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模糊PID用于卫生纸机烘缸进出口差压控制

类别:国内新闻 发表于:2019-3-5 14:40:16   共被阅读过 835

 

浆纸技术 报道:

烘缸转动内部会形成冷凝水环,水环的导热系数仅是铸铁导热系数的1 /87,这必将加大蒸汽与烘缸间的热阻,导致烘缸干燥效率下降及纸张干燥不均,烘缸进出口差压数值能够表征烘缸工作状态是否正常。

美国Gardner公司率先采用吹贯蒸汽控制方式,在闪蒸罐蒸汽出口管道水平位置上安装孔板来对这部分蒸汽流速()进行测量,并通过控制排汽阀和热泵开度将孔板两侧差压控制在一个适当的数值,即保持一定的蒸汽流速或流量,从而通过控制吹贯蒸汽的量来确保烘缸不积水。由于这一控制策略相对复杂、且受专利保护、价格相对昂贵等缺点,影响了其推广应用。

因此,笔者设计了一种基于模糊PID控制算法的烘缸进出口差压控制方案,在保证烘缸不积水的前提下降低投资成本;并通过实际运行效果证明本控制方案的有效性。

1卫生纸机差压控制原理


卫生纸机差压控制回路主要包括扬克烘缸、流量调节热泵、闪蒸罐等,工艺流程如图1所示。

2控制效果仿真比较

2.1阶跃响应性能比较


在单位阶跃响应下,3种控制系统的动态性能指标如表5所示。

2.2抗干扰性比较


3种控制系统在干扰作用下的动态性能指标如表6所示。

从表6中可以看出,3种控制系统均可以再次回到平稳状态, Fuzzy PID在干扰过程中再次达到稳定的时间较短,且过渡较为平稳,因此Fuzzy PID控制具有较好的抗干扰性能和跟踪性能。

2.3鲁棒性比较


3种控制系统的动态性能指标如表7、表8所示。

通过比较可以看出,在模型参数失配情况下,Fuzzy PID仿真曲线明显具有调整时间短、超调量小的优点,可见Fuzzy PID控制系统的鲁棒性更强。

3实际应用效果

现场利用红外测温仪器测得烘缸表面横幅温度也比较均匀(依次为操作侧至传动侧)(如表9所示),表明烘缸没有积水。通过调节热泵开度不仅能够将烘缸进出口差压很好地控制在30-50kPa之间,控制效果良好。因此本课题提出的烘缸进出口差压控制方案是可行的和有效的,能够达到确保扬克烘缸长期运行不积水的目的。

4结论

本课题提出一种基于模糊PID控制烘缸进出口差压的方法,通过调节热泵开度能够将差压很好地控制在一定范围内波动。模糊PID控制响应速度更快,抗干扰性和鲁棒性更好。实际运行效果表明,通过调节热泵开度不仅能够很好地将差压控制在一定范围内平稳波动,满足工程的实际需要,还能显著提高二次蒸汽的利用效率,具有较好的应用价值。

   

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