專家控制在紙漿濃度控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、紙漿濃度是造紙過(guò)程中最重要的物理量之一。紙漿濃度——尤其是上網(wǎng)濃度即文中提到的抄前池出口濃度——對(duì)紙張的定量高低起著決定性的影響。正是因?yàn)榧垵{濃度如此重要，所以在制漿造紙DCS系統(tǒng)中，對(duì)濃度回路的控制要求較之其它類型的回路都要高。 當(dāng)前造紙行業(yè)濃度控制普遍采用傳統(tǒng)PID算法，PID算法具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)方便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，但是其在濃度回路中的應(yīng)用存在下面幾點(diǎn)問(wèn)題：①調(diào)節(jié)緩慢；②抗干擾能力弱；③穩(wěn)定性差等。同造紙生產(chǎn)線上其他控制

2、回路相比，傳統(tǒng)PID控制下的濃度回路在改變?cè)O(shè)定值后，測(cè)量值穩(wěn)定到新設(shè)定值上的時(shí)間是最長(zhǎng)的。同時(shí)，車速的提高、漿泵轉(zhuǎn)速的改變、原漿濃度的波動(dòng)等干擾產(chǎn)生時(shí)，濃度回路很容易偏離設(shè)定值發(fā)生較大幅度的波動(dòng)。這些問(wèn)題的存在限制了紙漿濃度控制精度的提高，更成為紙張質(zhì)量的進(jìn)一步提升的一個(gè)瓶頸。 本論文結(jié)合白板紙制漿線，詳細(xì)分析了濃度調(diào)節(jié)工藝。經(jīng)過(guò)分析發(fā)現(xiàn)：PID算法在濃度控制中的若干問(wèn)題歸根到底是孤立了同一制漿線上多段濃度控制回路之間的聯(lián)系所致

3、。 基于這個(gè)理解，文章提出了一個(gè)新的濃度控制指導(dǎo)思想，即把同一制漿線上的多段濃度控制回路視為一個(gè)整體，并按照控制精度的高低來(lái)劃分各個(gè)回路在濃度控制大系統(tǒng)的作用和地位。本論文就白板紙芯層制漿線三個(gè)濃度控制回路之間的相互關(guān)系展開(kāi)了分析，按照這個(gè)分析結(jié)果，文章提出了各個(gè)回路之間的關(guān)系模型，并對(duì)其進(jìn)行了簡(jiǎn)要驗(yàn)證。 處理多段濃度控制回路構(gòu)成的大系統(tǒng)，在控制算法的選取上，如何避免沒(méi)有詳細(xì)準(zhǔn)確系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的不足就成了主要的依據(jù)。正因如

4、此，本文提出了基于專家控制思想的紙漿濃度控制新思路。 專家控制在紙漿濃度調(diào)節(jié)系統(tǒng)中的應(yīng)用，既考慮到了和PID算法的結(jié)合，又根據(jù)多個(gè)回路之間的關(guān)系起到了回路與回路之間的協(xié)調(diào)作用。在與PID的結(jié)合上，專家控制器著重處理一些意外情況，盡管對(duì)于PID控制參數(shù)的調(diào)整也有所涉及，但其根本目的還是要讓控制回路盡可能擺脫意外情況對(duì)控制品質(zhì)的影響。單回路中專家控制器就是在歸納了現(xiàn)場(chǎng)操作人員在意外情況發(fā)生時(shí)采取措施的有效經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，把這些經(jīng)驗(yàn)用專

5、家規(guī)則的形式表述出來(lái)并依此形成專家控制器。多回路之間的專家控制器中的控制規(guī)則主要是依據(jù)回路與回路之間關(guān)系以及在某個(gè)回路發(fā)生大幅度的波動(dòng)時(shí)應(yīng)該采取的措施來(lái)制定的。 建立好的專家控制器結(jié)合回路其他部件模型在Matlab下進(jìn)行仿真，其仿真結(jié)果曲線充分證明了專家PID較之傳統(tǒng)PID在提高系統(tǒng)響應(yīng)速度、增強(qiáng)抗干擾能力等特性上有優(yōu)勢(shì)。 新的控制方案結(jié)合西門子PLC平臺(tái)進(jìn)行了編程實(shí)現(xiàn)，并在杭州富陽(yáng)某白板紙生產(chǎn)線進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試運(yùn)行，其實(shí)