浅析智能控制技术在制浆造纸生产中的应用

   【摘 要】造纸主要包含制浆和造纸两大过程，传统的 PID 控制方法难以确定其模型结构和
参数辨识，现在人们普遍使用人工智能，由计算机处理生产过程的信息，用于处理复杂的
工程技术问题，将人工神经网络、模糊逻辑和专家系统等代表的智能控制方法应用到制浆造
纸工业中。

 

　　【关键词】制浆；造纸；智能控制

 

　　

0 引言 

　　制浆造纸过程是一个复杂的传质传热的工业过程，制浆过程包括蒸煮、洗涤、筛选和漂
白。造纸过程包括纸料制备、纸浆流送及纸面成形、湿纸压榨脱水、干燥、纸页压光、卷取等。碱
回收则是蒸发燃烧苛化为主的环保配套过程。具有大滞后、强耦合、大惯性、多干扰、时变非线
性的特点，对它的控制系统设计造成很大困难。

 

　　制浆造纸过程自动化是提高产量和质量，节能减耗，实现绿色生态的基础。所以，现代
控制优化网络技术在制浆造纸生产过程中的推广，使其在规模上、技术上、质量上和环保方
面都取得了较大的改善。本文就各种智能控制技术在其制浆造纸各环节中的应用作出简要说
明。

 

　　

1 智能控制技术在制浆过程中的应用 

　　

1.1 洗涤过程 

　　经蒸煮的浆料中，含有大量有机物和可溶性无机物，通过洗涤，达到稳定纸浆的净度
稳定黑液的浓度和提取率，也称为黑液提取。如果纸浆洗涤不干净，不仅造成化学药品的直
接损失，影响提取率，还会因为残碱过量存在，而最终导致纸浆的白度与灰分含量的降低。
洗涤设备最主要是真空洗涤机，洗涤池。采用多段逆流洗涤，以控制加入洗涤的水量，通常
是以多台设备串联使用，纸浆顺次进入各段设备，洗涤热水从最后一段设备加入，出稀黑
液逆转至前一段设备作为洗液之用，这样逆流的黑液逐渐增浓，自第一段设备滤出浓黑液
可送至碱回收工序，加以回收综合利用。

 

　　

1.2 漂白过程 

　　漂白过程是一个多变量、多指标的工艺过程，控制指标多，影响因素也多，各因素之间
具有较强的关联性。很难建立漂白指标与影响因素间的机理模型。而神经网络和模糊集理论
都是介于传统人工智能的符号推理和传统控制理论的数值计算之间的方法，对操作人员经
验进行总结归纳，得出控制器的控制规则及学习校本，设计一种模糊神经网络控制器，实
现控制过程的自适应，实现静态解耦，使整个系统性能有了很大的提高。并与预测控制、专
家控制等相结，以达到更优的控制方式，同时适合不同的控制对象。

 

　　

2 智能控制技术在造纸过程中的应用 

　　

2.1 纸料制备 

　　通过机械作用，处理水中的纸浆纤维，使其发生物理变化而达到质量要求，称为打浆
这个时期主要控制参数为打浆度。配浆过程中各种浆料的浓度、流量、打浆度参数的变化，使
得配比不稳定，导致断纸，水分定量频繁变化等问题。利用

Sugeno 模糊推理实现 PID 的分

层控制

[3]，建立流量过程模糊参数自适应 PID 控制系统，并以打浆浓度、盘磨消耗的电功

率、打浆流量、阀开度、打浆前浆的打浆度作为输入，以打浆后浆的打浆度作为输出，建立
BP 神经网络模型，控制打浆度。王孟效等[4]针对打浆度无法在线测量的难度，分析打浆、
进浆浓度，进浆流量、压力、消耗的电功率及前后的温差，打浆时间和原打浆参数的关系，