[其他]紙張定量水分微機自適應控制系統

無效

• 申請號: 87211659
• 申請日: 1987-08-10
• 公開（公告）號: CN87211659U
• 公開（公告）日: 1988-10-05
• 發明（設計）人: 繆爾康;袁著祉;肖功偉;鐘秀玲;唐西林
• 申請（專利權）人: 昆明工學院;云南大理造紙廠
• 主分類號: D21F5/06
• 分類號: D21F5/06
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 陳綺蘊

本實用新型涉及一種紙張定量、水分微機自適應控制系統，適用于造紙工業紙張的定量和水分的自動控制。其特征在于系統的控制方案采用具有不同時滯的多變量廣義最小方差自校正控制器（MIMO－STC），增加了前饋補償和積分器，全部參數參加辨識。系統主機選用INTEL86／330A微機；執行機構采用電動控制汽閥和自行研制的具有自動調節功能的紙漿閘閥；檢測儀表選用SCS－35β射線測厚儀和GUH－100紅外水分計。應用軟件是在iRMX－86實時操作系統的支持下，采用PL／M－86高級語言編制應用軟件四千余條，包括掃描架控制、采樣時間、參數估計及控制、更改參數，車速控制、顯示和打印等八個任務，管理軟件具有漢字打印報表和彩色圖形顯示功能。

造紙工業中紙張的定量和水分是影響成紙質量的兩個重要技術指標。目前多數中小造紙廠主要憑眼看手摸進行操作，致使產品質量很不穩定。常規的儀表控制效果較差。若從國外引進成套的用于造紙過程的計算機控制系統，投資太高，系統的維修及元器件更換都困難，管理報表、圖形顯示不能用漢字表示，操作工人使用不便。

本實用新型的目的是要提供一種能對紙張定量及水分進行自動控制的微機自適應控制系統，以達到提高成品質量，增加產量，降低消耗，節約能源，改善勞動條件，提高管理水平的效果。控制系統成本低廉，經濟效益顯著。

本實用新型是以如下方式完成的：紙張定量水分微機自適應控制系統的控制方案采用具有不同時滯的多變量廣義最小方差自校正控制器（MIMO－SIS），增加了前饋補償和積分器，選取紙漿閥和蒸汽閥作為控制變量，由于紙漿濃度和車速對系統輸出影響較大，故把中濃濃度和車速作為前饋變量，控制系統選用INTEL86／330A微型計算機，它是一個實時多任務計算機，采用多總線結構，配有iRMX－86實時多任務操作系統和PL／M語言，開發調試應用軟件方便，多總線結構使控制系統功能擴充十分方便。

摸擬量輸入／輸出通道選用DT700系列接口板，開關量輸入／輸出選用SBC556板，它們直接插在主機箱或擴展箱內的多總線插槽內。

為提高系統抗干擾性能，保證計算機控制系統正常運算，摸擬通道采用NKGL多通道摸擬信號隔離器。該儀器的特點是采用脈寬調制，光電隔離的工作方式，不僅有效的實現了輸入輸出信號之間的隔離，並可保證整個信號范圍內總誤差不大于0.4％。

為了解決定量水分的連續掃描檢測，自行研制了C形掃描架，有效行程2400mm；掃描速度5米／分，垂直振幅小于±0.5mm。自制的具有自動調節功能的紙漿閥具有結構簡單，死區小，響應快，精度高的特點，分辯率為1／200～1／400。

為同時滿足實時控制和生產管理的要求，除了配置CRT顯示器和寬行打印機外，還配有KVS－D高分辨智能彩色漢字圖形顯示控制板，分辨率為640×400，板上裝有國家標準漢字庫ROM芯片，存有近八千漢字，可繪制各種幾何曲線，並能實現整幅畫面的存儲和重置。

本系統閉環投運以來，運行穩定可靠，控制精度高。定量離差2σ＝0.695，水分離差2σ＝0.556。系統還具有良好的動態跟蹤性能和抗干擾性能。系統總投資約為二十萬元。將本實用新型用于年產9000噸80克牛皮紙的造紙廠年經濟效益為六十多萬元。

下面結合附圖對實用新型加以具體的描述：

圖1為紙張定量水分微機自適應控制系統總框圖

圖2為控制系統中C型掃描架示意圖。

參照控制系統總框圖：由成漿池進入混漿箱（1）的紙漿濃度為4％左右，兌水后從混漿箱（1）出來進入網前箱（2）的紙漿濃度為0.4％，網前箱（2）中的低濃度紙漿由堰口（3）噴出，在銅網（4）上成型，經滾筒壓榨機（5）脫水后，再通過烘缸（6）烘干即為成品紙卷。烘缸（6）中通入蒸汽，用改變汽閥的開度，改變蒸汽流量和缸內壓力。從而使烘缸（6）表面的溫度控制在需要值上，長網紙機和二十個烘缸用總軸傳動，驅動的直流電動機采用可控硅供電的雙閉環穩速系統，車速110～170米／分連續可調。

定量Y₁和水分Y₂的檢測頭安裝在C形掃描架上，而C形掃描架安裝在卷取機前面。紙機運行時，C型掃描架以5米／分的速度來回掃描，橫幅掃描一次采樣100個點，求其平均值，作為縱向分布的實測值與設定值比較，並按廣義最小方差控制策略計算系統的控制輸出uk₁和uk₂去改變漿閥和汽閥的閥門開度，使定量和水分維持在設定值上。