级控制、自动控制输出值,给定值的计算结果就是由各路浆的配比量制、手动控制,其功能与前述相同,同样具有信号和液位控制系数得到的。自动和手动控制时,无法精故障判断,并进行控制状态切换的功能(见图5)。确控制浆料配比量,也无法控制浆
