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| 将造纸和自动控制的专业技术有机结合 |
| 来源：中国仪器仪表大市场信息中心 时间：2008/7/24 浏览数：1653 【我要关闭】 |
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传统上讲，造纸机过程控制技术的进步主要来自过程控制公司。而今天，这种模式正在发生转变，今后造纸机过程控制技术的进步将更多的来自那些既有造纸机械制造经验又有自动控制经验的供应商。由美国加利福尼亚的英沛公司（Impact Systems Inc.）与德国机械制造商福依特苏尔寿合并所组成的福依特苏尔寿自动控制公司（VSA）就是这样的一家公司。
这家新组建的公司，在总裁Ken Ostrow先生的领导下，正在与其德国同行共同致力于开发一种“完美的造纸机”，其设计目标包括：减少纸张质量波动，无断纸，生产品种切换时间少于2分钟等。这些要求过于苛刻吗？对于今天的造纸机也许是，但对于明天的带有内置的各种专用传感器、各种控制功能和执行器的“智能型”造纸机来说就不是一件难事。
在谈到今后造纸机的技术方向时，福依特苏尔寿总裁Hans Muller先生说：“为了使我们的先进的造纸机发挥出所有的潜力，今后的技术发展必须与先进的传感器、执行器和控制系统实现完全的集成。”
携手走向成功
福依特苏尔寿与原英沛公司已经着手共同努力开发这种未来的造纸机及其控制系统。对于这个开发项目，Ostrow 先生说：“这两个工业巨人的技术的结合使得智能型造纸机达到一个前所未有的新水平成为可能。这种新水平只有将双方的在造纸工艺和自动控制方面的技术诀窍有机的融为一体才能实现，齐心协力是成功的一个重要的因素。”
朝着智能化造纸机的方向努力
作为朝着智能化造纸机的方向的进展之一，本文将着重介绍一个重要领域___横向定量的检测和控制。仅在这一领域内取得的一些重大进展就已使造纸机的运行效率和产品质量有了明显的改进。在具体介绍这些进展之前，让我们先一同看看现有的横向定量控制技术遇到的以下四个制约因素：
横向定量控制的制约因素
· 横向检测精度，即纸页横幅检测的精确度
· 检测滤波时间。传统的检测技术要用几次扫描的横幅数据来平均以补偿单次扫描的信号干扰。典型的扫描时间大约是24秒，这样，就延迟了120～150秒才能看到并控制横幅变化。
· 过程滞后时间。当测得有效横幅数据后，过程滞后时间包括从定量阀到网前箱的时间和从网前箱到扫描架的时间。
· 横向检测数据区间与横向执行器控制区间的精确定位。已经证明采用传统的技术不足以达到长期优化控制效果，即便是区间定位的微小误差都会造成横向控制效果减少30％。
经改进的横向定量控制
结合福依特苏尔寿发明的最新的自动控制产品，福依特苏尔寿自动控制公司能够减少和消除这些制约改善横向定量控制的因素
· 全新的固态硅（SST）定量传感器技术。这种第三代传感器使用一种快速、高效的硅传感器而不是沿用传统的干扰信号很大的电离室传感器来检测定量。其优点是，与传统的电离室传感器相比，信噪比改善了100％，检测速度提高了8倍。采用固态硅技术后，定量传感器能够检测100％的垂直辐射到传感器表面的贝塔射线，这使得固态硅传感器的效率比电离室传感器有大幅度的提高。每次扫描的检测结果都有足够高的统计精确度和分辨率。
· 检测精度对取得好的横向定量控制效果至关重要。固态硅定量传感器加上AdvantagePlus扫描架提供了精密、高统计精度的横幅检测，即使高速扫描时也不需要横幅滤波来补偿检测时的信号干扰。
· 检测区间与控制区间的精密定位对横向控制效果影响很大。Profilmatic横向控制新技术采用先进的统计技术对每个控制动作的横向频谱响应进行分析。虽然存在着对这些控制动作的干扰，尤其是来自工艺过程的干扰，但通过对数百次控制动作效果的分析，就可以保证连续和精确的动态定位。美国中西部的一家造纸厂采用这种控制算法后，使其现有的横向定量和水分执行机构的控制效果分别改善了56％和62％。
· 一个机械/自控结合的典范___福依特苏尔寿的带有Profilmatic MQ 控制系统的ModuleJet稀释网前箱。这种网前箱的每个稀释控制区都有一个单独的用于控制横向定量的稀释水控制阀。Profilmatic MQ增加了一个浓度传感器ConSense，这种传感器在网前箱制造时就直接预装在每个控制区的进浆管内，用于连续检测该管内的纸浆浓。根据ConSense检测到的浓度信号和SST检测到的实际定量值，控制系统不断地调节该控制区的浓度。控制区间的最小宽度可达38毫米。横向定量控制响应很快，基本上消除了控制滞后时间，因为浓度的检测和调节几乎是同时进行的。在网前箱使用浓度传感器不但能从源头上控制横向定量的波动，而且还能控制高频率的纵横向波动，这在过去是无法办到的。
控制的改善带来质量的改善和经济上的收益
对于纸业界来说，定量波动的改善所带来的种种效益是众所周知的，其中重要的两点是：纵横向定量的稳定能改善纸张质量的一致性，纸机运行效率的提高和更换品种时间的缩短能提高产量增加利润。
l 改善纸张质量的一致性
定量检测与控制策略的结合能显著改善产品的一致性。采用高精度高速度的定量传感器同时将控制滞后时间从10分钟左右缩短到10秒钟左右，改善了控制效果。由于这些快速控制是在网前箱实现的，其结果是不但极大地改善了横向定量控制，而且也改善了纵向定量的稳定性。当然，产品一致性的改善会带来产品竞争力的和用户满意度的提高。
l 更大的经济回报
机械/自控相结合的另一个优越性是投资效益好。更精确的定量检测和更短的控制滞后时间意味着切换品种或开车后正常出纸的时间更短。例如，有理由希望将切换品种的时间从8分钟缩短到2分钟以内。假设一个造纸厂每天更换3次品种，每年生产355天，那么很容易计算出每年就额外增加了146个小时，或6个生产日。
总结
改进横向定量控制仅仅是福依特苏尔寿自动控制公司不断进取，努力开发满足造纸行业需要的产品的一个缩影。毫无疑问，原英沛公司(Impact Systems Inc.)品种繁多的横向控制系统和在线检测控制系统也将与福依特苏尔寿强大的造纸工艺和设备技术、工业技术诀窍，专家队伍和各种资源融为一体，不断为造纸工业推出最新最先进的技术。 |
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