李怡，就职于宁波中华纸业有限公司电仪二科，主要负责公司#2、#3纸机的自动化系统、现场设备维修保养及技改。提键要：由于在水分相对大的地方，纸板厚度将会减小，同时光泽度将会增加,因此水分的横向均匀性成为纸板品质的重要参数之一。本文介绍了一种水分横向控制系统，并对该系统的结构、控制进行分析。关键词：质量控制系统；水分百分比；蒸汽吹汽箱；控制偏差应高的宁波中华纸业有限公司二期工程建设的#2、#3纸机，从德国VOITH SULZER和奥地利ANDRITZ公司引进，纸机设计车速为600m/min，纸幅宽4270mm，定量范围200～450g/m2。#2、#3纸机年产量为35万吨。主要生产单面涂布灰底白纸板（DC1）、单面涂布白底白纸板(TR1)、单面涂布白芯白卡(SBB)、单面涂布黄芯白卡(IV1)、双面涂布铜版卡等高档白纸板(AB)。高的由于在水分相对大的地方，纸板厚度将会减小，同时光泽度将会增加，因此纸板横向各点水分是否均匀将会极大地影响到纸板的品质。下面介绍我公司为提高纸板水分横向均匀性而安装的水分横向控制系统。　1概概概述1.1流流程（如下图）1.2流工作原理高的QCS扫描架对纸板横幅进行扫描，提供纸板360点的水分横向曲线。高的蒸汽吹汽箱内装有28个单独控制的阀门，分别相对于纸板横幅各区域。当＃4扫描架测得水分横向曲线部分区域高于设定值时，MP控制器通过计算输出4～20mA的信号给蒸汽吹汽箱相对的蒸汽阀门，使其打开一定开度，蒸汽吹到压榨辊加热该部分，使该区压榨辊受热膨胀，以增加脱水率，减小该区域纸板水分。高的喷水架内蒸汽吹汽箱装有43个电磁阀，每个电磁阀上有4个尺寸不同的微型小孔，小孔可喷出雾状水柱。4个小孔开关的不同组合可改变水雾的多少。当＃3扫描架测到的MP横向曲线部分区域低于设定值时，MP控制器计算输出数字信号到喷水架相应区域电磁阀，以组合4个小孔开关，喷出水雾到该区域纸面，纸板吸收水雾，以达到提高水分的目的。高的红外线加热架内有28个单独的红外线加热器，纸板经过预涂、面涂后横向水分会有所改变（增大）。＃1扫描架测到水分偏大的区域，通过MP控制器输出4～20mA信号到相对红外线加热器控制部分，改变加热器通过电流的大小，以改变红外线加热器发热量来达到加热该区纸面、减小水分的目的。宁波由于蒸汽吹汽箱、喷水架、红外线加热架的控制原理相同，下面以蒸汽吹汽箱为例介绍控制。　2输输入信号处理宁波MP控制器的输入信号是以模拟量的形式获得的，即偏差Ei。2.1控控制偏差宁波由于纸板横向360点的曲线包括一些扰动，因此当计算偏差时必须考虑干扰问题。我们取控制器i的中心左右n点进行平均计算，以获得水分偏差如下：△MPi= 1/(2n+1)×∑(MPi，j-MPm)△MPs，i=MPs，i-MPs,m宁波MPm为MP曲线的平均值。MPs,i为MP在i点MP设定值。MPs,m为MP设定值曲线的平均值。因此，控制器i的控制偏差Ei为：Ei=△MPi-△MPs,i2.2控非线性处理宁波控制偏差具有非线性的特征，其非线性特性曲线如图1。 其中，BL、BH、KGH、KGL均可在QCS系统相应的控制参数中进行设定，以进行非线性处理。图1控控制偏差非线性特征曲线　3输控制计算宁波MP横向控制的计算使用了一个简单的去耦计算，以去除邻近调节器的影响。其控制计算的方块图如下：控制计算的表达式如下：Eni→ PI计算→ 去耦计算→ 输出过程→ △Mi　　 控制计算的表达式如下：△Mi=100/PBi×｛（Ei，n-Ei，n-1）+ （Tc/Ti）×Ei，n｝其中：PBi为比例带　　 Ei,n为前一个回路的控制偏差　　 Ei,n-1为后一个回路的控制偏差　　 Ti为积分时间　　 Tc为控制周期　4输输出信号处理4.1控输出速度限制宁波调节器每个周期的输出将进行极限检测，如果输出的变化量超过了设定，输出将会被保持在限定值。我们将调节器分为5个区域进行分别设定。当输出变化量达到限定值时系统不报警，控制功能将不被中断。4.2控输出高/低限制宁波在控制器计算得到输出值输出到调节器之前，系统将检查输出值是否超过设定的高/低限制。如果超过限制，调节器不再动作，并在QCS系统中显示报警。如果将高/低限制分别设定为100%和0%，系统将不再显示报警，且控制不被中断。4.3控输出反馈检查宁波在输出前，系统将检查前一个控制周期输出后调节器动作的反馈信号是否正常，如反馈超过限制，则不再输出，QCS系统显示报警，控制功能停止。4.4控计算输出信号宁波MP横向控制器通过D/A转换将控制偏差转换成4～20mA的信号输出到调节器。通讯靠RS－232－C通讯设备实现。　5输输出值平均优化的特殊处理宁波由于控制功能的进行，输出值将不断地上升或下降，为使输出值不轻易达到系统设定的各种极限值，控制中增加了一项对所有输出值的平均优化处理。宁波在每个周期对所有各区输出值进行平均：MV=（1/N）∑MVi处理过程如图2。高的MVA为输出平均值的标准值，△MVH、MVL分别为输出平均值的上、下限。其功能叙述为：高的当MVA超过△MVH时，所有调节器输出值均减少△MVH。高的MVi=MVi′-△MVH图2 输出值的平均优化处理高的该功能可使调节器的输出值保持在一定的范围内，从而不易达到系统的极限设定，使控制功能能顺畅地进行，而不被时常中断。　6输成 效高的该系统自设计投运以来，经过长期观察并数据积累效果如表1。可以看出该系统的投运对水分横向曲线的改善卓有成效，特别对低定量产品效果尤为明显，横向曲线2r的下降都在50%左右。对于高定量产品，由于系统能力的局限而有所减弱。表1定量 g/m2210250300350400450控制前2r %控制后2r %0.350.160.470.220.500.260.550.290.680.390.740.45*其中2r为MP横向曲线的算术平均偏差，反映MP横向品质。高的对于软件方面系统写入后无需维护，几年来工作正常。对于系统内的蒸汽吹汽箱多为阀门卡住不能动作，而喷水架内由于喷嘴太小，如果系统用水有杂质会导致喷嘴堵塞，红外线加热架会由于过载导致空气开关跳闸或保险丝烧毁。因此在系统投运后需定期进行检查、保养，如进行水过滤器清洗、阀门加油等工作，以提高系统的稳定性。