根据当前液位得到 1 个液位控制系数, 再按此系数计
算各路浆的添加量。由图 3 可看出, 浆位控制系数共
分为 4 段, 浆位越低, 控制系数越大, 浆的加入速度
也就越快, 从而快速提高浆 池液位。同理, 浆位越
高, 控制系数越小, 浆的加入也就越慢。此外, 在第

1 段 和第 4 段的 斜坡较陡, 使 得浆料加入量 变化较

快, 目的要使浆位快速回到控制区域。中间 2 段较为
平稳, 其液位变化对加入浆池浆料的流量影响不会很
大, 这个区域也是浆池液位控制的理想区域。在实际
应用中, 每个段的折点值可在线调节, 以得到理想的
液位控制。

图 3

液位斜坡控制示意图

另外, 从图 3 可知, 4 段斜坡就是 4 段直线, 由

它们的折点可得到 4 段直线的斜率和截距, 再根据当
前液位量便很容易计算出控制系数。

1 2

浆料配比串级控制

本控制系 统由操 作人 员输入 各路 浆的 配比 量,

用液位斜坡计算得到的液位控制系数结合 PID 算法,
对浆流 量 进行 串 级控 制, 从 而实 现 浆料 的 配比 控
制。

浆料配比控制有 3 种控制状态可供选择: 串级控

制、自动控制、手动控制。手动控制, 由操作人员给
出输出值, 即直接控制阀门开度; 自动控制, 由操作
人员输入流量给定值, 通过 PID 算法控制输出值; 串
级控制, 由计算机计算流量给定值, 再由 PID 算法控
制输出值, 给定值的计算结果就是由各路浆的配比量
和液位控制系数得到的。自动和手动控制时, 无法精
确控制浆料配比量, 也无法控制浆池液位, 只有串级
控制才能实现浆料的配比量和浆池液位精确而稳定的

控制( 见图 4) 。

控制系统实现了控制状态的无扰动切换, 操作人

员可根据需要进行切换。在串级控制或自动控制状态

时, 当某路浆流量信号出现故障, 该路浆的流量控制
自动切换为手动状态, 因为此时无法投入 PID 控制;
串级控制时, 若浆池液位信号出现故障, 将切换为自

图 4 浆料配比控制框图

动控制状态, 因为此时无法 计算液位控制 系数。此

外, 计算给定值时要用到各路浆的浓度值, 在浓度信
号故障时, 将使用实验室浓度值进行计算。串级控制
时, 浆料给定值的计算过程为:

∀ 根据成浆池液位得到液位控制系数 m;
# 计算总干浆量程 L = ∃ F

i

% C

i

, F 为各路浆

流量的量程, C 为各路浆的当前浓度;

& 取各路浆的配比量 P

i

;

∋ 计算各路浆的给定值 SP

i

= ( m % L % P

i

) / C

i

;

( 送入 PID 控制。

1 3

辅料的配比控制

辅料也采用 3 种控制 状态: 串级控制、自动控

制、手动控制, 其功能与前述相 同, 同 样具有信号
故障判断, 并 进行 控制 状态 切换的 功 能( 见 图 5) 。
串级控制时辅料的添加量是根据其要 求的配比量和
当前加入成浆池的总浆量计算 得到的, 下面以品兰
的配比控制为例加以说 明。串级 控制时, 品兰给定
值的计算过程为:

∀ 计算当前总干浆流量 F = ∃ F

i

% C

i

, F 为当

前各路浆流量, C 为各路浆的使用浓度( 即当前浓度
值或实验室浓度值) ;

# 取品兰的配比量 P 和浓度 C;

!

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技术报告

中国造纸

  2005 年第 24 卷第 4 期