收稿日期: 2001 10 29( 修改稿)

本项目得到国家自然科学基金( 69974034) 的资助

作者简介: 王 慧, 女 42 岁, 副教授; 主要研究方向: 工业过程的模型化与控制优化, 智能控制, 计算机控制系统, 系统工程。

制浆造纸工业综合自动化的发展、现状及趋势

王

慧

( 浙江大学系统工程研究所, 杭州, 310027)

摘

要: 在国民经济中, 现代化的制浆造纸工业占有相当重要的地位。为 了适应日 益激烈的 市场竞争 环境, 它需 要充分利 用现代信 息

技术、集成先进的管理与自动化技术, 将企业视作一个整体以追求最大 经济利益 为目标而 建设综合 自动化系 统。 本文综述 了国内外 制

浆造纸工业自动化的发展过程与现状, 分析了我国发展过程中存在的问题以及其原因, 指出了将来的发展趋势。

关键词: 制浆造纸工业; 企业综合自动化; 信息集成; 计算机系统

中图分类号: TP31

文献标识码: A

文章编号: 1000 6842( 2002) 01 0122 05

信息化社会的快速到来, 使世界范围内计算机网

络的应用越来越普遍, 但并没有削弱纸及纸制品在国
民经济与人民生活中的地位, 反而促进了其消耗量的
持续增长。1999 年, 一个国际非盈利组织对 93 个国家
的纸消 耗量 进行了 调查。 结果表 明, 通讯 用纸 增加

5. 3% ; 新闻纸增加 3. 4% ; 印刷品增加 6% 。其中亚洲

的增长最多, 达到 10%

[ 1]

。因此, 随着社会的发展, 科

技的进步, 制浆造纸工业必将继续保持稳步发展, 而非
曾有人担心过的成为信息时代的夕阳产业。

目前, 我国已加入国际世贸组织( WTO) , 各个行业

都面临机遇和挑战, 原本比较落后的我国制浆造纸工
业如何适应新的形势发展, 其可持续发展的前景又如
何非常值得研讨。本文回顾了国内外制浆造纸工业研

究与实施综合自动化的发展过程, 根据我国的现状分
析了所存在的问题及原因, 讨论了亟待需要解决的关
键技术和对策, 指出了今后的努力方向及发展趋势。

1

国外制浆造纸企业综合自动化发展概况

计算机应用于制浆造纸工业始于 1964 年

[ 2]

。最

初的应用集中于采用工业控制计算机进行过程变量或

产品质量的自动控制, 如浆的蒸煮温度, 流浆箱液位、
压力, 纸抄造过程中的浆浓度与流量、纸张定量水分控
制等。由于纸机对象存在随机扰动多, 参数易漂移, 非
线性、

耦合严重等用常规控制规律难以解决的困难, 也

由于计算机的应用给过程控制提供了有利的工具, 一
些先进控制算法最早便针对纸机对象进行研究并获得

成功应用, 如自动 控制理论 中著名的 最小方差 控制
器

[ 3]

( Minimun Variance Controller, MVC) 、自 整 定调 节

器

[ 4]

( Self Tuning Regulator, STR) 等。20 世纪 70 年代后

期, 国外大 多数纸 机已经 实现 计算 机控 制。截 止到

1983 年, 仅当时国际上两家主要的制浆造纸计算机控

制系统公司 AccuRay 和 Measurex 就已经售出 2500 多
套纸机定量水分计算机控制系统。并有一系列的文章

综述了计算机用于制浆造纸工业自动化的各个方面,
包括制浆造纸工业自动化的特点

[ 5]

、

应用概况

[ 6]

、与这

些特点有关的计算机装置问题

[ 7 8]

、

在实际中普遍应用

的控制算法

[ 9]

和先进控制算法的应用情况

[ 10]

等。

20 世纪 70 年代后期, DCS( Distributed Control Sys

tem) 与 PLC( Programmable Logic Controller) 以其优良的

性能在工业控制中崭露头角, 很快在制浆造纸工业中
也得到了普遍的应用, 而自动化系统也逐渐由原来单
一的过程控制向管理与控制一体化的综合自动化方向

发展。这期间, 不同国家的制浆造纸企业分别研究并
实施了名称各异, 意义相差并不大的系统。例如瑞典

Stora Kopparberg 公 司的 Skutsk r 制 浆厂

[ 11]

; 芬 兰 A.

Ahlstr n 公司的 Kattua 纸 厂

[ 12]

、

Tampell 公司 的 Anjala

纸厂

[ 13]

、

Ponderay 新闻纸厂

[ 14]

; 加拿大林 产品股份有

限公司的 Howe Sound 制浆造纸公司

[ 15]

等。由于这些

系统均立足于整个企业的经济效益, 基于全厂范围的
计算机系统, 因此在不同程度上体现了在控制与管理
的层次上对生产过程与各种业务过程进行信息集成的

思想

[ 16 18]

, 故有些文献干脆以 全厂系统( mill wide sys

tems)  来统称这类系统。虽然当时的这些系统无论在

概念还是在技术与实践上, 都还比较粗糙, 但那的确具
有企业综合自动化系统的雏形, 是制浆造纸工业自动
化迈出的很重要的一步。

下面以芬兰的 Anjalaxqa

[ 13]

纸厂作为 一个典型例

子说明当时发达国家已达到的水平。该厂是一个现代

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中

国

造

纸

学

报

Transactions of China Pulp and Paper

Vol 17,No. 1, 2002