Способ автоматического управления процессом получения многокомпонентной бумажной массы

(й)5 О 21 С 7/12 НИЕ ИЗОБРЕТЕ СПИ К АВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРЬЬ 742509, кл. О 21 С 7/12, 1978.Щ СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНОЙ БУМАЖНОЙ МАССЫ(57) Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, а именно позволяет управлять процессом получениямногокомпонентной бумажной массы дляизготовления бумаги со сложным компезиИзобретение относится к способам автоматического управления процессом получения бумажной массы и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности при производстве марок бумаги со сложным композиционным составом, для которых, как правило, принципиальное значение имеет массовая доля золы (зольность),Известен способ автоматического управления композиционным составом волокнистой массы путем стабилизации расходов и объемных соотношений компонентов,Недостатком данного способа является то, что для задания весовых соотношений компонентов композиции, оператору необходимо вручную задать весовое соотношение основного компонента, что осуществляется на основе его субьективных,.Я 2, 1772273 А 1 ционным составом. Сущность изобретения состоит в том, что кроме измерения расхода и концентрации каждого компонента и общего расхода массы дополнительно определяют зольность каждого компонента, на основе измеренных значений концентраций и расхода компонентов рассчитывают общую зольность бумажной массы, по величине ее отклонения от заданного значения, а также в зависимости от определяемых технологическим регламентом массовых соотношений и удельной стоимости компонентов композиции бумажной массы рассчитывают условный расход сухих веществ компонентов композиции, затем определяют их заданное массовое соотношение, по величине которого регулируют зольность бумажной массы, 1 ил. представлении о технологическом процессе. Это приводит к тому, что возникают ситуации, когда не обеспечивается требуемое качество готовой продукции, кроме того; происходит необоснованное завышение расхода дорогостоящих компонентов.Известен также способ автоматического управления процессом получения бумажной массы, выбранный в качестве прототипа, в котором заданное соотношение расходов компонентов определяется автоматически.Необходимое весовое соотношение основного компонента- целлюлозы определяется следующим выражением: а 1(п 3= а 1(п - Ц+ Ь 1 Яп) - Ч(п - 1, (1) ч - скорость бумагоделательной маши1772273 Ь 1 - коэффициент (Ь 1 = 0,25 / м/мин ),и - шаг дискретности управления,Так же, как и в предыдущем способеуправления, необходимое весовое соотношение остальных компонентов перераспределяется в зависимости от основногодорогостоящего компонента по следующейзависимости: акп)- акп)-, (а 1 п)- а 1 п, (2)1 10 У = ао+ а 1 ХН; Хс -Ь 1 н= - н -где У - скорректированное значение кон 20 центрации,Хн - нормированное показание датчикаконцентрации,Ь 1, Ь 2 - нормировочные коэффициенты,Х - выходной сигнал с датчика концен 25 трации,ао, а 1 - адаптивно-настраиваемые коэффициенты модели.Коэффициенты модели рассчитываютсяпо следующим формулам:30 40 где Усп - значение концентрации на и-мшаге, рассчитанное по модели,Ус п) - значение концентрации на п-млаб.45 шаге, полученное лабораторным путем,А - настроечный коэффициент фильтрации (А = 0,5-0,7),у-настроечный коэффициент сходимости( у=1 - 2).50 Аналогично тому, как это делается впрототипе, модель датчика концентрации(3) может включать сигналы о контролируемых возмущениях (температуре массы, давлении, величине рН, скорости потока,55 вязкости и др.). При этом в процедуре адаптации коэффициентов модели в соответствии с формулами (4) меняется только числокоэффициентов.С учетом скорректированных показанийдатчиков концентрации и в зависимости от а = - 100, зад ЬХЬ 1=1 где К, ЗР,Р - количество компонентов композиции,Недостатком этого способа является необходимость и сложность определения настроечного коэффициента Ь 1 в формуле (1) при изменении режимов работы размалывающих аппаратов, напорного ящика, отсасывающих ящиков, изменении состояния сетки и др,Кроме того, данный способ неприемлем для бумаг со сложным композиционным составом, т.к, в нем не учитывается необходимость поддержания зольности бумаги на заданном уровне, в результате чего возможны недопустимые колебания этого параметра и удорожание конечной продукции.Целью изобретения является повышение качества готовой продукции за счет стабилизации зольности бумаги и снижение затрат на ее производство,Это достигается тем, что в известном способе дополнительно определяют зольность каждого компонента, затем, на основе определяемых технологическим регламентом весовых соотношений, измеренных значений концентрации и расхода компонентов композиции, рассчитывают общую зольность бумажной массы, после чего, в зависимости от определяемых технологическим регламентом значений весовых соотношений и стоимости компонентов композиции бумажной массы, определяют их заданное соотношение по следующей зависимости: где Ь - условная доля сухих веществ 1-го компонента бумажной массы, рассчитываемая из линейной системы уравнений методом Крамера, как отношение определителей системы уравнений, включающих вышеперечисленные параметры, обеспечивая при этом возможность управления зольностью бумажной массы и мини мизацию суммарной стоимости,Способ осуществляют следующим образом.Измеряют уровень в массном бассейне, расход и концентрацию каждого компонента. Затем, показания датчиков концентрации подвергают коррекции путем адаптации их математической модели по результатам лабораторных измерений.Модель датчика концентрации имеет вид аоп) = аоп-Ц+, (4)у(1+х)а 1 п) = а 1 п) +у(1+ХА) ЛУсп) =(1 - А) ЛУ и)+ А ЛУ п-Ц,ЛУп) = У" и) - Уп), 1772273(11) где 1-1, Р;А - определитель, получающийся из Л заменой 1-го столбца столбцом, составленным иэ свободных членов В (формула (10,Заданное соотношение каждого из компонентов композиции рассчитывается по формуле:(12)Не нарушая общности рассуждений,можно положить цо " 1 при этом значенияЬ приобретают смысл искомых весовых соотношений в долях единицы.На чертеже представлена схема осуществления способа,Позициями 1-7 обозначены потоки компонентов, составляющих композицию бумажной массы,8 - смесительный ящик,9 - массный бассейн,10 - машинный бассейн,10-17 - приводные механизмы, регулирующих заслонок,18-24 - датчики расхода,25 - 31 - датчики концентрации,32 - датчик уровня,33 - задание по зольности бумажноймассы,34 - зольность компонентов композиции бумажной массы,35 - удельная стоимость компонентовкомпозиции,36 - весовые соотношения компонентов, соответствующие технологичвскому регламенту,37 - задание по уровню в массном бассейне,38 - концентрация компонентов композиции, определяемая лабораторным путем,39 - блок управления расходом компонентов композиции,40 - блок определения суммарного расхора,41 - блок коррекции показаний датчиков концентрации,42 - блок расчета заданий по расходам,43 - блок расчета заданий по суммарному расходу в смесительный ящик,44 - блок расчета заданных весовых соотношений,45 - управляющее вычислительное устройство. Рассмотрим пример реализации способа применительно к процессу получения бумажной массы для бумаги-основыдекоративных облицовочных материалов.5 В этом случае в смесительный ящик 8подают семь компонентов:1 - хвойная целлюлоза,2 - лиственная целлюлоза,3 - брак,10 4 - скоп.5 - каолин,6 - меламино-формальдегиднэя смола,7 - суспензия красящей смеси пигментов,15 Иэ смесительного ящика 8 бумажнуюмассу подают в массный бассейн 9, послечего она поступает в машинный бассейн 10,По сигналам с датчиков расхода 18 - 24 вблоке 39 осуществляется расчет и выдача20 управляющих воздействий на приводныемеханизмы регулирующих заслонок 11 - 17,а в блоке 40 рассчитывается суммарный расход компонентов в смесительный ящик 8,В блоке 41 показания с датчиков концент 25 рации 25 - 31, с учетом результатов лабораторных анализов 38, подвергаются коррекции всоответствии с формулами (3) и (4),Далее, с учетом показаний датчикауровня 32. а также значений суммарного30 расхода и заданий по уровню 37, в блоке 43по формулам (6) рассчитывается задание посуммарному расходу компонентов в смесительный ящик.На основе рассчитанных в блоках 43 и35 44 заданий по суммарному расходу и весо-.вым соотношениям, а также с учетом скорректированных показаний датчиковконцентрации, в блоке 42 по формуле (5)рассчитывается задание по расходу компо 40 нентов.В блоке 44 по сигналам с датчиков расхода 18 - 24, а также с учетом задания позольности бумажной массы 33, зольностикомпонентов композиции 34, удельной сто 45 имости 35 и весовых соотношений, определяемых технологическим регламентом, поформуле (7) рассчитывается зольность бумажной массы, после чего из системы уравнений (9).по формуле (11) определяется50 условная для сухих веществ компонентовкомпозиции (Ь) и по формуле (12) рассчитывается их заданное весовое соотношение.При этом в управляющее вычислительное устройство 45 (чертеж) вручную вводят55 следующие параметры;задание по зольности бумажной массы;зольность компонентов композиции;удельная стоимость компонентов композиции;10 1772273 зад ЬХЬ100,оставитель В. Гнатенкехред М,Моргентал ектор Т. Пали Реда кто аз 3820 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С .113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45 изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 весовые соотношения, соответствующие технологическому регламенту;задание по уровню в массном бассейне;концентрация компонентов композиции, определяемая лабораторным путем. 5Все эти параметры вводят в устройство45 с помощью цифровой клавиатуры,Зольность каждого компонента композиции определяется путем лабораторногоанализа в соответствии с ГОСТ 7629 - 77. 10Формула изобретен ияСпособ автоматического управления процессом получения многокомпонентной бумажной массы, включающий измерениерасхода и концентрации каждого компонента, определение общего расхода массы, поступающей в массный бассейн, и измерениеуровня в нем, коррекцию концентрациикомпонентов бумажной массы по величинеотклонения от заданной величины и коррекцию заданного значения расхода каждогокомпонента, поступающего в массный бассейн, в зависимости от общего расхода иуровня массы, о т л и ч а е щ и й с я тем,что, с целью повышения качества готовой 25продукции и снижения затрат на его производство, определяют зольность каждогокомпонента, на основе измеренных значений концентрации и расхода компонентов рассчитывают общую зольность бумажной массы, по величине ее отклонения от заданного значения, а также в зависимости от определяемых технологическим регламентом массовых соотношений и удельной стоимости компонентов композиции бумажной массы рассчитывают условный расход сухих веществ компонентов композиции, затем определяют их заданное массовое соотношение по следующей зависимости; где Ь - Р Ус - условный расход сухих веществ 1-го компонента бумажной массы, рассчитываемый методом Крамера как отношение определителей линейной системы уравнений включающих вышеперечисленные параметры;Р - заданное значение расхода 1-го компонента композиции;Ус - скорректированное значение концентрации 1-го компонента;р - число компонентов композиции бумажной массы,