用dcs控制纸的定量与定量

用dcs控制纸的定量与定量

纸张的数量增加会导致生产时间的损失，就像其他类型的纸一样。通过提高纸机生产速率以及减少损纸的再加工量会减少这些损失,从而会给工厂带来经济效益。一种减少生产时间损失的方法就是当需要改变定量时,对于新品种通过采用简单的质量守恒来提供操作设定点。这个点可以通过DCS在喂料前控制。对于没有DCS能力的纸机,操作员可以将浆流计量器在PC机上编成程序,从而帮助他们决定在哪里设定纸种改变的点。对于没有DCS能力或DCS能力有所限制的纸机而言,浆流计量器是一种经济而有效的方法。为了阐明执行标准操作规程的好处,包括浆料计流器,这里举了一个特种纸机的例子。通过执行这些规程后,这台纸机纸种变动所损失的时间减少了14%。1改变纸种时产生的定量波动在某厂纸机上进行了定量改变的最优化研究,生产出的纸定量变动范围为45-140g/m2。这台纸机生产机械浆特种纸。根据生产的纸种,定量的变动从每天几次到每周几次。在1996年的最后六个月,改变一个纸种所损失的时间平均为26.5分钟,每个月平均改变59次。在1997年,针对于纸种的改变,采用了一项重大的工程来减少改变纸种所损失的时间。改变纸种的一个重大的问题是在改变纸种的时间里产生了定量的间歇性波动。在生产高定量的纸种时,定量的波动是最糟糕的事,必须解决这一问题。这台纸机的DCS操作能力有所限制。当定量变动时,操作员手动输入新的设定点,主要依据他们个人上次生产纸种时,纸机运转的最后时间的设定值。这将导致不同的操作员给纸机输入不同的值。因此迫切需要有个标准方法来操作纸机,将会产生更优化的操作。2纸层参数的设置和测量的工作原理这个工程的关键一步是决定不同纸种的标准设定点。通过操作条件标准化来减少纸种范围内的变动。研究表明,当特种纸机上的筛网喂料压力低于规定的最小值时,通过筛网的浆流会变动,从而产生了定量的波动。采用标准设定点可以消除波动的根源,但是不能消除所有的定量波动。在标准设定点的研究中,发现特种纸机上有三个仪器校核不正确。在干燥部确定定量和水分的扫描仪在设定点校核准确了,但是离设定点较远的地方纤维/水之间的关系就不准确了。当纸页的水分相对于绝干定量保持常量不变时,DCS将会调整浆流及蒸汽设置,取代只是调整蒸汽的设置,而只调整蒸汽的设置会导致纸页定量和水分的波动。这样一来,仪器纤维/水之间的关系也得到了校正。对于较浓的浆料,浆料传送器已经被校核了,去除了不正常的范围。结果是浆料浓度趋势看起来十分稳定,但是大多数时间内仪器的读数都接近于上限。蒸汽压力计量器工作不正常。导致了水分控制问题。修理这些仪器的问题提高了纸机的稳定性。PC机安装在湿部操作员的操作台上帮助他们改变纸种。标准操作设定点设定在一个简单易得的Excel扩展表格中。系统将每一个定量设置在不同的制表位上,同时显示每一个纸种的所有设定点。标准操作设定点通过采用最优化设置提高了纸种改变的损失。最后的设定点需要纸机速度和浆流运行的不停变动,因此提高浆流估计的方法不只采用一个标准设定点。3纸种变动时的量分在造纸机上采用简单的质量守恒来预测定量改变后的新浆流设定点。当纸张的定量从一种变为另一种时,许多操作参数都改变了。湿部操作员控制着纸机速度及浆流。想要将这两者合二为一取决于浆料浓度和滤水性,这些参数随着时间而变动,但是如果在很短的时间内变动,可以认为是常量(可以认为损纸量保持常量不变)。这一信息被用来定义纸机周围一个简单的纤维质量平衡。纸机上的首次留着率取决于定量,浆料特性,助留系统,以及纸机的配置。在纸机上,当纸种变动时,对于同种浆生产不同定量的纸的情况下,建立模型最简单了。在这些条件下,一个简单的纤维质量守恒被发展用在特种纸机上来预测在设定的纸机车速新的定量下新的浆流需求。在这个模型中用了三种蒸汽,包括进入纸机的浆料蒸汽,干燥部烘干纸产生的蒸汽,以及过多的白水蒸汽。以下的假设用来建立质量守恒模型:·所有的损纸变动完全在纸种变动发生之前·通过变动时浆料中的细小纤维含量是常量·白水中浆料的损失量是生产率的百分比(x),只取决于纸幅的定量·湿部纸幅宽(W)是常量送入纸机的纤维=CFFF脱离纸机的纤维=成纸+白水中损失的纤维通过连续运算,我们得到:送入纸机的纤维=离开纸机的纤维,则有:考虑到浆料浓度,CF,当定量变动时是常量,需要的新的浆流可以通过以下的计算估计:其中:P作为下标代表目前的纸种条件,N作为下标代表新纸种条件。对于现代的DCS,质量守恒方程可以在DCS中编成程序,来自动改变纸种变动时需要的设入点。遗憾的是,许多被用来生产不同定量的纸机都非常小,并且很少有自动化。因此这些纸机没有足够大的能力来在商品市场上竞争。特种纸机的DCS没有能力来直接应用这个方程,因此它需要操作员手动输入新的浆流值。为确定这一信息,浆流计量器在Excel扩展表格中建立,在标准PC机上应用。4纸机的充放电管理对于更多的手动纸机一个解决办法就是在PC机上建立逻辑分析。通过在PC机上建立一个模型,操作员可以进入当前的操作环境,以及需要的纸种变化环境。PC程序然后可以计算出新的纸机设定点。操作员于是可以用这一信息来调整纸机。这个系统可以被认为和预测新浆流或者是更熟练的方法一样简单,包括计算新的速度,浆流,化学品加入量,以及蒸汽量,主要依据目前的操作和新纸种的目标。新浆流公式编成一个程序来预测新的浆流。这个程序会询问操作员目前的定量、纸机车速、以及浆流量。同时还会问他们希望改变到的新的定量目标和纸机车速。这个信息被用来预测新的浆流进入控制系统。加一个PC机,同时带一个简单的质量守恒计量器的程序比更新一个老的DCS或没有DCS要便宜得多。这个程序可以在比较老的PC机上应用,可用于不同版本的Excel。随着Excel最新版本的推出,更易于采用浆流计量器并且提供最优化的机会。5纸机和纸种的量限参数K(=W(1+x)=BW的函数)的值决定于纸机具体数据的分析。分析纸种变动前后的操作条件,从而来确定K值是定量的函数。不同纸机它会有所变动。K值可以通过下面的方法达到最优化,当纸机在生产一个纸种时,通过比较模型预测量以及最终的实际浆流需求量。对于研究所用的特种纸机,K在给定的定量下是首次留着率的函数(K=(首次留着率)2)。这个关系是通过测试不同的首次留着率函数来决定的,直到预测值和实际浆流量之间的平均误差减至最小。然而,在另外的一个纸机上,K不是定量的函数,产生了一个更简单的浆流、速度和定量之间的关系。因此,K在很大程度上取决于纸机和纸种。对于特种纸机,纸机上定量提高到一点,这点是最少出问题的参数点。当操作员手动操作浆流计量器,可以得到最优的结果,毕竟当采用损纸之后操作条件改变了,损纸的浓度和滤水速度不同于新纸。这些改变影响新浆流的计算,因为假设改变纸种时,浆浓保持常量是无效的。在特种纸机上采用浆流计量器及标准操作程序会减少改变纸种所损失的时间,从26.5-22.9分钟,减少了约14%。提高的14%可以用来合并所有的纸种改变。由于这项工作在程序上完成,不影响卡钳改变的时间,定量改变所损失的时间提高了14%还多。由于没有保留这些数据,提高的量只能在全部纸种变化中看到。6定量变动前后浆浓cf的含义对于特种纸机,在2004年末,当工厂再一次研究纸种改变时,发现浆流计量器预测新需求浆流量非常准确。工厂现