用dcs控制紙的定量與定量

紙張的數量增加會導致生產時間的損失，就像其他類型的紙一樣。通過提高紙機生產速率以及減少損紙的再加工量會減少這些損失,從而會給工廠帶來經濟效益。一種減少生產時間損失的方法就是當需要改變定量時,對于新品種通過采用簡單的質量守恒來提供操作設定點。這個點可以通過DCS在喂料前控制。對于沒有DCS能力的紙機,操作員可以將漿流計量器在PC機上編成程序,從而幫助他們決定在哪里設定紙種改變的點。對于沒有DCS能力或DCS能力有所限制的紙機而言,漿流計量器是一種經濟而有效的方法。為了闡明執行標準操作規程的好處,包括漿料計流器,這里舉了一個特種紙機的例子。通過執行這些規程后,這臺紙機紙種變動所損失的時間減少了14%。1改變紙種時產生的定量波動在某廠紙機上進行了定量改變的最優化研究,生產出的紙定量變動范圍為45-140g/m2。這臺紙機生產機械漿特種紙。根據生產的紙種,定量的變動從每天幾次到每周幾次。在1996年的最后六個月,改變一個紙種所損失的時間平均為26.5分鐘,每個月平均改變59次。在1997年,針對于紙種的改變,采用了一項重大的工程來減少改變紙種所損失的時間。改變紙種的一個重大的問題是在改變紙種的時間里產生了定量的間歇性波動。在生產高定量的紙種時,定量的波動是最糟糕的事,必須解決這一問題。這臺紙機的DCS操作能力有所限制。當定量變動時,操作員手動輸入新的設定點,主要依據他們個人上次生產紙種時,紙機運轉的最后時間的設定值。這將導致不同的操作員給紙機輸入不同的值。因此迫切需要有個標準方法來操作紙機,將會產生更優化的操作。2紙層參數的設置和測量的工作原理這個工程的關鍵一步是決定不同紙種的標準設定點。通過操作條件標準化來減少紙種范圍內的變動。研究表明,當特種紙機上的篩網喂料壓力低于規定的最小值時,通過篩網的漿流會變動,從而產生了定量的波動。采用標準設定點可以消除波動的根源,但是不能消除所有的定量波動。在標準設定點的研究中,發現特種紙機上有三個儀器校核不正確。在干燥部確定定量和水分的掃描儀在設定點校核準確了,但是離設定點較遠的地方纖維/水之間的關系就不準確了。當紙頁的水分相對于絕干定量保持常量不變時,DCS將會調整漿流及蒸汽設置,取代只是調整蒸汽的設置,而只調整蒸汽的設置會導致紙頁定量和水分的波動。這樣一來,儀器纖維/水之間的關系也得到了校正。對于較濃的漿料,漿料傳送器已經被校核了,去除了不正常的范圍。結果是漿料濃度趨勢看起來十分穩定,但是大多數時間內儀器的讀數都接近于上限。蒸汽壓力計量器工作不正常。導致了水分控制問題。修理這些儀器的問題提高了紙機的穩定性。PC機安裝在濕部操作員的操作臺上幫助他們改變紙種。標準操作設定點設定在一個簡單易得的Excel擴展表格中。系統將每一個定量設置在不同的制表位上,同時顯示每一個紙種的所有設定點。標準操作設定點通過采用最優化設置提高了紙種改變的損失。最后的設定點需要紙機速度和漿流運行的不停變動,因此提高漿流估計的方法不只采用一個標準設定點。3紙種變動時的量分在造紙機上采用簡單的質量守恒來預測定量改變后的新漿流設定點。當紙張的定量從一種變為另一種時,許多操作參數都改變了。濕部操作員控制著紙機速度及漿流。想要將這兩者合二為一取決于漿料濃度和濾水性,這些參數隨著時間而變動,但是如果在很短的時間內變動,可以認為是常量(可以認為損紙量保持常量不變)。這一信息被用來定義紙機周圍一個簡單的纖維質量平衡。紙機上的首次留著率取決于定量,漿料特性,助留系統,以及紙機的配置。在紙機上,當紙種變動時,對于同種漿生產不同定量的紙的情況下,建立模型最簡單了。在這些條件下,一個簡單的纖維質量守恒被發展用在特種紙機上來預測在設定的紙機車速新的定量下新的漿流需求。在這個模型中用了三種蒸汽,包括進入紙機的漿料蒸汽,干燥部烘干紙產生的蒸汽,以及過多的白水蒸汽。以下的假設用來建立質量守恒模型:·所有的損紙變動完全在紙種變動發生之前·通過變動時漿料中的細小纖維含量是常量·白水中漿料的損失量是生產率的百分比(x),只取決于紙幅的定量·濕部紙幅寬(W)是常量送入紙機的纖維=CFFF脫離紙機的纖維=成紙+白水中損失的纖維通過連續運算,我們得到:送入紙機的纖維=離開紙機的纖維,則有:考慮到漿料濃度,CF,當定量變動時是常量,需要的新的漿流可以通過以下的計算估計:其中:P作為下標代表目前的紙種條件,N作為下標代表新紙種條件。對于現代的DCS,質量守恒方程可以在DCS中編成程序,來自動改變紙種變動時需要的設入點。遺憾的是,許多被用來生產不同定量的紙機都非常小,并且很少有自動化。因此這些紙機沒有足夠大的能力來在商品市場上競爭。特種紙機的DCS沒有能力來直接應用這個方程,因此它需要操作員手動輸入新的漿流值。為確定這一信息,漿流計量器在Excel擴展表格中建立,在標準PC機上應用。4紙機的充放電管理對于更多的手動紙機一個解決辦法就是在PC機上建立邏輯分析。通過在PC機上建立一個模型,操作員可以進入當前的操作環境,以及需要的紙種變化環境。PC程序然后可以計算出新的紙機設定點。操作員于是可以用這一信息來調整紙機。這個系統可以被認為和預測新漿流或者是更熟練的方法一樣簡單,包括計算新的速度,漿流,化學品加入量,以及蒸汽量,主要依據目前的操作和新紙種的目標。新漿流公式編成一個程序來預測新的漿流。這個程序會詢問操作員目前的定量、紙機車速、以及漿流量。同時還會問他們希望改變到的新的定量目標和紙機車速。這個信息被用來預測新的漿流進入控制系統。加一個PC機,同時帶一個簡單的質量守恒計量器的程序比更新一個老的DCS或沒有DCS要便宜得多。這個程序可以在比較老的PC機上應用,可用于不同版本的Excel。隨著Excel最新版本的推出,更易于采用漿流計量器并且提供最優化的機會。5紙機和紙種的量限參數K(=W(1+x)=BW的函數)的值決定于紙機具體數據的分析。分析紙種變動前后的操作條件,從而來確定K值是定量的函數。不同紙機它會有所變動。K值可以通過下面的方法達到最優化,當紙機在生產一個紙種時,通過比較模型預測量以及最終的實際漿流需求量。對于研究所用的特種紙機,K在給定的定量下是首次留著率的函數(K=(首次留著率)2)。這個關系是通過測試不同的首次留著率函數來決定的,直到預測值和實際漿流量之間的平均誤差減至最小。然而,在另外的一個紙機上,K不是定量的函數,產生了一個更簡單的漿流、速度和定量之間的關系。因此,K在很大程度上取決于紙機和紙種。對于特種紙機,紙機上定量提高到一點,這點是最少出問題的參數點。當操作員手動操作漿流計量器,可以得到最優的結果,畢竟當采用損紙之后操作條件改變了,損紙的濃度和濾水速度不同于新紙。這些改變影響新漿流的計算,因為假設改變紙種時,漿濃保持常量是無效的。在特種紙機上采用漿流計量器及標準操作程序會減少改變紙種所損失的時間,從26.5-22.9分鐘,減少了約14%。提高的14%可以用來合并所有的紙種改變。由于這項工作在程序上完成,不影響卡鉗改變的時間,定量改變所損失的時間提高了14%還多。由于沒有保留這些數據,提高的量只能在全部紙種變化中看到。6定量變動前后漿濃cf的含義對于特種紙機,在2004年末,當工廠再一次研究紙種改變時,發現漿流計量器預測新需求漿流量非常準確。工廠現