Nghiên cứu phương pháp điều khiển phối hợp nhiều lô sấy nhằm nâng cao mức độ ổn định độ ẩm của giấy

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHỐI HỢP NHIỀU LÔ SẤY NHẰM NÂNG CAO MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA GIẤY LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa THÁI NGUYÊN – 2014 ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHỐI HỢP NHIỀU LÔ SẤY NHẰM NÂNG CAO MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA GIẤY Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 60 52 02 16 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT KHOA CHUYÊN MÔN TRƯỞNG KHOA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS NGUYỄN VĂN CHÍ PHÒNG QUẢN LÝ ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN – 2015 Trang L I CAM ĐOAN Tên là: Bùi Văn Bình Sinh ngày tháng năm Học viên lớp cao học khoá 14 CH.TĐH 01 - Trường đại học kỹ thuật Công nghiệp Thái Nguyên Hiện công tác : Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu phương pháp điều khiển phối hợp nhiều lô sấy nhằm nâng cao mức độ ổn định độ ẩm giấy” thầy giáo TS Nguyễn Văn Chí hướng dẫn nghiên cứu với tất tài liệu tham khảo có nguồn gốc, xuất xứ rõ ràng Thái Nguyên, ngày tháng năm 2015 Học viên Bùi Văn Bình Trang L I C M ƠN Sau thời gian nghiên cứu, làm việc khẩn trương hướng dẫn tận tình giúp đỡ thầy giáo TS Nguyễn Văn Chí, luận văn với đề tài “ Nghiên cứu phương pháp điều khiển phối hợp nhiều lô sấy nhằm nâng cao mức độ ổn định độ ẩm giấy ” hoàn thành Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới: Thầy giáo hướng dẫn TS Nguyễn Văn Chí tận tình dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn Các thầy cô giáo Trường Đại học kỹ thuật công nghiệp Thái Nguyên, số đồng nghiệp, quan tâm động viên, giúp đỡ tác giả suốt trình học tập để hoàn thành luận văn Mặc dù cố gắng hết sức, nhiên điều kiện thời gian kinh nghiệm thực tế thân ít, đề tài tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tác giả mong nhận đóng góp ý kiến thầy giáo, cô giáo bạn bè đồng nghiệp cho luận văn hoàn thiện Tôi xin chân thành cảm ơn! Thái Nguyên, ngày….tháng….năm 2015 Tác giả Bùi Văn Bình Trang MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT LỜI NÓI ĐẦU Chương GIỚI THIỆU VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT GIẤY VÀ VẤN ĐỀ TIÊU THỤ NĂNG LƯỢNG 1.1 Tổng quan trình sản xuất giấy 12 1.2 Vấn đề tiêu thụ lượng trình sản xuất giấy 14 1.3 Vấn đề tiết kiệm lượng trình sản xuất giấy 16 1.3.1 Vai trò việc nâng cao độ ổn định phần ướt 16 1.3.2 Nâng cao chất lượng điều khiển phần tháo nước 17 1.3.3 Nâng cao hiệu phần sấy khô 17 1.3.4 Tối ưu hóa tốc độ máy 18 1.4 Cách giải đề tài 18 1.5 Kết luận chương 18 Chương ĐIỀU KHIỂN ÁP SUẤT HƠI TRONG QUÁ TRÌNH SẤY 19 2.1 Cấu hình lô sấy công đoạn sấy khô 19 2.2 Hệ thống nước ngưng 20 2.3 Mạch vòng điều khiển độ ẩm 21 2.4 Mô hình hệ thống nước ngưng 26 2.4.1 Mô hình vật lý lô sấy 26 2.4.2 Nhận dạng mô hình áp suất 27 2.4.3 Hiệu chỉnh mô hình áp suất 28 2.4.4 Nhận dạng mô hình áp suất sử dụng phương pháp nhận dạng hộp xám 30 2.5 37 Điều khiển áp suất hệ thống sấy 2.5.1 Hiện tượng điều chỉnh áp suất dùng điều khiển PID cho mạch vòng điều chỉnh áp suất Trang 37 2.5.2 Khắc phục tượng điều chỉnh áp suất điều khiển ổn định độ ẩm giấy sử dụng điều khiển feedback feedforward 41 2.5.3 Điều khiển áp suất lô sấy sử dụng sách lược phản hồi trạng thái 44 2.6 Kết luận chương Chương 3.1 ĐIỀU KHIỂN ĐỘ ẨM CỦA GIẤY TRONG PHẦN SẤY KHÔ Mô hình phần sấy khô 49 3.1.1 Mô hình động học áp suất bão hòa vào lô sấy 49 3.1.2 Mô hình hệ thống thổi khí 50 3.2 Phương pháp Mid-Ranging 51 3.3 Điều khiển ổn định độ ẩm giấy sử dụng Mid-ranging hệ thống khí 52 3.3.1 Thiết kế mô hình điều khiển 52 3.3.2 Kết mô 56 3.4 56 Kết luận chương Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TẠI CÔNG TY GIẤY HVT 4.1 Giới thiệu hệ thống seo công ty HVT 58 4.2 Nhận dạng mô hình hệ thống đưa vào lô sấy 60 4.3 Kết điều khiển độ ẩm 62 4.4 Kết luận chương 63 Kết luận chung luận văn 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 66 Trang DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Từ viết tắt Tên tiếng Anh Tên tiếng Việt IPZ Intergator Pole Zero Quá trình có khâu tích phân, điểm cực điểm không PPZ Pole- Pole Zero Quá trình có hai điểm cực điểm không IMC Internal Model Control Điều khiển dựa mô hình nội HVT Công ty cổ phần giấy Hoàng Văn Thụ CD Crossing Direction Hướng ngang máy MD Machine Direction Hướng dọc theo máy PID Proportional Integral Derivative Controller Bộ điều khiển PID PI Proportional Integral Controller Bộ điều khiển PI Trang LỜI NÓI ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Giấy đóng vai trò quan trọng sống giấy sử dụng hầu hết sản phẩm người Công nghệ sản xuất giấy công nghệ có thay đổi, mục đích hệ thống máy tạo giấy tạo giấy hút nước khỏi giấy để tạo giấy khô với độ ẩm xác định trước tương ứng với loại giấy khác Do độ ẩm thông số quan trọng, nói quan trọng trình sản xuất giấy Công đoạn sấy giấy để đạt độ ẩm cần thiết công đoạn tiêu tốn nhiều lượng trình sản xuất giấy Đối với nhà máy sản xuất giấy chí công ty lớn, việc xây dựng hệ thống máy sản xuất giấy khoản đầu tư lớn, việc tìm kiếm giải pháp để nâng cao vấn đề ổn định độ ẩm đặt thực tiễn Việc nâng cao độ ổn định thông qua giải pháp điều khiển cài đặt hệ thống sản xuất giấy có cung cấp hiệu mặt kinh tế chất lượng giấy, kể đến sau: • Khi độ ẩm giấy thay đổi nhiều (không ổn định) ảnh hưởng bất lợi đến đến công đoạn xử lý máy cán, máy tráng bóng, dây chuyền đóng gói, chí ảnh hưởng đến chất lượng in Trong suốt trình sản xuất, độ ẩm giấy luôn đo theo dõi liên tục Giấy bị loại bỏ độ ẩm giấy không nằm phạm vi cho phép Điều chỉnh độ ẩm cho ổn định thay đổi theo yêu cầu cho phép lượng giấy bị loại bỏ hơn, lượng sử dụng qua chất lượng giấy tăng lên nhiều • Việc giảm thiểu thay đổi độ ẩm dẫn tới việc giảm thiểu tác động điều chỉnh, qua cấu chấp hành vận hành trơn tru có độ bền cao Trang • Giấy có độ ẩm ổn định, dẫn tới khối lượng ổn định giá bán lô giấy ổn định (vì giấy bán theo khối lượng) • Độ ẩm giấy ổn định tiết kiệm nguyên nhiên liệu, ví dụ nhà máy có công suất 1000 giấy/ ngày, giảm 0.1% dao động độ ẩm tiết kiệm 365 nguyên liệu thô năm [1] • Muốn tăng số lượng sản xuất giấy giải pháp thường dùng tăng tốc độ máy seo, nhiên phần sấy khô điểm nghẽn yêu cầu ổn định nhanh độ ẩm, phần sấy khô điều chỉnh ổn định độ ẩm tốc độ cao đẩy xuất hệ thống lên nhiều Một số phương pháp nhằm điều khiển ổn định độ ẩm giấy năm vừa qua với việc áp dụng lý thuyết điều khiển phương pháp sử dụng lọc Kalman điều khiển tối ưu [10] Ngày với đặc điểm sử dụng máy tính để điều khiển, nên việc sử dụng lý thuyết điều khiển đại áp dụng cho toán điều khiển ổn định độ ẩm ví dụ điều khiển thay đổi cực tiểu [11], điều khiển tự chỉnh[12], [13] Tuy nhiên phương pháp kể sử dụng chung mô hình cho tất lô sấy toàn trình(mà thực chất lô sấy có mô hình khác phụ thuộc vào độ ẩm giấy có từ lô sấy trước nó), chưa kể đến ảnh hưởng đồng thời áp suất vào lô sấy áp suất khí nén tới cấu chấp hành Chính việc tìm mô hình lô sấy cho phép có giải pháp điều khiển ổn định độ ẩm cách tốt [1] Mục tiêu nghiên cứu - Mục tiêu chung Trang Hiện công nghệ sản xuất giấy vấn đề điều khiển ổn định độ ẩm giấy công đoạn sấy toán điều khiển mang tính thời cấp bách Điều khiển ổn định độ ẩm qua nhiều lô sấy để đạt độ ẩm giấy sau khỏi phần sấy nhằm mục đích đảm bảo chất lượng giấy tiết kiệm lượng sấy đặc biệt lô sấy chạy tốc độ cao (>200 mét/phút) Như phần tổng quan nói, nhà máy giấy có công suất 1000 giấy ngày độ ẩm thay đổi không ổn định khoảng 0.1% theo khảo sát tiêu tốn thêm lượng nhiên liệu 365 tấn/năm Trong nhiều năm qua, đa số nhiệt độ lô sấy điều chỉnh tay cho lô sấy theo đường cong kinh nghiệm chuyển tiếp nhiệt độ lô sấy thường không ổn định phụ thuộc vào tốc độ, chất lượng nguyên liệu đầu vào, độ dày giấy, nhiệt độ môi trường quan trọng mô hình truyền nhiệt lô sấy chất độ làm việc khác dẫn tới độ ẩm giấy không ổn định Do việc nghiên cứu phương pháp điều khiển phối hợp nhiều lô sấy nhằm đảm bảo ổn định nhiệt độ giấy qua nâng cao chất lượng độ ẩm giấy tiết kiệm nhiên liệu gia nhiệt yêu cầu mang tính thời cấp bách Với vấn đề nêu, mục tiêu nghiên cứu đề tài nhằm: Tìm phương pháp điều khiển kết hợp nhiều lô sấy nhằm ổn định độ ẩm giấy qua nâng cao chất lượng giấy tiết kiệm nhiên liệu cho công đoạn gia nhiệt phần sấy - Mục tiêu cụ thể • Xác định cấu hình thành phần công đoạn sấy khô, nhiễu loạn tác động lên phần sấy khô • Xây dựng mô hình hệ thống nước ngưng, mô hình lô sấy, sử dụng phương pháp nhận dạng hộp xám để nhận dạng mô hình độ ẩm giấy dựa liệu thực nghiệm • Áp dụng chiến lược điều khiển Mid- Ranging để điều khiển ổn định độ ẩm giấy thông qua điều khiển phối hợp áp suất đặt điều khiển Trang 10 bù lại ảnh hưởng thời gian trễ cho trình ổn định với thời gian trễ lớn Hàm truyền IMC xác định C (s ) = H f (s )P +(s ) − H f (s )P +(s )P (s ) (3.1) với P (s ) mô hình trình, P + (s ) nghịch đảo thực tế mô hình trình, H f (s ) lọc thông thấp với hệ số khuếch đại tĩnh xác định từ hệ kín Hàm truyền trình xác định từ đáp ứng vòng hở Ví dụ từ Hình 3-6 đến Hình 3-7 ta có mô hình là: 0.2548s + 0.04887 −10s e (3.2) 617.3s + 35.66s + Độ mở van khí (%) Độ ẩm (%) P1(s ) = − Thời gian (s) Hình 3-6 Đáp ứng bước nhảy hàm truyền từ độ mở van hệ thống khí đến độ ẩm giấy Trang 53 Độ ẩm (%) Áp suất đặt (kPa) Thời gian (s) Hình 3-7 Đáp ứng bước nhảy hàm truyền từ áp suất đặt đến độ ẩm giấy P2 (s ) = − 0.1365 −40s e 61.5s + (3.3) P1(s ) có động học nhanh thời gian trễ ngắn so với P2 (s ) Tham số thiết kế cho điều khiển dựa mô hình nội H f (s ) Đối với C1(s) H f 1(s ) chọn H f 1(s ) =  τ  1 + s   ω  (3.4) Khi τ = hệ kín có điểm cực thực điểm cực có khoảng cách đến gốc tọa độ điểm cực hệ hở Khi τ > làm cho đáp ứng hệ kín chậm Ngoài hai điểm cực ra, P1(s) có điểm không Tuy nhiên thấy H f 1(s ) hệ có mô hình đơn giản hơn, ví dụ H f 1(s ) có hai điểm cực liên hợp điểm không, có hiệu cho trình từ độ mở van không khí đến độ ẩm giấy Do sử dụng lọc bậc (3.4) làm cho C1(s) mang tính thực tế hai trường hợp Ta chọn τ = 1, ω = 0.7 , H f 1(s ) điều khiển C 1(s ) Trang 54 H f 1(s ) = (1 + 1.4286s ) (3.5) (1 + C (s ) = 1.4286s ) 1− −617.3s − 35.66s − (0.2548s + 0.04887) (1 + 1.4286s ) e (3.6) −10s Một cách lý tưởng, ta thấy có đại lượng ảnh hưởng đến C2(s) CD(s) điều khiển điều chỉnh cho trình Bằng cách chèn C2(s) vào cấu trúc điều khiển Hình 3-5 với mục đích để điều chỉnh chậm tín hiệu u2 giá trị mong muốn Bộ lọc H f (s ) chọn H f (s ) = (3.7)   1 + τ2 s   ω  với τ2 chọn lớn gấp từ đến 10 lần τ1 với mục đích ngăn cách rõ ràng hai điều khiển C1(s) C2(s) miền tần số Ta chọn τ = 10, ω = 0.7 , H f (s ) điều khiển C (s ) H f (s ) = (1 + 14.2s ) (3.8) (1 + C (s ) = 1− 14.2s ) −61.5s − 0.1365 (3.9) (1 + 14.2s ) e −40s Trang 55 3.3.2 Kết mô Hình vẽ từ Hình 3-8 kết mô so sánh hai chiến lượng điều khiển độ ẩm giấy chiến lược điều khiển túy áp suất bão hòa đưa vào lô sấy chiến lược điều khiển Mid – ranging kết hợp điều khiển áp suất điều khiển lượng đưa vào buồng máy Do am (%) 0 200 400 600 800 1000 Time 1200 1400 1600 1800 Hình 3-8 So sánh phương pháp điều khiển áp suất bão hòa túy (đường nét liền) chiến lược điều khiển Mid –ranging với τ1 = 1, τ2 = 10 (đường nét chấm ) τ1 = 1.2, τ2 = 10 (đường nét đứt) Từ kết cho thấy chiến lược điều khiển Mid – ranging giảm mức độ dao động độ ẩm giấy so với chiến lược điều khiển túy áp suất bão hòa đưa vào lô sấy, kết tốt, qua nâng cao độ ẩm giấy Bằng cách thay đổi, hiệu chỉnh giá trị τ1, τ2 trình chạy thực nghiệm ta cải thiện mức độ ổn định giấy cho lô sấy cuối hệ thống sấy 3.4 Kết luận chương Chương luận văn nghiên cứu mô hình phần sấy khô, trình gồm 03 trình: Quá trình thứ điều chỉnh áp suất bão hòa Trang 56 vào lô sấy truyền nhiệt qua vỏ lô sấy truyền đến giấy, trình thứ hai trình truyền nhiệt qua giấy trình thứ ba điều chỉnh lưu lượng không khí thổi vào xung quanh lô sấy để làm cho nước bốc nhằm trì độ ẩm giấy Qua luận văn đề xuất sử dụng phương pháp điều khiển Mid – ranging nhằm điều khiển ổn định độ ẩm giấy thông qua điều khiển đồng thời hai trình điều chỉnh áp suất bão hòa vào lô sấy điều chỉnh lưu lượng không khí thổi vào xung quanh lô sấy để làm cho nước bốc nhằm trì độ ẩm giấy Kết mô cho thấy chiến lược điều khiển Mid – ranging cho kết độ ẩm ổn định hơn, mức độ dao động giảm so với chiến lược điều khiển áp suất đưa vào lô sấy túy Chất lượng ổn định áp suất hiệu chỉnh cách lựa chọn tham số τ1, τ2 Trang 57 Chương KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM TẠI CÔNG TY GIẤY HVT 4.1 Giới thiệu hệ thống seo công ty HVT Hệ thống seo công ty HVT hệ thống gồm 28 lô sấy, tốc độ 120m/phút chuyên sản suất giấy bao gói sản phẩm như: giấy bao gói xi măng, sản phẩm công nghiệp v.v Đây hệ thống sản xuất từ năm 1966 Châu Âu, qua nhiều năm hoạt động thiết bị hoạt động không xác cũ Hình vẽ sau hệ thống seo công ty Hình 4-1 Hệ thống seo công ty HVT Để điều khiển độ ẩm giấy, hệ thống nhà máy thực điều khiển lượng bão hòa đưa vào nhóm gồm 07 lô sấy, có 04 nhóm Hệ thống phần điều khiển lượng đưa vào buồng máy mà túy có quạt hút buồng máy chạy với tốc độ cố định Trang 58 Để đo độ ẩm, hệ thống dùng thiết bị quét từ trái sang phải đầu máy seo, trước giấy thành cuộn Hình 4-2 Hệ thống quét đo độ ẩm giấy thành phẩm Tín hiệu độ ẩm tốc độ máy seo chuyển thành chuẩn Profibus thông qua tủ điều khiển máy quét Tín hiệu qua cáp Profibus đưa tới tủ điều khiển độ ẩm thực chương trình giám sát máy tính Hình 4-3 Tủ điều khiển máy quét độ ẩm Chương trình giám sát kết nối với PLC s7, thực theo dõi ghi lại biến thiên độ ẩm Tính toán lượng áp suất cần thiết để đưa vào nhóm lô sấy để đưa điều khiển cấu chấp hành Các cấu chấp hành, tín hiệu đọc từ cảm biến giao tiếp với PLC Trang 59 Hình 4-4 Tủ điều khiển độ ẩm giấy Hình 4-5 Màn hình theo dõi giám sát độ ẩm, định lượng giấy thông số hệ thống 4.2 Nhận dạng mô hình hệ thống đưa vào lô sấy Mô hình 06 lô sấy 01 nhóm với kết sau: + Lô sấy G1(s ) = 0.00168 (97.22s + 1) s (7.27s + 1) e −1.0s (4.1) Trang 60 0.00350 (44.69s + 1) + Lô sấy G2 (s ) = + Lô sấy G2 (s ) = + Lô sấy G2 (s ) = + Lô sấy G2 (s ) = + Lô sấy G2 (s ) = s (2.61s + 1) e −1.0s 0.00158 (121.49s + 1) s (6.26s + 1) 0.00345 (44.98s + 1) s (3.70s + 1) 0.00112 (55.6s + 1) s (14.01s + 1) s (14.93s + 1) e −1.0s (4.3) e −1.0s (4.4) e −2.0s 0.00228 (90.10s + 1) (4.2) e −1.0s (4.5) (4.6) Do không thực điều chỉnh cho lô sấy, phần cứng hệ thống seo không cho phép ta sử dụng hàm truyền có giá trị trung bình cho nhóm 06 lô sấy sau: GN (s ) = 0.0023 (75.705s + 1) s (8.2467s + 1) e −1.1667s (4.7) Theo cách thiết kế điều khiển 02 bậc tự phần 2.2.1 ta có hai khâu feedforward tính e −1.1667s + 90.5s (1 + 8.2467s ) s Mu = 0.0023 (1 + 75.705s ) + 90.5s My = (4.8) Hai khâu điều khiển feedforward dùng để bù nhiễu trước, bù lại ảnh hưởng nhiễu tác động đến độ ẩm đầu Với đặc tính nhanh bù trước nhiễu ảnh hưởng nhiều đến hệ thống, khâu feedforward tính toán theo tài liệu [4],[5] Trang 61 4.3 Kết điều khiển độ ẩm Như trình bày chương luận văn giải pháp nâng cao độ ổn định độ ẩm sử dụng chiến lượng điều khiển Mid – Ranging, thực điều chỉnh đồng thời áp suất đưa vào lô sấy điều chỉnh lượng khí thồi vào buồng máy để kiểm soát tốt trình bay hơi, điều khiển tốt độ ẩm giấy Tuy nhiên nhà máy không sử dụng hệ thống điều chỉnh lượng khí thồi vào buồn máy, công nghệ cũ, không cho phép can thiệp cải tạo thêm từ phía người làm luận văn Chính kết thực nghiệm cài đặt thêm khâu feed forward trình bày chương hai để chuyển điều khiển PID nhóm lô sấy thành điều khiển hai bậc tự (phần 2.1.2) cách thêm vào hai khâu hiệu chỉnh Mu(s) My(s) tính công thức (4.8), thực cho nhóm lô sấy Sự hiệu chỉnh góp phần nâng cao chút độ ổn định giấy biểu đồ ghi lại máy tính theo dõi giám sát hình vẽ sau: Thời điểm chưa tác động hiệu chỉnh Thời điểm tác động hiệu chỉnh Hình 4-6 Kết thực nghiệm hiệu chỉnh điều khiển áp suất lô sấy đến độ ổn định độ ẩm Trang 62 Với độ ẩm đặt 7.1%, trước hiệu chỉnh điều khiển, dao động độ ẩm có thời điểm lên đến 1%, nhiên hiệu chỉnh điều khiển kết có tốt hơn, mức độ dao động độ ẩm 0.8% hình 4-7 Kết thông kê hình vẽ sau: Hình 4-7 Kết thống kê máy tính theo dõi giám sát 4.4 Kết luận chương Chương tiến hành tìm hiểu hệ thống sấy công ty HVT, xác định cấu trúc điều khiển độ ẩm giấy túy điều khiển áp suất đưa vào lô sấy Vì điều kiện nhà máy không cho phép can thiệp sâu thêm vào hệ thống thồi khí để kiểm soát trình bay giải pháp trình bày chương Chính kết thực nghiệm cài đặt thêm khâu feed forward trình bày chương hai để chuyển điều khiển PID nhóm lô sấy thành điều khiển hai bậc tự cách thêm vào hai khâu hiệu chỉnh feedforward Mu(s) My(s) Sự hiệu chỉnh góp phần nâng cao chút độ ổn định giấy kết trình bày nội dung chương Trang 63 Kết luận chung luận văn Luận văn với tên đề tài ““Nghiên cứu phương pháp điều khiển phối hợp nhiều lô sấy nhằm nâng cao mức độ ổn định độ ẩm giấy” ” thực nội dung trình bày chương cách tóm tắt sau: Chương 1: Chương trình bày tổng quan trình sản xuất giấy, đưa phân tích vấn đề tiệu thụ lượng trình sản xuất giấy, phần chiếm nhiều lượng công đoạn sấy khô Căn vào đề tài đưa cách giải đề tài với hướng tiết kiệm lượng thông qua việc điều chỉnh ổn định độ ẩm giấy sử dụng điều chỉnh áp suất đưa qua van với mục đích không tạo điều chỉnh bơm bão hòa vào lô sấy, qua giảm thiểu dao động áp suất lô sấy sử dụng phương pháp Mid-ranging nhằm can thiệp vào việc điều chỉnh lượng gió đưa vào buồng sấy Chương Trong chương 2, phần đầu tác giả đề tài nghiên cứu cấu hình lô sấy công đoạn sấy khô, hệ thống nước ngưng, mạch vòng điều khiển độ ẩm giấy Tiếp theo chương đề tài trình bày mô hình hệ thống nước ngưng, mô hình lô sấy Các mô hình biểu diễn dạng IZP, xuất phát từ nhược điểm mô hình IZP chương sử dụng cách thay khâu tích phân thành khâu quán tính có mô hình ZPP, mô hình phản ánh xác động học trình áp suất, chương đưa cách xác định tham số mô hình ZPP sử dụng liệu trình phương pháp nhận dạng hộp xám Chương trình bày nhược điểm điều khiển PID trình IZP ZPP, độ điều chỉnh Cách khắc phục sử dụng điều khiển bậc tự sử dụng khâu feedforward (khâu truyền thẳng) để loại bỏ tượng này, cách thứ hai sử dụng điều khiển phản hồi trạng thái Chương 3: Luận văn tìm hiểu mô hình phần sấy khô, trình gồm 03 trình: Quá trình thứ điều chỉnh áp suất bão hòa vào lô sấy truyền nhiệt qua vỏ lô sấy truyền đến giấy, trình thứ hai Trang 64 trình truyền nhiệt qua giấy trình thứ ba điều chỉnh lưu lượng không khí thổi vào xung quanh lô sấy để làm cho nước bốc nhằm trì độ ẩm giấy Qua luận văn sử dụng phương pháp điều khiển Mid – ranging nhằm điều khiển ổn định độ ẩm giấy thông qua điều khiển đồng thời hai trình điều chỉnh áp suất bão hòa vào lô sấy điều chỉnh lưu lượng không khí thổi vào xung quanh lô sấy để làm cho nước bốc nhằm trì độ ẩm giấy Kết mô cho thấy chiến lược điều khiển Mid – ranging cho kết độ ẩm ổn định Chương 4: Cài đặt thêm khâu feed forward trình bày chương hai để chuyển điều khiển PID nhóm lô sấy thành điều khiển hai bậc tự cách thêm vào hai khâu hiệu chỉnh feedforward Sự hiệu chỉnh góp phần nâng cao chút độ ổn định giấy Hướng nghiên cứu tiếp: • Nghiên cứu cách đưa cách lựa chọn thông số điều khiển Mid-ranging theo tham số thực tế hệ thống sấy nhằm nâng cao độ ổn định giấy Trang 65 TÀI LI U THAM KH O [1] Dagens Industri (2004): “Skogsindustrierna tappar mark i tuff konkurrens.” Dagens Industri (a swedish daily paper), published 2004-02-14 [2] Ola Slätteke, (2006), “Modeling and Control of the Paper Machine Drying Section” Department of Automatic Control Lund University Lund, January 2006, PhD thesis [3] Antonio Visioli, “Practical PID control” Springer 2006 [4] Astrom, K J and T Hagglund (1995) PID Controllers: Theory, Design and Tuning ISA Press Research Triangle Park, USA [5] Åström, K J., and T Hägglund (2005): Advanced PID control, Instrument Society of America, Research Triangle Park, NC [6] Peter van overschee, bart de moor, Subspace identification for linear systems, Theory- Implementation–Applications, kluwer academic publishers, Boston/London/Dordrecht, 1996 [7] Paul M.J Van den Hof Xavier Bombois, System Identification for Control, Lecture Notes DISC Course, Delft Center for Systems and Control Delft University of Technology, March 2004 [8] Lennart Ljung, System Identification: Theory for the User, Second Edition, Prentice Hall PTR, 1999 [9] Peter Van Overschee Bart De Moor, NSID Subspace Algorithms for the Identication of ombined Deterministic Stochastic Systems, Automatica Special Issue on Statistical Processing and Control, 1994 [10] Dumont, G A., M S Davies, and K Natarajan (1993): “Estimation of moisture variations on paper machines.” IEEE Transactions on Control Systems Technology, 1(2) [11] Åström, K J (1967): “Computer control of a paper machine an application of linear stochastic control theory.” IBM Journal of Research and Development, 11(4) [12] Dumont, G A (1986): “Applications of advanced control methods in the pulp and paper industry: a survey.” Automatica, 22(2) Trang 66 [13] Bialkowski, W L (2000), “Advanced process control: Is it a cure for all process control needs”, The Entech Report, vol 12, no [14] Natarajan, K., G A Dumont, and M S Davies (1988): “An algorithm for estimating cross and machine direction moisture profiles for paper machines.” IFAC/IFORS Symposium, pp 1091í1096, Beijing, PRC [15] Chen, S.-C., and R Subbarayan (1999): “Cross-machine direction response modeling with two-dimensional sheet variations measurements.” in Proceedings of American Control Conference, pp 3082í3086, San Diego, CA [16] Allison, B J., and A J Isaksson (1998): “Design and performance of midranging controllers.” Journal of Process Control, 8(56), pp 469 -474 [17] Allison, B J., and S Ogawa (2003): “Design and tuning of valve position controllers with industrial applications.” Transactions of the Institute of Measurements and Control, 25(1) Trang 67 ... THUẬT CÔNG NGHIỆP BÙI VĂN BÌNH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP ĐIỀU KHIỂN PHỐI HỢP NHIỀU LÔ SẤY NHẰM NÂNG CAO MỨC ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA GIẤY Chuyên ngành: Kỹ thuật điều khiển tự động hóa Mã số: 60 52 02 16... vào, độ dày giấy, nhiệt độ môi trường quan trọng mô hình truyền nhiệt lô sấy chất độ làm việc khác dẫn tới độ ẩm giấy không ổn định Do việc nghiên cứu phương pháp điều khiển phối hợp nhiều lô sấy. .. toán điều khiển mang tính thời cấp bách Điều khiển ổn định độ ẩm qua nhiều lô sấy để đạt độ ẩm giấy sau khỏi phần sấy nhằm mục đích đảm bảo chất lượng giấy tiết kiệm lượng sấy đặc biệt lô sấy