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第49卷第5期辽 宁化工Vol.49, No.5 2020 年 5 月_________________________________Liaoning Chemical Industry__________________________________May,2020造纸纸浆浓度控制回路设计王冲(中国海诚工程科技股份有限公司，上海200031 )摘要：造纸厂纸浆浓度的控制在整个工艺生产过程中有着非常重要的作用，对磨浆效果、抄造稳定性及最终产品质量都有很大的影响。
除了工艺浆料平衡的设计优化外，应重视纸浆浓度自动控制回路的设计。
根据不同工艺控制点的特点，分析并选择合适的浓度计，阐述浓度计安装现场需求，结合稀释水调节阀及控制系统构建纸浆浓度控制回路，为控制回路软件算法加成提供基础，最终达到优化设计的目的。
关键词：造纸纸浆；浓度计；调节阀；控制回路中图分类号：T(? 056 文献标识码：A纸浆浓度控制是造纸过程控制中重要的一环，涉及打浆、磨浆、上浆等各生产环节，其控制回路 调节性能对磨浆效果、抄造稳定性、原料的节约以 及最终纸张质量等都有着很大的影响。
目前，造纸 项目自动化程度不断提高，关键点的纸浆浓度可选 用适合的浓度计在线监测，并将信号送至DCS控制 调节。
纸浆浓度回路的调节受多种因素的制约，想 在实际生产中得到更好的效果，需从现场仪表设计 选型以及控制回路设计上进行优化。
1造纸纸浆特点造纸纸浆不是一种纯粹的介质，而是由纤维和 水等混合而成的混合液，常夹杂气泡；其特性受不 同的纤维种类、浓度、温度、杂质等影响而呈现复杂性。
纸浆根据原料的不同一般分为木浆、竹浆、草 浆、废纸浆等；根据生产工艺的不同又分为机械浆、化学浆、化学机械浆等m。
造纸项目中的生活用纸厂的纸浆以木浆、竹浆 为主，其浓度一般在6%以下，以某工业园区的生文章编号：1004-0935 ( 2020 ) 05-0520-03活用纸项目为例，其采用的原料为原生木浆，包括 长纤维木浆和短纤维木浆，原料经过碎浆、除渣、磨浆、疏解、混合配浆、上浆等工艺过程送至生活 用纸纸机的流浆箱中抄造成纸。
基于单片机的造纸纸浆液位控制系统结构设计随着科技的不断进步和制造业的快速发展，控制系统在各个领域中都起到了至关重要的作用。
造纸工业作为重要的基础产业之一，纸浆液位控制在纸张生产过程中扮演着关键的角色。
本文将基于单片机的控制技术，设计一个可靠高效的造纸纸浆液位控制系统结构。
一、系统概述本系统旨在具备自动化控制纸浆液位的功能，以确保纸张生产过程中的稳定性和质量。
基于单片机控制技术，通过感应器探测纸浆液位数据并传输给控制单元，通过控制单元对阀门进行自动控制以达到设定的液位。
系统结构如下图所示：[插入相应结构图]二、系统硬件设计1. 传感器为了准确地感知纸浆液位，我们选择使用压力传感器作为主要的感应器。
压力传感器可以转换为电信号，方便单片机读取。
同时，将压力传感器与工作环境密封，以防止纸浆对传感器的腐蚀。
2. 单片机本系统采用先进的单片机作为控制核心，如STC89C52。
单片机具备较高的运算能力和控制精度，能够满足系统对于实时性和可靠性的要求。
3. 阀门控制为了实现对纸浆液位的精确控制，我们采用可调节电磁阀门进行控制。
单片机通过控制电磁阀门的开关状态，来调节液位。
4. 人机界面为了方便操作和监控，我们设计了一个人机界面终端。
采用液晶显示屏显示液位数据和系统状态，并提供按键用于操作参数设置和系统开关。
三、系统软件设计1. 硬件驱动程序首先，我们需要编写硬件驱动程序以实现单片机对传感器和电磁阀门的控制。
通过单片机的IO口读取传感器的电压值，并进行相应的数值处理，以获得准确的液位数据。
同时，通过控制IO口的输出状态，可以控制电磁阀门的开关。
2. 控制算法为了保持纸浆液位的稳定性，我们需要设计一个合适的控制算法。
可以采用PID控制算法，根据液位数据的误差和漏斗速度，通过计算得到控制输出，来调整电磁阀门的开关状态。
3. 人机交互程序为了方便操作者与系统进行交互，我们需要编写人机交互程序。
通过液晶显示屏显示液位数据和系统状态，并提供按键操作界面，实现参数设置、启停控制等功能。
控制系统仿真课程设计说明书题目：基于模糊控制器的纸浆浓度控制系统基于模糊控制器的纸浆浓度控制系统摘要:针对纸浆生产过程中与产品质量密切相关的纸浆浓度和流量的稳定性,为解决纸浆浓度控制和测量存在的问题,设计了基于模糊控制技术的纸浆浓度流量计算机控制系统。
该系统根据生产工艺要求采用计算机控制和浓度模糊控制器,对制浆生产过程需要的纸浆浓度、流量以及计算绝干量进行控制。
实际运行结果表明,系统运行可靠,浓度、流量等控制量波动小、精度高,能够满足生产要求,达到了设计目的。
Abstract : To the stability of the consistency and flowing velocity of paper pulp affecting the quality of paper , computer control system of paper pulp consistency and flowing velocity is designed based on fuzzy control technology , according to the problems existing in controlling and measuring the consistency of paper pulp during paper manufacture. The consistency and flowing velocity of paper pulp must be controlled and the dry component of paper pulp must be calculated in paper manufacturing. According to the requires of technics , a computer control system with a fuzzy controller of consistency and flowing velocity is designed. Practical running shows that the system is reliable , and with low disturbance and high precision of the control variables such as consistency and flowing velocity. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………Key words : computer control ; fuzzy controllfer ; kingview ; dry component目录目录 (II)第一章前言 (1)1.1 引言 (1)1.2 模糊控制器的优点 (1)第二章模糊控制器的简介 (2)2.1 模糊控制器的基本结构和组成 (2)第三章模糊控制器的设计 (3)3.1 设计参数 (3)3.2 确定模糊控制器 (4)3.3系统的仿真 (5)总结 (7)参考文献 (8)第一章前言1.1引言针对纸浆浓度控制系统具有大纯滞后和模型不确定的特性，传统的PID控制已经不能很好的控制纸浆浓度，为了解决纸浆浓度控制和测量存在的问题,设计了基于模糊控制技术的纸浆浓度控制系统。
造纸厂配浆控制系统__控制程序设计笔者针对一家造纸厂的配浆控制系统进行了分析和设计。
文章主要分为两个部分，第一部分是对制浆过程和上下游设备的描述，第二部分是对控制程序的设计。
一、制浆过程和上下游设备的描述造纸厂主要由制浆、造纸、纸张加工等环节组成。
其中，制浆过程是纸张生产中最重要的环节，它包括浆料的配制、打浆、筛选、漂白等步骤。
在浆料的配制过程中，需要将不同种类的纤维和各种化学药剂按照一定的比例混合。
在添加化学药剂的过程中，需要注意各种药剂之间的相互作用，以及药剂的用量和顺序等因素。
在制浆的过程中，需要使用多个上下游设备，比如球磨机、水洗机、浓缩机等。
这些设备需要进行精细的控制，以保证浆料的质量和产量。
二、控制程序的设计针对上述过程和设备，笔者设计了一套配浆控制程序，具体如下：1. 配浆控制程序1.1 浆料配比控制：利用PLC控制配比泵和各个添加药剂泵的开关，实现自动化的浆料配比控制。
1.2水洗机水位控制：使用超声波水位传感器检测水位，给水泵和排水泵发送控制信号，自动控制洗涤水的水位。
1.3 浓缩机浆液浓度控制：使用激光测距和硅晶硅小振子测量浆料浓度，通过调节加药泵、放水阀和压力控制阀等调节浓缩机的设定浆液质量浓度。
1.4 压滤机压力控制：利用感应式传压传感器或者压力传感器，监测压滤机的进口压力和出口压缩，自动控制机器的加料速度。
当过滤机的进口压力超过设定值时，吸附机将停止，空气将充满鼓过滤布。
1.5 煮浆罐温度控制：利用热电偶传感器测量煮浆罐内的温度，自动控制加热器的开关和温度，保证煮浆罐内的浆料温度稳定在设定值范围内。
2. 纸张造纸控制程序2.1 浆料用水量控制：使用流量计测量浆料的用水量，自动调节水泵的开关，保证生产过程中的用水量符合要求。
2.2 纸张干燥控制：利用红外线传感器或者激光传感器检测纸张的水分含量，自动调节烘干温度和湿度，以保证纸张的质量。
2.3 纸张张力控制：利用张力传感器测量纸张在生产线传输时的张力，自动调节进口辊和出口辊的转速，实现张力的自动控制。
造纸配浆自动控制系统的设计与实现论文•相关推荐造纸配浆自动控制系统的设计与实现论文导读:纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合，同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。
控制程序采用自行开发的组态软件DDCRun进行设计，显示操作程序使用VisualC++6.0开发，接口程序利用WinDriver进行开发。
在本系统中，控制程序采用软件组态方式实现关键词:纸浆，软件组态，动态链接库，DDCRun0.引言随着造纸机车速的提高和设备的更新，原来的配浆箱方式配浆已逐步被管道配浆方式替代，而在管道配浆方式中，采用的三种配浆方式包括流量给定控制方式，比率自动控制方式和绝干量配比自动控制方式。
配比自动控制方式按参与配浆的绝干纤维量来计算和控制各种浆的配比，具有配浆效果好，浆种配比稳定等优点。
1.配浆自动控制系统总体设计纸浆配浆采用绝干量比例控制方式，自治浆池和废纸浆池的纸浆以一定的绝干量配比打入成浆池充分混合，同时送往造纸车间的成浆的浓度需要控制在工艺给定要求范围内。
为了保证生产的正常运行，防止成浆池缺浆和满浆，在控制废纸浆和自制浆的绝干量配比同时，需要控制废纸浆和自制浆的浓度和成浆池的液位。
2.配浆自动控制系统的硬件设计2.1 硬件结构2.1.1浓度的检测与控制浓度计采用武汉宇通仪表有限公司的DBNZ-1200型的动刀式纸浆浓度变送器，电动调节阀选用上海中泰自动化仪表厂的ZAZC型电动调节阀。
2.1.2流量的检测与控制流量计采用上海光华仪表厂的LDG-150S型的电磁流量计，检测精度为0.5%，长时间测量累计误差小于1%。
伺服放大器采用上海自动化仪表十一厂的ZPE-2010型伺服放大器，变频器采用日本富士通公司的5000G11S/P11S变频器。
2.2 硬件抗干扰技术在此主要采用那RC滤波抗干扰技术。
我们选用了光电隔离的多功能HY-6040A/D板，该板使用三总线隔离的形式，使其抗干扰能力大大增强。
纸浆浓度自动化控制系统设计作者：***来源：《粘接》2022年第03期摘要：研究在传统PID控制系统上提出一种改进SAA的优化算法对参数进行优化，并设计了基于改进SAA算法的纸浆浓度自动化控制系统。
根据纸浆浓度自动化控制系统功能需求，对系统整体架构进行设计，并构建了纸浆浓度模型;针对传统PID无法在线调整参数的问题，设计了基于改进SAA算法的参数优化控制器;通过仿真实验对研究提出的算法和系统进行了验证。
结果表明：提出的基于改进SAA算法相较于标准SAA算法，具有更好的寻优能力，表现出更好的稳定性与收敛性，且搜索效率更高;相较于传统PID和SAA-PID控制系统，产量提高0.65 t/h，成本下降4.37元/t，可用于实际纸浆浓度自动化控制。
关键词：纸浆浓度;自动化控制;参数优化;SAA算法中图分类号：TS736+.3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2022）03-0135-05Design of pulp consistency automatic control systemLIN Chen（Jinshan College， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou 350026， China）Abstract：Aiming at the problems of the traditional PID based pulp concentration control system， an improved SAA optimization algorithm is proposed to optimize the parameters. According to the functional requirements of the pulp concentration automatic control system， the overall architecture of the system is designed， and the pulp concentration model is constructed. Aiming at the problem that the traditional PID cannot adjust the parameters online， a parameter optimization controller based on the improved SAA algorithm is designed. Finally， the algorithm and system proposed in this study are verified by simulation experiments. The results show that，compared with the standard SAA algorithm， the improved SAA algorithm has better optimization ability， better stability and convergence， and higher search efficiency; compared with the traditional PID and SAA-PID control system， the output is increased by about 0.65 t/h while the cost is lower by 4.37 yuan/t， which can be used for automatic control of actual pulp concentration and has certain economic benefits.Key words：pulp consistency; automatic control; parameter optimization; SAA algorithm随着经济的发展和生活水平的提高，人们对生活用纸的品质要求越来越高。
纸浆浓度检测控制系统项目简介：(应用领域、主要特点、技术水平、技术指标、知识产权)纸浆浓度的在线检测通常有两种方法，旋转式浓度变送器与刀式浓度变送器。
前者由于受上浆压力的影响而使测量精度时有波动，后者则由于运行时间稍长就会产生机械零点的漂移而造成整个测量曲线的移动，影响测量的精度。
用刀式浓度变送器计算机零点自动校正的方法解决了这一问题。
纸浆浓度控制在国内也早已有所应用，但受水压波动的影响较大，使系统难以稳定工作，采用串级调节、水压前馈控制的方案，较好地解决了这一难题。
主要技术指标： 测量范围〓浆浓度2%——6% 测量精度〓σ=0.085% 控制精度〓σ=0.090%该项目曾获2000年黑龙江省科技进步三等奖，1999黑龙江省科学院科技成果一等奖。
鉴定日期： 1998项目开发程度：已经在国内多家造纸厂得到推广应用产品市场预测：随着现代生产技术的进步，纸机的规模越来越大，车速也越来越快，对生产过程的自动检测与控制的需求程度也越来越大，传统所采用的人工操作的方式已经不能满足生产的需要，因此，该系统有很大的市场需求。
我国的造纸工业正处于快速发展阶段，随着经济和人民生活水平的不断提高，对纸张的需求也会越来越大，目前全国约有几千家造纸厂，上万台纸机，该产品的市场前景十分广阔。
投产条件：总投资100万元。
其中技术转让费50万元，设备购置费20万元，流动资金30万元。
电子产品或仪器仪表生产企业。
具有示波器、万用表等通用仪器，具有精通电子、计算机的技术人员。
经济效益：该系统市场售价约为5万元/套，年销售20套，可获销售收入100万元，利税50万元。
技术转让与合作方式：可技术转让或技术合作。
MOR200_BRA纸浆浓度控制器用户手册绵阳宝润科技发展有限公司MOR200参数表序号参数名*系统默认值取值范围单位意义1 C= 2.00 0.00~10.00% Cs: 浓度设定值2 n= 2 2,3,4,5,6 n:节点数; n=2线性标定; n=3~6多点折线标定** 3 C1= 0.00 0.00~20.00% C1: 标定点1的浓度值***4 d1= 0 0~4095 Ad1: 标定点1的AD值***5 C2= 10.00 0.00~20.00% C2: 标定点2的浓度值6 d2= 1000 0~4095 Ad2: 标定点2的AD值7 C3= 0.00 0.00~20.00% C3: 标定点3的浓度值(当多点标定时)8 d3= 0 0~4095 Ad3: 标定点3的AD值(当多点标定时)9 C4= 0.00 0.00~20.00% C4: 标定点4的浓度值(当多点标定时)10 d4= 0 0 ~ 4095 Ad4: 标定点4的AD值(当多点标定时)11 C5= 0.00 0.00~ 20.00% C5: 标定点5的浓度值(当多点标定时)12 d5= 0 0 ~ 4095 Ad5: 标定点5的AD值(当多点标定时)13 C6= 0.00 0.00~ 20.00% C6: 标定点6的浓度值(当多点标定时)14 d6= 0 0 ~ 4095 Ad6: 标定点6的AD值(当多点标定时)15 PU1= PW1:口令1= xxxx, 更改1-14参数需要该口令16 PU2= PW2:口令2= xxxx, 更改17-31参数需要该口令17 L= 15 5 ~ 60 S T:周期, 输出延迟时间(秒)18 P= 50 0 ~ 100 % P:比例, 调节比例. (比例乘数)19 Pd= 20 5 ~ 40 Pd:比例除数,内部参数,相当于调整比例档位20 CE0= 0.02 0.00~ 0.10% E0:死区带宽,浓度偏差小于等于该值时不控制21 LOC= 0 0, 1 Lock:开机模式选择, 0:测量模式;1:自动模式22 UOP= 0 0,1 ~ 6000vopening: 阀门初始开度(或记忆开度)功能,0:禁止; 1:启用23 nAU= 4 1,2,4,8,16 S nav:数字滤波深度值或阻尼时间( 秒)24 UL= 1 0 , 1 VV_lsm:阀门限位开关状态, 1:常开; 0:常闭25 Ud= 100 3 ~ 6000 0.01S T_step:手动控制步进时间, Ud=100为1.00秒26 bL= 20 0 ~ 500 0.01S backlash:阀门空回补偿值, bL=20为0.20秒27 0_4= 0 0 , 1 is0_4ma: 电流输出下限0/4mA选择，0: 输出[0-20mA]， 1: 输出[4-20mA]28 AdL= 200 0 ~ 4095 adl: 在该AD值时输出最小电流0mA/4mA29 AdH= 4095 0 ~ 4095 adh: 在该AD值时输出最大电流20mA30 P2d= P2D:口令=xxxx,将所有参数恢复成系统默认值31 InP= 0 0 , 1 inp:浓度信号输入口选择,0: 电流信号口; 1: RS485数据通讯口32 PU3= PW3:口令3, 保留33 PU4= PW4:口令4, 保留注:* 参数名: 在参数输入模式下终端第一排LED数码管显示的内容, 辨识当前所更改的参数。
毕业设计（论文）造纸厂配浆控制系统——控制程序设计专业年级学号姓名指导教师评阅人自动化2003级03051101赵海娜钱艳平袁晓玲二○○七年六月中国·南京摘要摘要造纸工业是一个与国民经济发展和社会文明建设息息相关的重要产业。
配浆系统是整个造纸工艺流程的重要组成部分。
为了达到配浆系统给定的工艺要求，保证纸浆的产量和质量，必须对配浆系统进行自动化改造。
同时，该系统可以充分提供配浆系统的各种生产数据，为生产工艺的改进、管理水平的提高创造条件。
本文研究了造纸工业中纸浆配比自动控制系统。
整个系统结构可以分为监控程序、基于组态软件DDCRun 的控制程序与硬件及接口程序三层结构，三者相对独立运行。
本文着重研究配浆系统中控制程序的设计和实现。
在分析了整个系统需求的基础上提出了系统的控制目标和策略，主要包括绝干量配比控制、浓度控制和液位及联锁控制等。
同时，利用动态链接库技术，将上述控制策略分解为各种算法模块并采用Visual C++语言实现。
基于自编的组态软件DDCRun，实现了纸浆配比系统中的控制程序。
首先，利用算法添加程序将各种算法添加到组态软件中以组成算法库；其次，利用策略组态程序搭建了配浆系统的整个控制策略；最后，采用策略执行程序以运行配浆控制策略。
最后，结合本次毕业设计过程讨论了存在的不足和体会。
关键词：纸浆；绝干量；配比控制；动态链接库；软件组态；DDCRunAbstractAbstractThe paper industry is the important industry which is closely linked with the national economy development and the social civilizationconstruction. Proportioning system is an important constituent portion of the entire papermaking technical process. In order to achieve the technological requirement which the proportioning system requires, ensure the output and the quality of the paper pulp, the proportioning system must carry on the automated transformation. Meanwhile this system may fully provide all kinds of production data of the proportioning system, creating conditions for the improvement of production process, and the enhancement of the management level.This article has studied the paper pulp proportioning automatic control system in the paper industry. The whole system’s software structure may be divided into three structures which are the monitor routine, based on the configuration software DDCRun control procedure and the hardware and the interface routine. The three relative independently operates. This article has emphatically studies the control procedure’s design and realization in the proportioning system. Bas ed on the analysis of the needs of the entire system, proposes the system's control objectives and strategies, mainly included the dry component ratio control, density control, liquid level and interlock control, and so on. Meanwhile, using the Dynamic-Link Library technology, divides the above control strategies into various algorithm modules and uses Visual C + + to realize these algorithm modules. Based on the configuration software, DDCRun, which is designed oneself, achieves the control procedure in the paper pulp proportioning system. At first, uses algorithm accession programme to add various algorithms to the configuration software, composing algorithm-base; Next, uses the strategy configuration procedure to build up the whole control strategy of the proportioning system; At last, uses the strategy executive routine to run the proportioning system.At the end of the article, discusses the existent insufficiency and experience, combining with the process of graduation project.Key words: paper pulp; dry component; ratio-control; software configuration; DDCRun目录摘要 (I)Abstract (II)第 1 章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 工业过程自动化控制的发展 (1)1.1.2 造纸行业的自动化过程 (1)1.2 系统设计目标 (2)1.2.1 配浆方式 (2)1.2.2 系统概述 (2)1.2.3 控制程序与其他部分的接口 (3)1.3 本文主要内容 (4)第 2 章系统控制策略设计 (5)2.1 系统控制目标 (5)2.2 控制策略设计 (6)2.2.1 绝干量配比控制 (6)2.2.2 浓度控制 (6)2.2.3 液位及联锁控制 (7)第 3 章系统控制程序实现 (9)3.1 控制算法库实现 (9)3.1.1 动态链接库技术 (9)3.1.2 算法库内容 (10)3.2 控制程序实现 (25)3.2.1 组态软件概述 (25)3.2.2 算法添加 (27)3.2.3 控制策略组态 (29)3.2.4 控制程序运行 (32)第 4 章结论 (34)参考文献 (35)致谢 (36)第1 章绪1.1 课题背景1.1.1 工业过程自动化控制的发展论当今社会中，自动控制技术已经在工业生产和科学发展中起着关键的作用。
纸浆浓度控制系统设计纸浆浓度测量在制浆造纸生产过程中，纸浆浓度是最重要的物理量之一，稳定地调节纸浆浓度是实现工艺目标，达到质量标准的重要环节，也是较难解决的问题之一。
纸浆浓度在线检测与控制一直是造纸行业自动化仪表应用的一项重要内容, 也是比较难以解决的问题之一。
常见的在线浓度测量方式主要有以下四种：外旋式浓度传感器、内旋式浓度传感器、静刀式浓度传感器、动刀式浓度传感器。
外旋转式浓度变送器将旋转锥体形敏感元件置于取样管的出口处，锥体表面与出口处的纸浆相对运动，当纸浆的浓度不同时，敏感元件上的剪应力发生变化，从而使锥体的旋转速度发生变化，由此变送器送出的电信号也随之变化，从而间接测量出纸浆的浓度。
这种测量方式需要外加旁通管路，容易堵浆，当敏感元件与纸浆的接触面积发生变化时（这种情况是经常发生的），测量结果将发生偏差。
内旋转式浓度变送器为一微机化力矩平衡数字随动系统，浓度的变化反映在测量轴上的扭矩变化，扭矩增量克服测量轴和驱动轴之间的支撑摩擦力矩和连接橡胶圈的弹性力矩，使两轴在转动的同时产生相对角位移，光电传感器将它转变成电信号输给微机，微机反馈控制使两轴保持原有的相对位置，反馈控制的电流信号跟随浓度的变化而变化，因此输出的电流信号便可反映浓度。
内旋式浓度变送器有高的灵敏度和好的稳定性，克服了外旋式的缺点，但内旋式的结构复杂，造价较昂贵。
静刀式浓度变送器由刀形敏感元件、主杠杆、矢量机构等组成。
刀形敏感元件置于浆管中，当纸浆浓度不同时，流动的浆流使刀片两侧产生的剪应力随之变化，这一变化由力平衡系统检出并转变成电信号。
这种变送器零点经常会发生漂移，受流速的影响很大动刀式浓度变送器由敏感元件、测量轴、驱动部件（力发生器）和电路单元组成。
可动部件在驱动力和运动阻力的共同作用下以支承轴为支点作摆动，构成一个单自由度机械可动系统。
如图1－7所示。
由于动刀式浓度变送器有着很高的性价比，在国内外造纸行业有着广泛的应用前景。
造纸厂配浆控制系统__控制程序设计随着现代科技的快速发展，智能化控制技术得到了广泛应用。
在许多制造业中，控制程序设计是提高生产效率和生产质量的重要手段。
本文将围绕着造纸厂配浆控制系统进行阐述。
一、背景介绍造纸工业中最重要的生产环节之一是配浆。
造纸厂需要使用大量的原料进行混合并进行浓缩，最终制成纸张。
在这个过程中，精确的浆液比例控制尤为重要。
为此，造纸厂需要通过配浆控制系统来实现这一目标。
二、造纸厂配浆控制系统的功能造纸厂配浆控制系统的主要功能包括：1、浆液比例控制功能。
这是造纸厂配浆控制系统的核心功能之一。
制成纸张需要用到多种纸浆，需要保证各种纸浆的比例精确控制。
2、自动检测功能。
通过搭配传感器等设备，配浆控制系统可以自动检测浆液比例、pH值、浓度等参数，从而实现快速、准确的控制。
3、流程控制功能。
在数据输入后，系统会自动进行相应的计算，完成控制程序设计，指导操作人员进行下一步操作。
三、配浆控制程序设计造纸厂的配浆控制程序设计需要注意以下几点：1、运行环境的要求。
造纸生产过程中的环境条件比较特殊，温度高、湿度大等，需要注意程序设计中设备和材料的选取。
2、数据获取和处理。
配浆控制程序对数据的处理十分重要。
需要对数据进行实时性检测，确保控制结果准确可靠。
3、控制策略的选择。
不同的控制策略对设备和材料的要求不同，因此需要根据具体需要选择不同的控制策略。
四、程序设计要求安全性造纸生产威胁较大，因此，在程序设计中需考虑安全性问题。
避免设备故障引发的事故状况。
系统稳定性在设计程序时，需要保证系统的稳定性。
避免参数误差带来的连锁反应影响生产流程。
程序可维护性在设计过程中需要优化代码，便于维护。
在系统故障时，方便维修，缩短系统的修复时间。
五、总结总之，造纸厂配浆控制系统的控制程序以其对纸张制造流程的影响而显得尤为重要。
因此，程序设计的步骤和要求相较其他行业较繁琐，设计过程需要考虑安全性、稳定性，以及可维护性等因素。
第4章制浆造纸过程中的简单调节系统纸是日常生活中不可缺少的重要消费品，也是工业生产的重要原料和包装材料。
随着社会生产水平和人们物质文化生活水平的提高，对纸产品的产量和质量要求越来越高。
为了提高纸的产量和质量，人们不断采用新的造纸工艺和设备，扩大纸机规模，提高纸机车速。
另一方面，日益严重的世界性能源紧张和工业污染问题迫使能量消耗多、污染影响大的制浆造纸工业采取各种措施来减少污染、降低能耗。
这样，就使得整个制浆造纸生产过程变得越来越复杂，人工操作已很难保证达到所要求的产品质量。
因此，自动控制系统将在生产中发挥越来越重要的作用。
造纸过程控制的意义，还着重表现在制浆、碱回收、黑液提取、漂白、抄纸等生产过程的局部控制上，这些内容将在以后论述各个工段的控制时详细说明。
本章介绍简单调节系统，它是由一台变送器、一台调节器和一台执行器与一个调节对象构成的一个闭环调节系统。
因为被调参数只有一个，所以又称单参数自动调节系统。
这种调节系统在自动调节系统中占有相当大的比重，例如某造纸厂有自动调节系统162条，其中简单系统137条，占总数的85%。
简单系统是生产过程自动化的基本环节，因此，简单自动调节系统，在自动化事业中，占有重要地位。
4.1 简单调节系统的基本问题4.1.1 制浆造纸过程对象的特性造纸过程是一个复杂的传质传热过程，造纸对象是一个复杂的多变量控制对象。
造纸过程有十多个被控变量，但两个基本指标是定量和水分，影响这两个指标的因素有30多个，如纸浆的打浆度、湿重、浓度和流量，白水的浓度和流量，填料的浓度和流量，蒸汽的过热度、压力和流量，敞开网前箱的浓度、液位和温度，封闭网前箱的总压、液位和上部空间压力，铜网部的真空度，压榨部的线压力，烘干部的烘缸表面温度，胶液的浓度和流量，纸机的车速，空气的温度和湿度，铜网和毛毯的磨损与老化等，都会影响成纸的定量和水分。
在如此之多的影响因素中，通常选择纸浆流量（浆料阀）和蒸汽流量（蒸汽阀）作为整机控制的控制变量。
纸浆智慧仓储系统设计设计方案设计方案：纸浆智慧仓储系统一、引言纸浆是纸张生产过程中的关键原料，其储存管理对纸张生产过程具有重要影响。
传统的纸浆仓储管理存在很多问题，如人工操作繁琐、储存空间利用不充分、库存管理不精确等。
为了解决这些问题，设计了纸浆智慧仓储系统，旨在提高纸浆仓储管理的效率和准确性。
二、系统架构纸浆智慧仓储系统主要包括数据采集模块、远程监控模块和智能分拣模块三个主要模块。
数据采集模块负责采集纸浆仓库的温湿度、库存量等信息；远程监控模块通过网络将采集到的数据传输给监控中心，实现对仓库的远程监控；智能分拣模块负责按照订单要求自动分拣纸浆，并将分拣结果反馈给系统。
三、系统功能1. 数据采集功能：系统通过温湿度传感器和称重传感器等设备，实时采集纸浆仓库的温湿度、库存量等信息，确保数据的准确性和及时性。
2. 远程监控功能：通过网络传输采集到的数据至监控中心，实现对纸浆仓库的远程监控。
监控中心可以通过电脑或手机等设备实时查看仓库的运行情况，并对异常情况进行及时处理。
3. 仓库布局优化功能：系统可以根据纸浆仓库的实际情况，进行仓库空间的优化布局，最大限度地提高仓库空间的利用效率。
4. 库存管理功能：系统根据库存量和订单需求，自动计算出仓库的库存情况，并及时提醒仓库管理员进行库存补充或销售安排。
5. 智能分拣功能：系统根据订单要求，自动分拣纸浆，并将分拣结果及时反馈给系统，以便订单的及时处理和安排。
四、技术支持1. 传感器技术：系统采用先进的温湿度传感器和称重传感器等设备，确保数据采集的准确性和精度。
2. 网络技术：系统利用网络技术实现数据传输和远程监控，保证监控中心对纸浆仓库的实时监控和处理能力。
3. 数据分析技术：系统利用数据分析技术对采集到的数据进行分析，通过数据模型建立库存管理模型，为仓库管理员提供决策支持。
4. 自动化技术：系统采用自动化技术实现纸浆的智能分拣，提高分拣效率和准确性。
五、系统优势1. 提高效率：纸浆智慧仓储系统可以实现对纸浆仓储过程的自动化管理，节省人工操作时间和成本，提高仓储管理的效率和准确性。
目录一、设计背景 (1)二、纸浆浓度控制系统的数学模型及工作原理............ 错误!未定义书签。
2.1纸浆浓度控制系统的数学模型·····························2.2纸浆浓度控制系统的工作原理·································三、单片机硬件电路.................................. 错误!未定义书签。
3.1ADC0809模数转换器 ........................... 错误!未定义书签。
3.2选择芯片89C51 ............................... 错误!未定义书签。
3.3蜂鸣器··················································3.4硬件原理图···············································五、主要程序........................................ 错误!未定义书签。
六、设计总结···················································1. 设计背景在制浆生产过程中,纸浆浓度的精确控制可以稳定打浆效果,对于抄纸过程则可以稳定上网纸浆浓度、减少纸定量波动、增加抄纸生产稳定性、提高纸质量,因此,稳定地调节纸浆浓度是实现工艺目标,达到质量标准的重要环节,也是较难解决的问题之一。
纸浆浓度的调节过程是一个纯滞后过程,其滞后时间受浆料流速、浓度变送器的安装位置等因素影响。
基于上述基础之上，提出了专家PID控制的方案。
2 纸浆浓度控制系统的数学模型及工作原理2.1 纸浆浓度控制系统的数学模型浓度控制系统由纸浆浓度变送器（浓度计）、电动调节阀、浓度控制器三部分组成，如图1 所示：要对浓度控制系统做更深入的讨论，必须要有系统的数学模型，在此给出了系统的数学模型，其浓度控制的传递函数表达式为：.为纸浆浓度测量的拉氏变换，U(s)为阀门开度的拉氏变换。
2.2纸浆浓度控制系统的工作原理纸浆浓度自动控制系统组成如图2所示。
纸浆浓度变送器把浆管流动的浆料的浓度转换成4-20mA电流信号送入浓度控制器。
经过A/D转换成浓度数值信号送显示器，并将此浓度值与用户设定值比较，控制器按两者差值调节电动阀的开度，从而调节进入浆泵的稀释水量，使输浆管的浆料浓度发生变化，这时浓度变送器将检测到新的浓度。
重复上述过程，使浆料浓度逐渐接近用户设定的浓度值，最终得到浓度稳定的浆料。
（因为是用稀释手段调节浓度，在使用中需保证来浆浓度高于设定浓度。
）图23.硬件电路3.1ADC0809模数转换器ADC0809是采样分辨率为8位的、以逐次逼近原理进行模—数转换的器件。
其部有一个8通道多路开关，它可以根据地址码锁存译码后的信号，只选通8路模拟输入信号中的一个进行A/D转换。
它由8路模拟开关、地址锁存与译码器、比较器、8位开关树型A/D转换器、逐次逼近。
ADC0809原理图3.2选择芯片89C5189C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS8位微处理器，。
单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL 的89C51是一种高效微控制器。
引脚说明：①电源引脚Vcc（40脚）：典型值＋5V。
Vss（20脚）：接低电平。
②外部晶振X1、X2分别与晶体两端相连接。
当采用外部时钟信号时，X2接振荡信号，X1接地.③输入输出口引脚：④控制引脚：RST/Vpd、ALE/-PROG、-PSEN、-EA/Vpp组成了MSC-51的控制总线。
3.3蜂鸣器蜂鸣器用于电压越界时的声音报警。
蜂鸣器原理图3.4硬件原理图硬件原理图说明：硬件原理图由89C51单片机，ADC0809模数转换器，DA数模转换器，电位器，蜂鸣器和七段LED显示其组成。
4 PID 控制目前在造纸行业中普遍采用传统PID算法，传统PID算法虽然具有结构简单实现方便、适应性强等特点，但在实际运行过程中不能满足实际生产的要求，其主要表现在：1）在纸浆浓度调节中，由于电动执行器属于惯性环节，采用传统PID调节必产生严重的滞后效应，很难使系统取得良好的控制效果；2）由于过程参教在生产过程中变化很大，加之设备的老化和来自其它方面的干扰，因此，一般的固定参数控制器无法适应这些变化，不能始终保持最优运行，有时甚至出现稳定性问题。
间单地说，也就是调节缓慢、抗干扰能力弱、稳定性差等。
在上述基础上，提出了专家PID控制改进方案。
专家系统是指将专家系统理论和技术同控制理论方法技术相结合，在未知环境下，仿效专家的智能，实现对系统的控制。
而专家PID控制是将专家控制原理与常规PID控制相结合，可以相互取长补短，进一步提高系统的控制性能。
专家PID控制器原理框图如图3所示。
PID控制器原理框图根据常规PID控制的误差值e(k)及其变化特征，可设计专家PID控制规则，该控制规则可分为如下6种情况:(1)当| ∆e(k)|> M m时，说明误差的绝对值比较大。
此时，不论误差变化趋势如何，都应考虑较强的控制作用，即控制器的输出应按最大或最小方向输出，以使误差尽快减小而达到迅速调整误差的目的。
控制器输出可为u(k)=u(k-1)+k1 k p e(k)(2)当e(k) ∆e(k)>0时，说明误差在朝误差绝对值增大方向变化。
此时，如果|e(k)|> M S，说明误差也较大，可考虑由控制器实施较强的控制作用，以达到扭转误差绝对值朝减小方向变化，并迅速减小误差的绝对值，控制器输出可为u(k)=u(k-1)+ k1 { k p [e(k)-e(k-1)]+ k i e(k)+ k d [e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]} (3)此时，如果|e(k)|<M S，说明尽管误差朝绝对值增大方向变化，但误差绝对值本身并不很大，为防止超调，可根据误差的大小选择适当的控制量扭转误差的变化趋势，使其朝误差绝对值减小方向变化即可。
(3) 当e(k)∆e(k)<O,∆e(k)∆e(k一1)>0或者时，说明误差的绝对值朝减小的方向变化，此时，比例作用应该同步减小;由于系统输出的变化率增大，所以微分作用应该加强，。
(4) 当e( k)=0时，说明系统已经达到平衡状态，此时，可考虑采取保持控制器输出u(k)不变。
(5) 当e(k)∆e(k)<O,∆e(k)∆e(k-1)<0时，说明误差处于极值状态，此时如果引人积分作用是不合适的，对于没有纯滞后或时滞很小的快速过程来说，这一点影响不大，即|e(k)|>MS，可以考虑实施较强的比例微分(PD)控制作用u(k)=u(k-1)+ k1 { k p [e(k)-e(k-1)]+ k d [e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]}如果此时误差的绝对值较小，即|e(k)| <MS,可考虑实施较弱的比例微分(PD)控制作用u(k)=u(k-1)+k2{kp[e(k)-e(k-1)]+kd[e(k)-2e(k-1)+e(k-2)]}(6) 当|e(k)|<ε时，说明误差的绝对值很小，此时为减少稳态误差，控制器采用比例积分(PI)作用u(k)=u(k-1)+ kp [e(k)-e(k-1)] + ki e(k)式中，u(k)为第k次控制器的输出；u(k-1)为第k-1次控制器的输出；e(k)为误差e的第k个极值；k1 为增益放大系数，且k1 >1；k2 为抑制系数，且0< k2 <1；M m , M S 为设定的误差界限，且Mm > MS ；ε方案流程图5 专家PID控制器在纸浆浓度控制系的应用5.1专家PID控制器S-Function的实现用Matlab编写S-Function，其基本为:[sys,x0,str,ts]=Functionname(t,x,u,flag,cl,c2?) functionname表S-Function 的名字；t表示仿真时间；x表示状态矢量; x0表示初始状态值，没有状态时为空；u表示模块输入；flag为标志参数，用于控制在每个仿真阶段对S-Function的调用，sys为返回参数，返回值取决于flag的值;cl,c2，…表示模块的传递参数；str表示状态命令串，通常为空；ts为采样时间。
