抄纸机的控制方法和控制装置制造方法及图纸

提供一种抄纸机的控制装置，即使在抄纸机中用短控制周期实施保留控制和纸中含灰率控制的情况下，也能通过简单而廉价的结构，避免因两种控制之间的相互干扰而产生的摆动等问题，从而能够高精度的控制保留和含灰率。因此，本发明专利技术的抄纸机（１）中，至少对湿部（２ａ）中的保留和纸中含灰率，用自动控制系统（３）实施控制。该自动控制系统（３），具备：实施所述保留的自动控制的反馈环路；实施纸中含灰率的自动控制的反馈环路；以及，用于消除所述两个反馈环路的相互干扰所带来的影响的、安装在所述两个反馈环路之间的退耦控制部（３０）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种抄纸机的控制方法和抄纸机的控制装置，具体来说，涉及抄纸机的湿部中的保留以及纸中含灰量的控制的改善。
技术介绍
近年来有这样一个技术动向，即在纸浆产业的抄纸机的操作过程中，在对产品品质有很大影响的湿部过程(wet part process)中加入保留控制(retention control)，并通过抄纸机湿部的稳定化实现操作性的改善和产品品质的提高。抄纸机的湿部过程中的保留，是指从抄纸机的网前箱(head box)喷到丝网部(wire part)的过滤丝网上的纸浆原料(主要是纸浆，包含灰分)在丝网上得到利用的原料比率，可用提供给网前箱的原料的浓度(CHB)、和经过丝网过滤后落入丝网下的白水仓中的白水的浓度(CWW)，通过下式近似计算得出。保留{(CHB-CWW)/CHB}×100％式1该保留值被作为判断抄纸机丝网部操作的好坏与否的一个重要指标，而作为一种方法，发现可以通过对微量添加于提供给到网前箱中的原料中的高分子利用率促进剂的添加流量进行微量增减，能够对保留加以控制。在保留控制中，虽然控制了该保留，但通常使用白水浓度(CWW)的变化作为保留的监视端。也即，在保留控制中，采用如下控制形态，即利用通过设置在抄纸机的湿部中的特殊的浓度传感器在线测得的白水浓度(CWW)、而不使用式1中的保留值本身，在对丝网白水的全体浓度的状态进行监视的同时，对利用率促进剂的添加流量进行增减(参照非专利文献2、3、4)。此外，这里，不使用保留值本身而使用白水的全体浓度，是基于以下一些理由，即如将白水的全体浓度保持一定，则保留也能保持一定；而且，即使将保留值保持一定，当提供给网前箱中的原料的浓度(CHB)和白水浓度(CWW)以相同比率同时增大时，若以式1为指标，则保留值在表面上被计算为稳定的定值，无法实现湿部的稳定化，等等。如上所述，保留控制是对从网前箱提供给丝网部上的纸浆原料的利用率进行调整的控制，通过构成用特殊的低浓度计在线测量从丝网部流下的白水的全体浓度、并令该值和预先设定的目标值一致地增减添加在纸浆原料中的利用率促进剂的添加量的反馈控制环路，来加以实施。而且作为通例，在该控制环路中设置PID调节计(控制器)，利用该调节计用PI控制(比例动作控制+积分动作控制)等来实现(例如，参照非专利文献2、3)。该PID调节计，也多用于化工厂还有造纸厂的过程控制的控制环路中，被作为基本形式使用的是通过安装在控制端的传感器在线测量想加以控制的温度和流量等状态量，当该测量值和目标值之间产生偏差时，将用PID调节计计算得到的大小的操作(控制)信号，输出给例如蒸汽阀或流量阀等的操作端，并通过反馈控制以单环路的形式一对一地进行控制。在最近的大型工厂中，大量的(几百到几千个环路)这种控制环路被安装在中央控制室的DCS(Distributed Control System分布控制系统)中，将实际的工厂在线集中来进行控制。另一方面，为了在用抄纸机制造的纸产品中，改善表面特性和印刷适应性，给纸的每个品种按照处方规定量混合了0～20％左右的碳酸钙或滑石粉等灰成分，而这被作为生产时的纸中含灰率加以管理。在抄纸机中，为了将成为产品的纸的含灰率保持为规定值，一直以来采用BM计(BasisWeight and Moisture Measurement Sensors基础重量和湿度测量传感器)实施含灰率控制。该含灰率控制，通过构成用BM计在线测量纸中的含灰率并调节往纸浆原料中添加的灰分(ash)的添加量以使该测定值和目标值一致的反馈控制环路，来加以实现。迄今为止采用的是使用用于使用了该BM计的含灰率控制的反馈控制环路、和用于使用了低浓度计的保留控制的反馈控制环路，并通过这些控制环路，对含灰率和保留(丝网部的白水浓度)分别独立地进行控制的方式。特开平10-325092号公报Mike Kosonen、Calvin Fu、Seyhan Nuyan、Risto Kuusisto、TaistoHuhtelin(Metso Automation)Narrowing gap between theory and practiceMill experiences with multi-variable predictive control、Control Systems 2002Proceedings(2002)，pp.54-pp.59Kortelainen、Nokelainen等优秀工厂中的最新的保留、监视系统的应用、纸浆技术协会杂志、43-7(1989)，pp.39-pp.45Jukka Nokelainen、Timo Rantala、Pasi TarhonenPractical experiencesof the wet end consistency control、Pira、1(1992)森、加来、末田、水野、饭尾、山田对应于多品种生产的抄纸机丝网部的保留控制、纸浆技术协会杂志、2月(2002)，pp.86-pp.95但是，如上所述，当同时实施保留控制和含灰率控制时，会发生如下问题两种控制会产生相互干扰，在含灰率控制中控制端中发生摆动(hunting)导致含灰率变化较大，反而降低了稳定性。另外，在要保持定值的保留控制中，有时也会出现白水的全体浓度不稳定之类的问题。因此，当同时执行所述两种控制时，无法获得希望的控制效果，依情况不同可能还会出现相反效果，导致产品品质低下。因为迄今为止在保留控制中，必须主要使用国外开发的价格昂贵的特殊传感器，所以在国内正式研究该保留控制是最近的事。如上所述，保留控制和含灰率控制之间会发生相互干扰的问题几乎不为人知。即便是在保留控制技术先进的国外的抄纸机过程中，虽然从以前就意识到会产生这种相互干扰的问题，但似乎未被看作问题而加以重视。实际上，国外也是在2001年以后才认识到该相互干扰的问题并开始采取对策(例如，参照非专利文献1)。另外，即使是在重视相互干扰的问题的现在，作为其对策，也只有当相互干扰的程度(大小)较轻时，忽略该干扰量，分别作为独立的控制环路来照常实施控制；另外，即使在发生稍明显的相互干扰的情况下，也就是通过整体减小PID调节计的调节参数、或仅调弱一方的环路，以防止过程变得不稳定导致发生不良情况，即通过消极的对策避免相互干扰的影响来加以应对。另一方面，针对多个控制环路之间的相互干扰问题，报告的有如下研究使用被称为模型预测控制的多变量控制，积极消除相互干扰来应对(例如，参照非专利文献1)。使用该模型预测控制的方法，不仅对纸中含灰率和保留的相互干扰、还对过程中其他许多的变量之间的相互干扰所带来的不良影响高精度且综合性地实施消除。该控制方法复杂，要导入系统需要大量成本。与此相关，专利技术人提出了，将利用率促进剂添加率的变化持续较长时间的这种控制方式(将利用率促进剂添加量持续30分钟左右斜坡状改变的控制方式)。其原因是，因过去用短周期、使用PID调节计实施利用率促进剂添加率的增减控制，纸制品的质地(单位纸重的变动)会否恶化令人担忧。而由于本方式为一种平缓的控制方式，因此这种情况下，在保留控制和纸中含灰率控制间，不会发生上述那种相互干扰(例如，参照专利文献1、非专利文献4)。然而，现在要求的是，用短周期频繁地实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抄纸机的控制方法，在抄纸机中至少对湿部中的保留和纸中含灰率通过自动控制来进行控制，其特征在于：通过在实施所述保留的自动控制的反馈环路、和实施纸中含灰率的自动控制的反馈环路之间，设置退耦控制功能，来消除两组环路的相互干扰所造成的影 响。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：森芳立，今井直树，原良信，西村伦明，平田良彦，土田弘志，泷山吉宏，相马治子，
申请(专利权)人：王子制纸株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]