提供了用于预测控制在纸浆厂处的粗浆处理的系统和方法。各种在线传感器产生代表相应过程特性的实际值的输出信号，所述过程特性的每一个直接或间接地受到对相对应的过程变量的调整的影响。控制器使用输出信号或相关测量数据以基于所预测的对相对应的过程变量的控制响应的影响为过程特性动态设定目标值。控制器进一步基于所检测的相应实际值和目标值之间的差异向与相应的过程变量相关联的致动器产生控制信号。示例性的粗浆洗涤控制系统可优化各种类型的粗浆洗涤配置，包括例如真空转鼓洗涤机、压实挡板洗涤机、化学洗涤机、直接置换式洗涤机和洗涤压机。还可实施基于云的分析和机器学习，以随时间改进控制算法。以随时间改进控制算法。以随时间改进控制算法。
Predictive control system and method for crude pulp washing treatment in pulp mill
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纸浆厂中的粗浆洗涤处理的预测控制系统和方法
[0001]本专利技术总体上涉及用于纸浆厂的控制系统和方法。更特别地，本专利技术涉及跨越多种潜在配置的粗浆(brown stock)洗涤的监督和独立(脱机，standalone)控制系统和方法。
技术介绍
[0002]纸浆厂中的常规粗浆洗涤系统被设计用于将纸浆与黑液分离。水在逆流洗涤系统中使用以促进从纸浆洗涤黑液。纸浆厂运营者(操作者)面临平衡改进的分离与使用水进行分离的成本的挑战。来自一系列因素(包括，例如，温度、pH、电导率、卡伯值(Kappa)、木材物种、稠度、夹带空气、纤维游离度、皂浓度、残留碱等)的过程可变性使得难以保持峰值洗涤效率。结果是效率降低，这导致更高的制造成本或来自更低生产速率的收入损失。
[0003]纸浆和纸工业中最常用的技术是被动的(反作用的，反应性的，reactive)。基于在最终洗涤阶段(段，级，stage)的滤液的电导率调整粗浆洗涤过程的喷淋流速。通过操作者手动调整洗涤机上的桶稀释率，以对洗涤机速度和/或桶水平(液位)进行进程(过程，course)控制。可基于生产速率按比例控制消泡剂和助滤剂，其中由操作者响应于桶水平、洗涤机速度和电导率的变化进行手动调整。
[0004]常规方法的一个固有限制是它们本质上是被动的。这些技术响应于洗涤系统平衡中的移动，并且常常依赖于手动操作者干预。本领域技术人员可领会，操作者在线进行的改变可实际上导致更多的过程变动。
[0005]将期望提供粗浆洗涤过程的全面过程控制，以允许基本上实时地或在任何给定的所选择时间主动(前作用的，proactive)控制粗浆洗涤系统。然而，粗浆洗涤过程固有的动态性质一直在传统上使预测分析和相关的过程校正极其困难和不可靠。
技术实现思路
[0006]根据如本文公开的各种实施方式，上述的粗浆洗涤过程的整体过程控制的目的通过如下而实现：保持各洗涤机的最优效率，从而导致更稳定的粗浆洗涤过程控制和改进的洗涤效率。
[0007]简而言之，本公开的系统和方法降低过程可变性并进一步优化关键操作参数，例如洗涤机速度、喷淋流量、稀释比率和化学进料(例如，消泡剂和助滤剂)。用于粗浆洗涤的示例性独立控制系统将传感(感测)装置(例如，夹带空气监测器)和控制器集成为单个数字支持包，该单个数字支持包可集成在纸浆厂的分布控制系统(DCS)中和/或与纸浆厂的分布控制系统一道(一起，alongside)实施。该控制系统的组件(部件，component)可包括控制器，夹带空气监测器和其它仪器，用于远程访问控制器的遥测技术(遥测仪，telemetry)，以及基于云的分析引擎，该分析引擎提供用于控制粗浆洗涤过程变量和化学添加剂的适应性算法。DCS可用于采集控制算法、消泡剂进料滑橇(skid)和助滤剂进料滑橇的输入。
[0008]粗浆洗涤控制系统和方法可优选地优化多种类型的粗浆洗涤配置，包括但不限于
具有真空转鼓洗涤机、压实挡板洗涤机、化学洗涤机、直接置换式洗涤机、水平带式洗涤机、压力扩散机和洗涤压机的系统。
[0009]在用于预测控制在纸浆厂处的粗浆处理的如本文公开的系统的特定实施方式中，配置多个在线传感器以产生代表相应过程特性的实际值的输出信号。例如，第一在线传感器产生代表第一过程特性的实际值的输出信号，该第一过程特性直接受到对至少第一过程变量的调整的影响，且第二在线传感器产生代表第二过程特性的实际值的输出信号，该第二过程特性直接受到对至少第二过程变量的调整的影响。第二过程变量至少间接地受到对第一过程变量的调整的影响。配置至少第一和第二致动器以分别调节第一和第二过程变量的实际值。控制器采集来自多个在线传感器的输出信号并确定与至少第一和第二过程特性的实际值对应的测量数据。控制器基于所预测的对至少第一过程变量和第二过程变量的对应控制响应的影响分别为第一过程特性和第二过程特性动态设定目标值。然后，控制器基于所检测的相应实际值和目标值之间的差异向与至少第一过程变量和第二过程变量的一个或多个相关联的致动器产生控制信号。
[0010]在前述实施方式的一个示例性方面中，相应的第一和第二过程变量的每一个具有对应的最佳范围或阈值水平。进一步基于最佳范围或阈值水平以及所预测的对至少第一过程变量和第二过程变量的对应控制响应对其的影响，分别为第一过程特性和第二过程特性动态设定目标值。
[0011]在另一个示例性方面中，用户界面(interface，接口)是与用户计算装置相关联地产生的，并且控制器提供与至少第一和第二过程特性的实际值对应的采集信号或测量数据以经由用户界面进行显示。用户界面可进一步使得用户能够规定分别与第一和第二过程变量对应的最佳范围或阈值水平的一个或多个。
[0012]在另一个示例性方面中，第一传感器可为配置成产生代表夹带空气水平作为第一过程特性的输出信号的夹带空气传感器(例如，由申请人提供的单元)，并且第一过程变量对应于消泡剂流速。
[0013]在另一个示例性方面中，第二传感器为配置成产生代表洗涤机速度作为第二过程特性的输出信号的洗涤机速度传感器，并且第二过程变量对应于桶稀释率。
[0014]第二传感器可替代地为配置成产生代表洗涤机速度作为第二过程特性的输出信号的洗涤机速度传感器，并且第二过程变量对应于消泡剂流速。
[0015]第二传感器可替代地为配置成产生代表洗涤机速度作为第二过程特性的输出信号的洗涤机速度传感器，并且第二过程变量对应于消泡剂泵速度和桶稀释率。
[0016]第二传感器可替代地为配置成产生代表到洗涤机的稀释流量作为第二过程特性的输出信号的流量计，并且第二过程变量对应于消泡剂泵速度。
[0017]在另一个示例性方面中，多个在线传感器进一步包括产生代表第三过程特性的实际值的输出信号的第三在线传感器，该第三过程特性直接受到对至少第三过程变量的调整的影响，并且第三过程变量至少间接地受到对第一和第二过程变量的调整的影响。控制器进一步基于所预测的对至少第一、第二和第三过程变量的对应控制响应的影响为第三过程特性动态设定目标值，并因而基于所检测的第三过程特性的实际值和目标值之间的差异向第三致动器产生控制信号。
[0018]在另一个示例性方面中：第一传感器产生代表夹带空气水平作为第一过程特性的
输出信号，并且第一过程变量对应于消泡剂流速；第二传感器产生代表洗涤机速度作为第二过程特性的输出信号，并且第二过程变量对应于桶稀释率；第三传感器为配置成产生代表液体固体水平作为第三过程特性的输出信号的液体固体计，并且第三过程变量对应于喷淋流速。
[0019]在其中系统进一步包括多个级联滤液罐以及对应的多个洗涤机和喷淋流的另一个示例性方面中，液体固体计与多个级联滤液罐中的第一滤液罐相关联地提供。控制器基于所检测的第三过程特性的实际值和目标值之间的差异，向第三致动器产生与第一洗涤机相关联的喷淋流速的控制信号。
[0020]在另一个示例性方面中，提供电导率传感器以测量实际电导率值，其中实际电导率值受到包括第一、第二和第三过程本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于预测控制纸浆厂处的粗浆处理的计算机实施的方法，该方法包括：经由第一在线传感器连续测量第一过程特性的实际值，该第一过程特性直接受到对至少第一过程变量的调整的影响；经由第二在线传感器连续测量第二过程特性的实际值，该第二过程特性直接受到对至少第二过程变量的调整的影响，其中该第二过程变量至少间接地受到对第一过程变量的调整的影响；基于所预测的对至少第一过程变量和第二过程变量的对应控制响应的影响分别为第一过程特性和第二过程特性动态设定目标值；以及基于所检测的相应实际值和目标值之间的差异对与至少第一过程变量和第二过程变量的一个或多个相关联的致动器产生控制信号。2.根据权利要求1所述的计算机实施的方法，其进一步特征在于：相应的第一和第二过程变量的每一个具有对应的最佳范围或阈值水平；以及进一步基于最优范围或阈值水平以及所预测的对至少第一过程变量和第二过程变量的对应控制响应对其的影响，分别为第一过程特性和第二过程特性动态设定目标值。3.根据权利要求1或2之一所述的计算机实施的方法，其进一步特征在于提供与至少第一和第二过程特性的实际值对应的采集信号或测量数据以经由用户界面进行显示。4.根据权利要求3所述的计算机实施的方法，其进一步包括使得用户能够经由用户界面和与其连接的通信网络规定分别对应于第一和第二过程变量的最佳范围或阈值水平的一个或多个。5.根据权利要求1至4任一项所述的计算机实施的方法，其进一步特征在于：第一传感器为配置成产生代表夹带空气水平作为第一过程特性的输出信号的夹带空气传感器，并且第一过程变量对应于消泡剂流速。6.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其进一步特征在于：第二传感器为配置成产生代表洗涤机速度作为第二过程特性的输出信号的洗涤机速度传感器，并且第二过程变量对应于桶稀释率和/或消泡剂流速。7.根据权利要求5所述的计算机实施的方法，其进一步特征在于：第二传感器为配置成产生代表到洗涤机的稀释流量作为第二过程特性的输出信号的流量计，并且第二过程变量对应于消泡剂泵速度。8.根据权利要求1至7任一项所述的计算机实施的方法，其进一步特征在于：多个在线传感器进一步包括配置成产生代表第三过程特性的实际值的输出信号的第三在线传感器，该第三过程特性直接受到对至少第三过程变量的调整的影响，第三过程变量至少间接地受到对第一和第...
【专利技术属性】
技术研发人员：MD施罗恩，S阿雷奥拉，RB怀特，R勒斯克，N布兰德伯格，
申请(专利权)人：巴克曼实验室国际公司，
类型：发明
国别省市：
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