ABB有限公司AbhayAnand,Ramesh Satini,Abhijit Badwe 造纸机是一个高度复杂的工业系 统,包括大量高度相互关联的工艺。 一套典型的系统包括浆料制备区域, 不同来源的纸浆被分别精浆成性能一 致的纤维并优化游离度,将精浆过的 纸浆以适当的比例混合。然后在短循 环系统中,向纸浆中加入化学品和各 种填料,以确保纸张质量和强度参数 在合格范围内。根据需要,还可以加 入增白剂或着色剂。处理过的纤维在 网部均匀地分散在成形网上,通过重 力和真空排出水分。接下来,纸页在 压榨部经过一系列互相挤压的辊子, 湿部控制 国际造纸 56 使用ABB湿部控制(WEC)主动控制留着率并降低灰分 差异 可吸水毛布支撑和传递纸页,并实现 了进一步的脱水。在最后的干燥部 中,烘缸通过蒸汽加热,蒸发掉剩余 的水分,并形成厚度和平滑度均匀的 纸页。 如上所述,纸卷的形成涉及到一 系列高度复杂的工艺,其中的任何一 个错误都将导致纸幅的成形缺陷或者 强度降低,最终导致断纸或质量太差 的废品。为此,先进的过程控制功能 可以帮助监测和分析湿部工艺,从而 大幅减少停机时间,降低化学品的用 量,降低生产成本,同时增加产量。 案例分析 这个案例就是一座位于印度尼西 亚隶属世界最大的造纸集团旗下的纸 厂,以顶尖的技术生产各种优质纸制 品而闻名于世。 客户的目标是改善湿部稳定性、 降低产品差异、减少化学品用量并提 高机器运行性能,为了实现该目标实 施了MPC(模型预测控制)的策略(见 图1)。通过实施像MPC这样的先进控制 大多数工业 应用仍然局 限于主要采 用单输入单 输出控制的 被动控制 方案 图1.ABB的留着率管理控制架构。造纸机湿部包括添加两种不同的助留剂:聚合物和粘土。制定MPC策略是通过操纵4种不同的化学物质来 控制纸页灰分和白水的一致性。使用从造纸机上获得的分步测试数据估算所有模型。模型矩阵以及步骤响应如图2所示。 前馈变量 控制变量 灰分设定值 白水浓度设定值 流浆箱灰分 QCS 灰分 白水浓度 模式开关 QCS 设定值 扫描测量 聚合物 助留剂 1 助留剂 2 填料 QCS 输出 QCS测量值 800xA APC 执行器 QCS MD