提高定量测量精度和控制效果的研究

摘要

随着社会对纸产品的产量和质量要求的提高，各个造纸企业不断采用新的造纸工艺和设备，扩大纸机规模，提高纸机车速，以高纸张产量和产品质量。日益严重的世界性能源紧张和环保问题，迫使能耗大、污染严重的制浆造纸工业采用各种措施来减少污染、降低能耗，使得整个造纸生产过程变得越来越复杂，人工操作已很难保证达到要求的产品质量。因此，自动控制系统在造纸生产过程中发挥着越来越重要的作用。 纸张的定量和水分是纸张最重要的质量指标。实现对他们的精确测量和严格控制，能显著提高产品质量。本文在全面深入地总结国内外相关文献的基础上，对提高定量测量精度、控制效果以及QCS系统开发应用进行了研究，并重点对定量的测量原理，影响定量测量精度的因素，定量测量算法，影响定量测量精度因素测量及补偿算法，定量水分的解耦控制，定量的模糊自适应控制，STEP7软件下对现场控制站测量和控制程序进行了编写，WinCC环境下监控界面制作等若干理论和技术进行了深入的研究，主要完成了以下工作： 1、深入研究了定量测量原理，研究了几种不同定量测量方法的优缺点，并针对定量传感器设计关键技术进行了阐述。为提高测量精度，对影响定量测量精度的诸多因素，上下探头之间气隙温度、源温度、上下探头间各个方向距离等，一一作了分析和探讨，并给出了测量方法。 2、对各种定量测量算法进行了分析比较，根据实验数据得出了测量精度高、易于编程实现的测量算法，对影响定量测量精度的各种因素给出了补偿公式，给出了定量传感器工作曲线和测量公式系数确定方法，并叙述了在线定量测量计算方法。 3、本文对测控系统对象的特性进行了分析，对影响定量波动的因素进行了深入的研究，给出了造纸过程控制的特点，为测控系统精确测量和良好控制奠定理论基础。 4、通过介绍定量传递函数模型，用阶跃响应曲线法确定了传递函数的参数，分析定量过程的控制的特点，浓度、车速对定量、水分过程的影响，为后面的模糊自适应、解耦、前馈控制积累知识；采用静态解耦的方法进行解耦控制。 5、本文在Smith预估控制的基础上，应用模糊控制器原理，实现了定量模糊自适应Smith预估控制。 6、简述了QCS监控系统设计与实现，以及造纸车间的QCS系统、干燥部DCS和湿部之间的MPI、Profibus-DP双模式网络。 本项目在浙江金东纸业的实际应用中得到了良好的测量效果，相对国内QCS系统对纸板的测量有了明显的提高；模糊自整定的Smith预估控制效果较以往传统控制算法也体现出了良好的自适应、自整定能力，稳态精度和动态性能都比较令人满意。

目录

文摘

英文文摘

1.绪论

2.QCS系统构成

3.定量测量方法与原理

4.影响定量测量精度的因素及测量方法

5.定量测量算法及补偿公式

6.影响纸张定量控制效果的因素

7.定量控制算法

8.QCS监控系统实现及应用

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文目录及参与的项目与获奖情况

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