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本文介绍了专家控制系统在纸机干燥部的具体应用情况。针对纸机干燥部对象复杂、难以建模的情况,介绍了专家控制策略。阐明了采用专家控制策略的主要原因,在理论上论证了该方法的可行性,并且通过在实际应用中取得的理想的控制效果验证了该方法的正确性。
论文所做的主要工作和成果包括以下几个方面:1.叙述了干燥过程自动控制的现状和发展概况,对纸机干燥部DCS的发展进行了简要介绍,提出本文的工作重点。
2.介绍了干燥的工艺设备和干燥机理,强调了干燥部自动控制的重要性。通风系统主要提供纸机干燥部的热风,周围的空气吸收水蒸气的能力越大,就能够加快干燥速度。所以汽罩内的温湿度的适中、汽罩内外的压差平衡和送入热风的温度保持恒定都是十分关键的。而三段供汽主要是对纸页进行接触干燥。为了保证质量,在同一水分下,烘缸表面温度的恒定十分重要。其次,冷凝水中含有大量的水汽,热能较高,所以冷凝水的控制对节约能源具有十分重要的意义。干损系统必须能够及时处理断纸时的废纸,所以需要进行自动控制以满足实时快速的要求。
3.详细介绍了纸机干燥部DCS系统的构成和本课题所用的软硬件,并介绍了系统组态过程。
4.介绍了纸机干燥过程的常规控制及控制效果,指出其不足之处。通风系统的常规控制主要是热风的温度PID控制。供汽系统的常规控制主要是进汽压力、压差PID控制和闪蒸罐的液位PID控制。干损系统的常规控制主要是断纸联锁控制水阀和电机,常规的联锁控制是可以满足生产需求的。
5.详细介绍了专家控制理论和控制器设计原则,提出了纸机干燥部的专家控制系统应用方案,并在理论上进行仿真实验,证实其可行性。针对纸机断纸时各个部分均需调整,本系统应用专家控制规则,使整个干燥部可以根据车速和断纸信号自行判断应如何处理。另外,排送风量变频控制由于湿度与微差压具有严重的耦合,常规控制满足不了控制要求。根据排送风系统的人工调整特点,设计了专家控制器,使整个系统形成闭环,从而实现了温湿度和微差压自动控制。
6.通过仿真和实际表明了专家控制在纸机干燥部的实际应用效果,从而证实其方案的可行性和优越性。
纸机干燥部是纸机在投资上最为昂贵的部分。由于高能耗,它的运行费用也是最贵的。所以如何节能降耗是纸机干燥部一直以来最为关注的问题。本控制系统能够使自动化程度提高,对操作人员的要求降低;由于对“热”、“风”的控制使得整个系统干燥效率上升,能耗降低。经过现场验证,该算法具有很好的适应性,不需要数学模型,从而对纸机优化起到不可忽视的作用。