用dcs控制紙的定量與定量

用dcs控制紙的定量與定量

紙張的數(shù)量增加會導(dǎo)致生產(chǎn)時間的損失，就像其他類型的紙一樣。通過提高紙機生產(chǎn)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(jīng)濟效益。一種減少生產(chǎn)時間損失的方法就是當(dāng)需要改變定量時,對于新品種通過采用簡單的質(zhì)量守恒來提供操作設(shè)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(shè)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(jīng)濟而有效的方法。為了闡明執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)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(zhí)行這些規(guī)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(chǎn)生的定量波動在某廠紙機上進行了定量改變的最優(yōu)化研究,生產(chǎn)出的紙定量變動范圍為45-140g/m2。這臺紙機生產(chǎn)機械漿特種紙。根據(jù)生產(chǎn)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(chǎn)生了定量的間歇性波動。在生產(chǎn)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(dāng)定量變動時,操作員手動輸入新的設(shè)定點,主要依據(jù)他們個人上次生產(chǎn)紙種時,紙機運轉(zhuǎn)的最后時間的設(shè)定值。這將導(dǎo)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(biāo)準(zhǔn)方法來操作紙機,將會產(chǎn)生更優(yōu)化的操作。2紙層參數(shù)的設(shè)置和測量的工作原理這個工程的關(guān)鍵一步是決定不同紙種的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定點。通過操作條件標(biāo)準(zhǔn)化來減少紙種范圍內(nèi)的變動。研究表明,當(dāng)特種紙機上的篩網(wǎng)喂料壓力低于規(guī)定的最小值時,通過篩網(wǎng)的漿流會變動,從而產(chǎn)生了定量的波動。采用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)定點的研究中,發(fā)現(xiàn)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(shè)定點校核準(zhǔn)確了,但是離設(shè)定點較遠的地方纖維/水之間的關(guān)系就不準(zhǔn)確了。當(dāng)紙頁的水分相對于絕干定量保持常量不變時,DCS將會調(diào)整漿流及蒸汽設(shè)置,取代只是調(diào)整蒸汽的設(shè)置,而只調(diào)整蒸汽的設(shè)置會導(dǎo)致紙頁定量和水分的波動。這樣一來,儀器纖維/水之間的關(guān)系也得到了校正。對于較濃的漿料,漿料傳送器已經(jīng)被校核了,去除了不正常的范圍。結(jié)果是漿料濃度趨勢看起來十分穩(wěn)定,但是大多數(shù)時間內(nèi)儀器的讀數(shù)都接近于上限。蒸汽壓力計量器工作不正常。導(dǎo)致了水分控制問題。修理這些儀器的問題提高了紙機的穩(wěn)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(biāo)準(zhǔn)操作設(shè)定點設(shè)定在一個簡單易得的Excel擴展表格中。系統(tǒng)將每一個定量設(shè)置在不同的制表位上,同時顯示每一個紙種的所有設(shè)定點。標(biāo)準(zhǔn)操作設(shè)定點通過采用最優(yōu)化設(shè)置提高了紙種改變的損失。最后的設(shè)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(biāo)準(zhǔn)設(shè)定點。3紙種變動時的量分在造紙機上采用簡單的質(zhì)量守恒來預(yù)測定量改變后的新漿流設(shè)定點。當(dāng)紙張的定量從一種變?yōu)榱硪环N時,許多操作參數(shù)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(shù)隨著時間而變動,但是如果在很短的時間內(nèi)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(zhì)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(tǒng),以及紙機的配置。在紙機上,當(dāng)紙種變動時,對于同種漿生產(chǎn)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(zhì)量守恒被發(fā)展用在特種紙機上來預(yù)測在設(shè)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(chǎn)生的蒸汽,以及過多的白水蒸汽。以下的假設(shè)用來建立質(zhì)量守恒模型:·所有的損紙變動完全在紙種變動發(fā)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(chǎn)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(xù)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(dāng)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(biāo)代表目前的紙種條件,N作為下標(biāo)代表新紙種條件。對于現(xiàn)代的DCS,質(zhì)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(shè)入點。遺憾的是,許多被用來生產(chǎn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)PC機上應(yīng)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(dāng)前的操作環(huán)境,以及需要的紙種變化環(huán)境。PC程序然后可以計算出新的紙機設(shè)定點。操作員于是可以用這一信息來調(diào)整紙機。這個系統(tǒng)可以被認為和預(yù)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(xué)品加入量,以及蒸汽量,主要依據(jù)目前的操作和新紙種的目標(biāo)。新漿流公式編成一個程序來預(yù)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(biāo)和紙機車速。這個信息被用來預(yù)測新的漿流進入控制系統(tǒng)。加一個PC機,同時帶一個簡單的質(zhì)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(yīng)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(yōu)化的機會。5紙機和紙種的量限參數(shù)K(=W(1+x)=BW的函數(shù))的值決定于紙機具體數(shù)據(jù)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(shù)。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(yōu)化,當(dāng)紙機在生產(chǎn)一個紙種時,通過比較模型預(yù)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(shù)(K=(首次留著率)2)。這個關(guān)系是通過測試不同的首次留著率函數(shù)來決定的,直到預(yù)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(shù),產(chǎn)生了一個更簡單的漿流、速度和定量之間的關(guān)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(shù)點。當(dāng)操作員手動操作漿流計量器,可以得到最優(yōu)的結(jié)果,畢竟當(dāng)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù),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(dāng)工廠再一次研究紙種改變時,發(fā)現(xiàn)漿流計量器預(yù)測新需求漿流量非常準(zhǔn)確。工廠現(xiàn)