造纸行业控制系统介绍浙大中自企业简介正泰集团是一个集科技

1、造纸行业控制系统介绍 浙大中自企业简介正泰集团是一个集科技、工业、贸易、信息业为一体的无区域大型企业集团， 综合实力连续五年名列全国民营企业 500强前十位。 “正泰商标被国家工商局认定为 “中国著名 商标。三大系列产品跻身中国名牌。正泰产品在国内 20 多个省市被列为 “免检产品，畅销世 界 30 多个国家和地区。正泰集团浙大中自集成控制股份是集工业自动化产品的研发、生产与销 售、工程效劳于一体的高新技术企业，秉承浙大科技源泉，集聚国内一流人才，以科学的管理， 一流的效劳，打造自动化知名品牌。公司总部位于杭州天目山路科贸大楼7、 8 楼，技术中心位于浙江大学校内工业自动化国家工程研究中心大楼

2、 5 楼。兴建中的浙大中自工业自动化产业基地位于杭州市下沙经 济开发区，占地面积 70 亩，总投资 1.2 亿元。浙大中自集成控制股份介绍提纲浙大中自产品系列1、 SunyTDCS9200 集散控制系统2、 SunyPCC800 小型集散控制系统3、 SunyPCC800F 集成控制器4、 SunyPLC300 可编程逻辑控制器5、 SunyVPR200/300 系列综合仪表6、SunyVPR100/110/120/130 系列指示 /调节 /积 算/记录智能仪表SunyTDCS9200 集散控制系统SunyTDCS9200 集散控制系统SunyTDCS9200 集散控制系统每套控制站控制模板

3、可支持 32 块 I/O 模板：具有最多 512 个通用模拟量输入， 或 512 个模拟量输出，或 1024 个数字量输入或输出，可 构成 256 个 PID 控制回路；网络分布配置：系统网络支持 32 个控制站；系统最大规模：AI:16384AO:16384DIO:32768 。SunyTDCS9200 集散控制系统SunyTDCS9200 集散控制系统SunyTDCS9200 集散控制系统1、三层 CPU 结构，使整个系统的负荷完全分散。2、通用型模拟量输入，减少了设备的种类，提高了系统的灵活性。3、多层网络结构： I/O 网络 1.2Mpbs ，控制网 100Mpbs ，管理网 100M

4、pbs 。4、系统的任何一个部件都可以设计成冗余结构。5、主控制器为 32 位、 100MHZ 以及 8MB 的存储空间，大容量、高速度保证了系统的实时性和 方便性。SunyTDCS9200 集散控制系统SunyTech 工业控制应用软件平台是 SunyTDCS9200 集散控制系统的系统软件包， 它基于 WindowsNT/2000和SROS多任务实时操作系统， 基于组件结构设计，采用32位多任务、 多线程等最新技术，集现场数据采集、算法执行、实时数据和历史数据处理、报警和平安机制、 流程控制、动画显示、趋势曲线和报表输出以及监控网络等功能于一体，已广泛应用于石油、化工、电力、冶金、交通、楼

5、宇自动化、医药、食品等行业。SunyTDCS9200 集散控制系统 系统配置组件( SunyCFG )SunyCFG 硬件配置软件SunyRDB 实时数据库SunySOE SOE 分析软件 实时控制组件( SunyRTM )SunyIEC 算法编辑器SunyRTM 实时运行系统SROS 多任务实时操作系统人机界面组件( SunyHMI )SunyMaker 系统组态软件SunyView 画面运行系统SunyTDCS9200 集散控制系统SunyTDCS9200 集散控制系统1、能够在线下装、在线调试以及在线修改程序。2、能够在线修改 I/O 的输入类型。3、软件多层保护，增加软件的平安性。4、

6、控制组态拥有 120 多个标准的组态模块提供应工程技术人员，保证组态的正确性和统一性。5、软件具有 WEB 功能，通过通用的 IE 浏览器就能对实时数据进行监视和操作。6、软件对外有多种标准接口，能够非常容易地接入第三设备。 制浆造纸过程概述 制浆造纸过程概述 制浆造纸过程概述 制浆造纸过程概述 蒸煮过程控制描述 主要设备：110m3 立式蒸锅 6 台 主要检测参数：温度、压力、药液流量、蒸汽流量 控制要求：可靠合理的逻辑操作控制 最正确蒸煮温度控制 Kappa 值的软测量技术 平稳总蒸汽流量控制 理想的经济效益 蒸煮过程控制描述 蒸煮过程控制描述 蒸煮过程控制描述 蒸煮过程控制描述 蒸煮过程

7、控制描述Kappa 值软测量：对间隙蒸煮过程，由于具有很长的循环周期，而且每次蒸煮过程之间情 况又有很大变化，所以使一般的反应控制作用的评价标准不能使用。实际评价间隙蒸煮过程的 主要指标是蒸煮终了时的纸浆得率。工业上一般用 Kappa 值表示得率，它由工厂化验室通过化 学分析得到的一项指标，而不能由检测直接得到。为此，我们采用了软测量技术。基于浆的发应动力学，其发应速率的影响因素主要包括温度因素和化学物品的浓度因素。 温度因素对得率的影响，可用 H 因子来表述。化学品浓度在生产现场没有在线测量，只能表述Kappa 值软测量关系为进料、进液、脱木素进程等因素的函数。通过综合，可求得比拟实用的 式

8、：Kappa=式中a、B、丫和3为常系数，需根据实际蒸煮过程回归获得：D：液/木质量比，g/g;Q：有效碱木片质量比，g/g； H : H因子。蒸煮过程控制描述H 因子，根据各锅炉温度可以由下式积算获得：式中t为时间，s; tf为蒸煮结束时间，s;T为锅内温度，C。公式中未知参数集中在 a、B、丫和3。由于各锅工艺条件相似，因此视其完全相同，使 用同一公式。将 Kappa 值软测量关系式转化为：In Kappa=ln a + 3 lnD- 丫 lnH- 3 lnQ即可进行线性回归。通过现场采集，回归得个系数值为：a =2.69 X 105; 3 =0.513 ; y =0.927 ;3 =2.

9、13Kappa 值软测量关系式中 D 和 Q 反映了木片水分、加碱量、木液比等因素，木材品种等 的其它蒸煮条件主要在 a 、 3 、y 和3 系数中表达。蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述蒸煮过程控制描述洗选过程控制描述 洗选过程是制浆中十分重要的步骤，洗选过程的目的是把纸浆中的黑液别离出来，并 使纤维细胞壁及细胞腔中的蒸煮溶解物扩散出来，从而得到较洁净的纸浆。否那么，会使筛选产 生大量泡沫，影响正常的操作；会使漂白过多地消耗漂剂；对有化学药品回收的工厂来说，还 会降低化学药品的回收率

10、。我公司对洗选过程建立了多变量动态模型，进浆浓度带前馈预测控制，自动倒 锅控制系统，残碱和黑液浓度多目标 MPC 策略，洗选过程在线优化算法。洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述洗选过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述打浆过程控制描述造纸过程控制描述主要设备：

11、10 万吨 /年纸机一台主要检测参数：定量、水分、纸浆流量、纸浆浓度、蒸汽流量及压力控制要求：定量水分卡边控制定量偏差减少 1.5%水分偏差减少 1.5%蒸汽消耗减少 5%产量增加 5%造纸过程控制描述造纸过程控制描述造纸过程控制描述造纸过程控制描述造纸过程控制描述造纸过程控制描述纸张的两个主要质量指标是定量与水分。 纸张含水分由水分调节器控制进入烘缸的蒸 汽来保持恒定；纸张的定量是通过定量调节器调节网前箱的狭缝或背压的给定值，进而调节射 至铜网上的纸浆来控制的。而网前箱的主要作用是使运动着的铜网之上产生均匀的纸浆层。因 而网前箱的控制十分重要，它对于纸张质量有着直接的关系。一个好的网前箱控制

12、系统必须符合如下几项要求：1、网前箱的总压必须进行控制，以便在铜网运动速度变化的条件下，总压随之变化，仍 能保持狭缝中射出的纸浆速度与铜网的移动速度有恒定的比例关系。正常工况下，背压应维持 在 0.25±0.02公斤 /厘米 2。2、根据实际生产的需要，网前箱的液位也必须保持平稳。在正常工况下，液位应控制在 200± 10 毫米3、为了使网前箱有良好的脱水性能，希望网前箱出口纸浆温度保持恒定，在外扰下不允许有较大的动态偏差。一般情况下，要求稳定在40土 0.3 C。造纸过程控制描述造纸过程控制描述造纸过程控制描述造纸过程控制描述一般的长网造纸机上，浆流上网的速度稍低于铜网的

13、速度，这时候成纸的匀度较好。如果上 网浆速和网速相同，由于在平静的浆流中，纤维可能会重新絮聚成团，成纸中容易有云彩花的 现象，影响纸的匀度。当上网浆速大于网速时，纤维常常卷曲地沉积在铜网上，成纸匀度差。 但较大的浆速可使纸幅中纤维横向排列较多，适用于某些使用高粘状浆并要求纵向和横向的性 能一致的纸种的抄造，如羊皮纸、卷烟纸、复写原纸等。一般认为，浆速稍低于网速时，可以在浆流中造成一种定向剪切流型，继之可衰减为无定向 的喘动。因此可以防止纤维絮聚，亦可以使絮聚的纤维分散，有利于提高成纸的匀度。但网速 过大时，浆流上网后会出现波纹，纤维大量纵向排列，得不到良好的纸幅。 造纸过程控制描述 造纸过程控

14、制描述 造纸过程控制描述 造纸过程控制描述 造纸过程控制描述 造纸过程控制描述 造纸过程控制描述 造纸过程控制描述 造纸过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 蒸发过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述燃烧过程控制描述 燃烧过程控制描述

15、燃烧过程控制描述 造纸过程控制的意义 采用自动控制可以： 纸浆得率提高 24% 纸浆产量提高约 10% 化学药品节约 10%Kappa 值的标准差降低 30% 提高水分 13% 减少纤维用量 2% 提高车速 5% 减少断纸 30% 增加产量 515% 节约蒸汽 10% 定量和水分的波动减少造纸过程控制的特点 造纸过程控制是复杂的、困难的，造纸过程控制有一系列特点：1、对象的不确定性 造纸过程扰动因素多，特别是白水的浓度、纸机的车速、压辊的线压、铜网的老化、毛毯 的磨损这些慢时变特性，促使造纸过程模型结构的不确定性和参数的不确定性。2、状态不确定性 造纸过程控制的状态不完全性，指的是纸页在抄造过

16、程中，不少状态变量和扰动变量无 法直测得到，这样就无法实现各种形式的状态反应控制，也无法实现前馈补偿的各种控制。如 打浆度、湿度、白水的浓度、网前箱纸浆的浓度、填料的浓度等。3、对象的强耦合特性 造纸过程是一个复杂的多变量过程，变量与变量之间相互关联、相互耦合，这是造纸过 程的又一特点。从整机控制的角度看，成纸定量由浆门控制，成纸水分由蒸汽阀门控制，可见 它们是相关联、相互耦合的。4、对象的纯滞后特性 造纸过程具有纯滞后特性，有的造纸过程具有特大纯滞后。纯滞后时间与纸机车速、定 量和流程长度有直接关系。5、对象的非线性特性 造纸过程具有非线性，在某些局部非线性还十分严重。例如：等效网前箱的液位与出口 纸浆量呈二次方关系，在铜网前，案辊脱水方程和真空箱脱水方程都是指数关系等等。低浓打浆控制系统 高浓打浆控制系统 碱炉控制系统 配浆过程控制系统 燃烧过程控制系统 筛选过程控制系统 生产调度与管理系统 洗涤过程控制系统 造纸过程控制系统造纸行业业绩 福建青山纸业股份