[

自控・检测

]

收稿日期

: 2006

基金项目

浙江省重大科技计划资助项目

(2005C11032)

作者简介

唐　飞

(1981-

) ,

男

浙江嘉兴人

浙江工业大学在读硕士研究生

研究方向为化工过程控制与优化。

智能控制技术在制浆造纸

生产过程中的应用

唐　飞

夏陆岳

潘海天

蔡亦军

孙小方　　

(浙江工业大学化学工程与材料学院, 浙江杭州　310014) 　　

摘　要

制浆造纸过程具有大滞后、大惯性、强非线性、时变以及多变量耦合等问题

为提高生产过程的操控质量

各种智

能控制技术在制浆造纸生产过程中已逐步得到推广应用

文章就神经网络、模糊逻辑和专家系统以及集成控制技术等智

能控制技术应用现状进行了综述。并对智能控制技术的应用研究发展前景进行了评价

指出了支持向量机以及小波理论

与智能控制技术有机结合

将在制浆造纸生产过程中具有良好的应用潜力。

关　键　词

造纸

;

神经网络

;

模糊逻辑

;

专家系统

中图分类号

: T S734; T P273

　　　文献标志码

: A

　　　文章编号

: 1005

2895 (2007) 04

0067

0　引　言

现代控制技术、计算机技术、网络技术和优化技术等的发展, 以及其在制浆造纸生产过程中的推广应用, 使得

制浆造纸工业的规模、技术、质量和环保等方面取得了较大改善。制浆造纸过程自动化是提高产量和质量, 节能降
耗, 实现绿色生态纸业的基础和前提。

造纸主要包含 2 大过程——制浆过程和造纸过程, 制浆过程包括蒸煮、洗涤、筛选、漂白工序。造纸过程包括

纸料制备、纸浆流送及纸页成形、湿纸的压榨脱水、湿纸干燥、纸页压光、卷取和完成等过程组成。而碱回收过程是

出于环保考虑而必须设置的配套过程, 包括蒸发、燃烧和苛化3 个过程。由于制浆造纸过程是一个典型的大滞后、
大惯性、强非线性、时变以及多变量耦合的过程, 难以确定其模型结构和参数辨识, 因此传统先进控制方法的应用
效果并不十分理想。

人工智能采用计算机来探索和模仿人的思维、推理和决策过程, 处理生产过程的信息, 获取知识, 可用于处理

日趋复杂的工程技术问题, 以人工神经网络、模糊逻辑和专家系统等为代表的智能控制方法在制浆造纸工业中逐
步得到了应用。本文就各种智能控制技术在制浆造纸生产的制浆和造纸2 大过程中的应用现状作一综述, 并对其
应用与研究发展前景进行简要评价。

1　在制浆过程中的应用

1. 1　蒸煮过程

蒸煮过程是复杂的非线性过程, 生产控制的目的是制备出硬度 (卡伯值) 一定而且均匀的纸浆, 要达到这个目

的有以下 3 个难点: (1) 尚未有直接测量蒸煮过程中卡伯值的仪表, 难以用卡伯值作为被调参数组成常规控制系
统; (2) 原料的种类和特性经常变化, 难以分类和测量; (3) 蒸煮过程的滞后时间长且难以确定。

卡伯值是蒸煮的 1 项重要指标, 卡伯值研究大部分还集中于机理建模和回归分析等传统建模方面, 国外学者

经过大量研究, 已得到了许多蒸煮过程模型, 主要有: Kerr 模型, Edw ards, N o rberg 模型, L in 模型, H atton 模型,

T a sm anm 模型,M oDoCe ll 模型等

[ 1 ]

。

国内学者在卡伯值智能控制方面做了很多研究工作, 鄢烈祥等将神经网络降维分析法应用于制浆蒸煮过

程

[ 2 ]

, 提出了蒸煮的最高温度、保温时间、用碱量、蒽醌用量等工艺参数间的内在联系和对纸浆得率及卡伯值的关

系, 优化计算结果表明: 对于以木料为原料的蒸煮工艺, 在控制纸浆卡伯值于一定范围的条件下, 提高最高蒸煮温

第

卷第

期

2007

年

月

轻工机械

L ight Industry M ach inery

V o l. 25 N o. 4

A ug. 2007