试探智能控制技术在制浆造纸生产中的应用

试探智能控制技术在制浆造纸生产中的
应用
摘要：在我国大多数化学生工生产业中，制浆造纸行业是重点发展工业之一。

因以往PID造纸技术现已无法精准计算当前的模拟参数与结构模型，因此一些造
纸企业都慢慢将PID控制技术替换成智能控制技术，借助计算机信息化技术对制
浆造纸过程中的各项参数实施收集处理，借助先进性的科学技术来控制造纸设备。

结合这些情况本文重点对智能控制技术在制浆造纸生产中的应用进行了深入的分
析与研究，望可以为造纸企业的快速发展提供相应的参考。

关键词：智能控制技术；制浆造纸生产；应用
引言
过去的PID控制技术不但难以确保造纸生产质量，而且造纸过程中所产生的
废弃物料也会对环境形成较大污染。

但是在造纸生产中应用智能控制技术，除可
以摆脱以往传统技术所存在的不足，还可提升造纸生产效率和生产纸质的质量。

所以，在造纸企业中应用智能控制技术是制浆造纸业未来的一个重要发展方向。

1.制浆生产环节中智能控制技术的有效应用
1.1洗涤环节的应用
在蒸煮后的浆料当中，会含有很多有机物与可溶性的无机物，经过洗涤，会
使纸浆更加稳定纯净，保证黑液浓度与提取率，也可称此过程为黑液提取过程。

如纸浆洗涤净度不够，除会形成化学药品直接损失，还会对提取率造成不利的影响，同时也会因碱性残留量大而降低纸浆白度和灰分含量。

洗涤设备通常都使用
的是洗涤池和真空洗涤机。

采用多段逆流的洗涤方式，这样可有效控制洗涤过程
中注水量，一般都是多台设备串联在一起来使用的，纸浆会规律性地流入各段设
备当中，而洗涤热水是从最后一段加入，产生的稀黑液逆流到前一段设备，以此
当作洗液来使用，如此逆流黑液会越来越浓，从第一段设备过滤出浓黑液，可将
这部分黑液送到碱回收工序，提高黑液回收利用率[1]。

1.2漂白环节的应用
漂白过程属于多指标、多变量的一个工艺过程，需要控制的指标和影响因素
都比较多，众多因素间存在很大的关联性。

为此不容易创建漂白指标和影响因素
机理模型。

但是神经网络与模糊集理集结均是存在于传统人工智能符号推理与传
统控制理论数值计算间的一种方法，可对操作人员实践经验实施总结与分析，由
此获得控制器控制规则与学习规范，同时基于此设计模糊神经网式控制器，使控
制过程实现智能化，可以静态解耦，充分提升系统整体性能。

并且还要与专家控
制技术、预测控制技术相搭配组合使用，这样能够获得最佳控制方式，并适合各
种控制对象[2]。

1.3蒸煮环节的应用
如想采用最环保的方式蒸煮出高质的纸浆，造纸企业需结合造纸原料和纸浆
的特点及机械设备实际情况来设置最理想的蒸煮方案。

现时期有的企业选择应用
智能化控制系统生产纸浆，此系统不但能够提高蒸煮效率，还能增大纸浆获得率，主要工作流程是：①采用数字化智能控制技术测量卡伯值参数值，之后借助卡伯
数值当作被调参数，由此构建控制系统。

②确定原材料种类与物理化学特性，在
造纸生产中所使用的原料化学特性避免不了一定会发生相应的改变，如此便需及
时测量与记录原料变化后的特性，因为蒸煮环节所用时间较长，而且较易测得，
如此便需利用智能控制系统检测确定滞后时间。

2.造纸生产环节中智能控制技术的有效应用
2.1纸料制备环节中的应用
利用机械来处理水内纸浆纤维，让其产生物理反应，由此满足质量要求，这
一过程被称作打浆过程，此环节应重点控制打浆度。

在配浆环节各资料的流量、
浓度和打浆度数值的变化，会让配比失去稳定性，最终造成断纸和水分定量过多
等问题。

借助Sugeno模糊推理来完成PID分层控制，创建流量过程模糊参数自
适应PID控制系统，同时输入打浆浓度、打浆流量、盘磨消耗电功率、打浆前浆
液打浆度、阀开度等数值，输出打浆后的浆液打浆度，由此创建BP神经网络模型，良好的控制打浆度参数。

对于打浆度不能在线检测的问题，可通过对打浆和
进浆浓度，进浆压力、流量、消耗电能、前后温差，打浆时间与原打浆参数间关
系等数值的分析，确定使用软测量技术控制最完美的打浆度。

另外还可通过构建
控制纸张张力的模型，并应用模糊推理，调整PID参数，由此对纸张张力进行控
制[3]。

2.2选纸质量环节中的应用
纸张质量问题主要包含纸张张力大小、纸张卷曲度、断纸问题等，这些问题
除会影响办公效率和办公质量以外，还会对造纸企业发展产生较大的影响。

为了
可以有效合理解决这类问题，便需积极地将智能控制技术应用于制浆造纸生产活
动中。

应先设置健全的神经网络模型系统，精准辨识纸张产品性质及特点，如：
纸张不透明性、纸张软硬度、纸张多孔性等相关问题。

其次，通过Lenz神经网
络模型来检测造纸生产过程中所出现的离线故障系统与造纸机械设备问题。

最后
开展实验分析，对实验分析数值和模型预测数值进行比对，精准计算造纸计算过
程所需的各类变量值，提高造纸过程中的数据计算技术，由此保证所生产纸张的
质量。

2.3纸浆抄造环节中的应用
因为纸面定量和水分两数值存在滞后性，而且非线性、耦合性较强，存在较
大的干扰性。

应用静态解耦法会将系统分解成定量和水分两个独立性的控制回路，把卡尔曼预测器应用于控制回路，可通过对多变量指标的合理优化，获得控制率
数值，同时结合Smith预测思想来对滞后时间部分给予合理补偿。

有一种全新的
神经网络建模法，就是应用人工神经网络技术，来对定量过程建模与控制，按照
纸机定量水分过程机理，采用前馈神经网络来构建一种神经网络自适应反馈方法，通过神经网建模与神经网控制来对纸张的水分和宣量进行控制，使其在规范范围
之内，提升定量表与水分表可靠性、稳定性，同时还具备超强的抗干扰性与自适
应性[4]。

2.4纸机干部环节中的应用
纸张通过纸机湿部处理以后，会进入到纸机干部流程，开始烘干处理。

如工
作环境的湿度和温度都无法满足机械设备运行时，纸张在烘干期间就会出现断纸
的情况，这样就会对造纸生产企业经济效益有效获得产生极不利的损害。

很多制
浆造纸企业若想提高纸张质量，应积极应用人工智能控制技术，大力开发和创新
智能化控制系统，基于此设计开始具备高效检测功能的智能化检测系统，此系统
的应用除可在纸机灰分控制环节控制灰分量，在对纸长实施烘干操作时，也可准
确检测机械设备运行过程中所存在的断纸和压力过大等异常问题，通过这样有效
提高制浆造纸企业整体生产效率[5]。

3.结语
总体来说，伴随制浆造纸生产中各种智能技术的广泛应用，我国的造纸业获
得了更好的发展。

现时期制浆造纸业变得更加环保节能，并且实现了控制自动化、生产高效化。

为了使智难化控制系统可以一直为造纸行业发展提供支持，造纸企
业需在选用智能控制技术的情况下，还需积极引进国内外一些先进的技术，不断
地完善和升级智能控制技术。

通过智能控制技术的应用促进我国制造纸业能够获
得可持续发展，并同时提高我国工业生产水平。

参考文献
[1]唐飞,夏陆岳,潘海天,等.智能控制技术在制浆造纸生产过程中的应用[J].轻工机械,2007,25(4):4.
[2]周开文.浅析智能控制技术在制浆造纸生产中的应用[J].商品与质
量,2018,(018):261.
[3]贾歆玮,田龙,唐艳军.智能PID控制技术在制浆造纸过程中的应用进展[J].纸和造纸,2020,39(2):5.
[4]李建伟,夏陆岳,孙小方,等.先进控制技术在制浆造纸过程中的应用[J].
轻工科技,2008,24(1):22-24.
[5]朱君君,冯毅.专家-模糊PID在制浆蒸煮控制系统中的应用[J].自动化与仪表,2010,25(1):34-37.。