Nghiên cứu hệ điều khiển buồng sấy dây chuyền xeo giấy

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN HƯNG NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN BUỒNG SẤY DÂY CHUYỀN XEO GIẤY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA Hà Nội - 2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - NGUYỄN VĂN HƯNG NGHIÊN CỨU HỆ ĐIỀU KHIỂN BUỒNG SẤY DÂY CHUYỀN XEO GIẤY LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CHUYÊN NGÀNH: TỰ ĐỘNG HÓA NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS BÙI QUỐC KHÁNH Hà Nội - 2008 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp tơi tự hồn thành hướng dẫn thầy giáo PGS.TS BÙI QUỐC KHÁNH Các số liệu kết luận văn hoàn toàn trung thực Để hoàn thành luận văn này, sử dụng tài liệu tham khảo ghi mục tài liệu tham khảo, không sử dụng tài liệu khác mà không liệt kê phần tài liệu tham khảo Học viên NGUYỄN VĂN HƯNG Lời mở đầu Trong dịp công tác nhà máy giấy Bãi Bằng với nhiệm vụ: Nâng cao tốc độ quay lô sấy phân xưởng Xeo nhà máy Sau trình làm việc, tác giả nhận thấy, đối tượng lý thú hấp dẫn, hệ điều khiển buồng sấy giấy Lý tác giả quan tâm tới điều việc nâng cao tốc độ quay lơ sấy có liên quan tới hệ Thực tế, dây chuyền xây dựng từ năm 80 kỷ trước, vậy, tồn số vấn đề cần nâng cấp, khắc phục Và mục đích cuối ý tưởng nâng cấp nâng cao hiệu sử dụng vốn đem lại lợi ích kinh tế cao Bản luận văn giới hạn việc tìm hiểu, nghiên cứu đưa đề xuất giải pháp nâng cao chất lượng điều khiển cho khâu sấy phân xưởng Xeo nhà máy giấy nói chung, giấy Bãi Bằng nói riêng Tác giả tập trung tìm hiểu phân tích dây chuyền xeo nói chung hệ thống thực dây chuyền nhà máy giấy Bãi Bằng nói riêng, để đưa kết luận thực mơ hình hóa đối tượng Sau đó, đưa cấu trúc điều khiển để thực nâng cao chất lượng điều khiển cho hệ thống Thực sự, q trình tìm hiểu, tác giả khơng tìm nghiên cứu trước hệ sấy cho xưởng Xeo nhà máy giấy nước ta Do vậy, tồn kiến thức có tham khảo sách nước ngoài, đặc biệt khoảng thời gian thực tế nhà máy Bãi Bằng Tôi thực cám ơn giúp đỡ nhiệt tình anh chị kỹ sư, cơng nhân thuộc tổ Nghi khí tổ Cơng nghệ nhà máy Đồng thời, xin cám ơn PGS Bùi Quốc Khánh TS Phạm Quang Đăng, hai người có kinh nghiệm làm việc thực tế xưởng Xeo với kiến thức chuyên sâu dẫn nhiệt tình cho tác giả trình làm luận văn Tôi cung xin gửi lời cám ơn tới đồng nghiệp tơi góp ý, hỗ trợ tơi suốt thời gian thực luận văn Hà nội, ngày 16 tháng 11 năm 2008 Học viên Nguyễn Văn Hưng Mục lục Lời cam đoan Lời mở đầu Mục lục Danh mục hình vẽ Chương 1: Công nghệ xeo giấy nhà máy sản xuất giấy 1.1 Giới thiệu chung công nghệ sản xuất giấy 1.2 Những tồn khâu sấy 10 1.2.1 Vai trò quan trọng khâu sấy 10 1.2.2 Những tồn cần khác phục 12 Chương 2: Nguyên lý hoạt động trình sấy xưởng Xeo 15 2.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động khâu sấy 15 2.2.1 Cấu hình lô sấy phân xưởng Xeo 16 2.2.2 Hệ thống hệ thống xử lý nước ngưng phân xưởng Xeo 19 2.2.3 Vòng điều khiển lượng ẩm 22 2.3 Mô tả hoạt động buồng thơng gió 27 2.3.1 Điểm sương 28 2.3.2 Cấu trúc buồng thông gió 29 2.3 Các giải pháp nâng cao chất lượng điều khiển 32 Chương 3: Mơ hình hóa xây dựng cấu trúc điều khiển 37 3.1 Mơ hình hóa lơ sấy 37 3.1.1.Mơ hình kinh nghiệm 37 3.1.2 Mơ hình động lơ sấy 39 3.2 Phương pháp nhận dạng đối tượng từ thực nghiệm 46 3.2.1 Nhận dạng q trình có dạng IPZ qua đáp ứng bước 47 3.2.2 Nhận dạng trình FOPDT qua đáp ứng bước 49 3.3 Ứng dụng buồng thơng gió vào điều khiển độ ẩm gió 50 3.3.1 Nhận dạng đối tượng ứng dụng buồng khí điều khiển độ ẩm giấy 50 3.3.2 Cấu trúc điều khiển mid-ranging 52 3.3.3 Lợi ích đem lại từ cấu trúc mid-ranging cho hệ sấy 55 3.4 Xây dựng cấu trúc điều khiển 58 3.4.1 Bộ điều khiển cho vòng điều khiển áp suất 58 3.4.2 Thiết kế điều khiển cho vòng điều khiển độ ẩm phương pháp IMC 61 3.4.3 Tính tốn điều khiển theo phương pháp mơ hình nội IMC 67 Chương 4: Mô nhận xét 71 4.1 Mơ vịng điều khiển áp suất cho đối tượng IPZ 71 4.2 Bộ điều khiển IMC cho vòng điều khiển độ ẩm 73 4.2.1 Ứng dụng điều khiển IMC cho vòng điều khiển độ ẩm dùng 73 4.2.2 Vòng điều khiển IMC cho đối tượng buồng thơng gió 75 4.3 Vòng điều khiển độ ẩm với cấu trúc mid-ranging 75 4.4 Nhận xét kết 80 Kết luận 82 Tài liệu tham khảo 83 Danh mục hình vẽ Hình 1.1: Tổng quan cơng nghệ sản xuất giấy Hình 1.2: Quá trình sấy giấy Hình 2.1: Buồng sấy giấy đại hãng Metso Hình 2.2 : Các lơ sấy dây chuyền sản xuất giấy Hình 2.3a: Cấu hình lơ sấy kép Hình 2.3b: Cấu hình lơ sấy đơn Hình 2.4 : Hai lơ sấy lạnh nhóm sấy cuối Hình 2.5: Bố trí lơ sấy nhóm sấy Hình 2.6 Bố trí hai nhóm sấy theo kiểu cascade Hình 2.7: Bố trí kiểu cascade với bốn nhóm sấy Hình 2.8: Hệ sấy sử dụng nén Hình 2.9 Đường đo máy scanner Hình 2.10: Áp suất đặt nhóm lơ sấy Hình 2.11.: Điểm đặt r điều khiển độ ẩm Hình 2.12: Cấu trúc điều khiển thường gặp vịng điều khiển độ ẩm Hình 2.13 : Các thơng số liên quan khâu sấy Hình 2.14: Hai yếu tố tự nhiên ảnh hưởng tới trình sấy Hình 2.15 : Ngun lý cấu tạo hệ thống thơng gió buồng sấy Hình 2.16 : Cấu hình hộp thổi khí khoang sấy kép đơn Hình 2.17: Vị trí hộp gió dây chuyền sấy đại hãng Metso Hình 2.18 : Áp suất buồng thơng gió Hình 2.19 : Hệ Xeo dây chuyền nhà máy Bãi Bằng Hình 2.20: Mơ tả hệ điều khiển sấy dây chuyền Xeo Hình 2.21 : Hiện tượng đứt giấy buồng sấy Hình 3.1: Đáp ứng bước vịng hở mơ hình đối tượng IPZ Hình 3.2: Gradient nhiệt độ lơ sấy Hình 3.3 : Đáp ứng bước Step mơ hình IPZ Hình 3.4: Đáp ứng bước trình FOPDT Hình 3.5 : Đáp ứng độ ẩm giấy điếm sương nguồn cấp khí thay đổi Hình 3.6: Ứng dụng điển hình cấu trúc điều khiển dải Hình 3.7: Cấu trúc điều khiển dải đơn giản Hình 3.8: Cấu trúc điều khiển dải cho điều chỉnh vị trí van Hình 3.9: Cấu trúc điều khiển dải kiểu lai Hình 3.10 a: Cơng suất sấy hệ buồng gió Hình 3.10 b: Công suất tổng kết hợp hai hệ khí Hình 3.10 c: Vùng làm việc đáp ứng nhanh hai hệ khí Hình 3.11 :Vịng điều khiển áp suất Hình 3.12 Sơ đồ khối mạch vịng điều khiển cho đối tượng IPZ Hình 3.13: Đánh giá chất lượng trình độ qua số Ms Hình 3.14: Cấu trúc mid-ranging đề xuất áp dụng điều khiển độ ẩm Hình 3.15: Điều khiển vịng hở Hình 3.16: Sơ đồ điều khiển mơ hình nội Hình 3.17: Chuyển đổi tương đương điều khiển mơ hình nội Hình 3.18: Dạng thu gọn điều khiển mơ hình nội Hình 4.1: Vịng điều khiển áp suất Hình 4.2: Bảng tham số cho đối tượng IPZ Hình 4.3 :Các tham số cho đối tượng IPZ Hình 4.4 Đáp ứng điều khiển PID cho đối tượng IPZ Hình 4.5 : Cấu trúc điều khiển IMC (lý tưởng) Hình 4.6 : Khả loại trừ nhiễu tốt Hình 4.7: Bộ điều khiển PID tổng hợp theo IMC Hình 4.8 : Đáp ứng đầu Hình 4.9: Cấu trúc điều khiển mid-ranging cho hệ điều khiển độ ẩm Hình 4.10 : Giá trị tham số cho đối tượng Process Object Hình 4.11 : Giá trị tham số cho đối tượng Process Object1 Hình 4.12: Tham số cho điều khiển PID2 Hình 4.13: Tham số cho điều khiển PID1 Hình 4.14 : Đáp ứng tín hiệu điều khiển cấu chấp hành hệ thống (trên) van gió buồng gió (dưới) Hình 4.15: Đáp ứng đầu hai hệ: Khơng có mid-ranging (trên) hệ mid-ranging (dưới) Hình 4.16: Đáp ứng tín hiệu điều khiển cấu chấp hành hệ thống (trên) van gió (dưới) Hình 4.17 : Đáp ứng đầu hai hệ: Khơng có mid-ranging (trên) hệ mid-ranging (dưới) Chương 1: Công nghệ xeo giấy nhà máy sản xuất giấy Chương nêu lên vai trò quan trọng giấy đời sống người Đồng thời giới thiệu vắn tắt công nghệ sản xuất giấy vai trò quan trọng khâu sấy nhà máy giấy, công nghệ khảo sát thực tế nhà máy giấy Bãi Bằng Tiếp theo, qua thực tế, tác giả đưa cố thường gặp khâu sấy nhiệm vụ cần giải 1.1 Giới thiệu chung cơng nghệ sản xuất giấy Ngày nay, giấy đóng vai trò quan trọng đời sống thường ngày chúng ta, giấy sử dụng hầu hết lĩnh vực đời sống in ấn, viết, cho đóng gói, cho ứng dụng khác giấy ăn hay giấy vệ sinh Những sản phẩm có chất lượng khác nhiều Một số loại giấy đòi hỏi chất lượng cao là: • Giấy cho in ấn viết, • Giấy in cho báo tạp chí, • Giấy ăn cao cấp, • Giấy in tiền, • Giấy đóng gói • Giấy bìa cứng Trong thời đại phát triển ngày nay, giấy trở thành nguyên liệu xuất khắp nơi giới Giấy đóng vai trị thực quan trọng đời sống hàng ngày người Ngành cơng nghiệp giấy ngành cơng nghiệp địi hỏi vốn lớn mơi trường cạnh tranh cao Điều thể hiển áp lực giá sản phẩm Áp lực giá dựa sản phẩm thành phẩm cho thấy lợi nhuận đơn vị sản phẩm nhỏ, người sản xuất thực thu lợi nhuận cao sản xuất với số lượng lớn Trước tìm hiểu vấn đề điều khiển khâu sấy xưởng xeo, ta tìm hiểu nguyên lý chung công nghệ sản xuất giấy qua công đoạn sau: a Công đoạn xử lý nguyên liệu: Nguyên liệu tre nứa gỗ từ bãi nguyên liệu đưa vào băng chuyền, phun rửa trước vào máy chặt Tại máy chặt tre nứa, gỗ đập dập, chặt thành mảnh nhỏ có kích thước yêu cầu, sau đưa qua hệ thống rửa mảnh qua băng tải đến sân chứa mảnh suất cỡ vài trục tấn/h Gỗ đưa đến hệ thống bóc vỏ băng tải xích đưa vào thùng bóc vỏ Sau bóc vỏ gỗ chặt theo kích thước u cầu Sau mảnh gỗ đưa qua sàng chọn đến sân chứa mảnh gỗ Năng suất máy chặt gỗ khoảng từ 20-60 tấn/h tuỳ thuộc công suất nhà máy Mảnh tre nứa gỗ thổi đến nồi nấu theo tỷ lệ yêu cầu b Công đoạn nấu: Bột giấy sản suất theo phương pháp sunphát có cơng đoạn thu hồi hoá chất Nguyên liệu nấu mẻ nồi nấu bột hình trụ đứng Sau nấu xong bột, phóng sang bể phóng có dung tích cỡ 400-500 m Từ bể phóng bột chuyển qua máy đánh tơi đưa đến phận rửa Năng suất nấu bột khoảng 150-200 tấn/ngày (Số liệu lấy từ nhà máy giấy Bãi Bằng) c Công đoạn rửa sàng: Bột sau qua máy đánh tơi đưa tới máy rửa lọc chân không Tại bột rửa để thu hồi hoá chất nấu bột dịch đen lỗng có nồng độ cỡ 13%, sau đưa tới hệ thống chưng bốc Bột đen rửa đưa tới hệ thống sàng gồm: sàng áp lực, sàng thô sàng lọc cát Mấu mắt bột sống bị loại khỏi bột đưa xuống sàng, cô đặc xuống vít tải thải ngồi Bột tốt đưa tới công đoạn tẩy trắng d Công đoạn tẩy trắng: Bột từ sàng đưa vào bể chứa từ bể chứa bột đen đưa vào tẩy trắng Công đoạn tẩy gồm giai đoạn: - Bột clo hố Cl , - Sau đó, kiềm hoá để loại bỏ hợp chất mầu clorua lignin khỏi bột, - Tiếp theo, bột tẩy tiếp NaClO để nồng độ trắng tăng lên theo yêu cầu Để đảm bảo độ trắng tăng theo yêu cầu đặt ra, phải thực công đoạn tẩy diễn cách nghiêm túc, trì thích hợp yếu tố: nồng độ bột, mức dùng hoá chất, nhiệt độ, thời gian độ PH - Bột sau tẩy trắng đưa vào bể chứa để đưa sang phân xưởng xeo giấy Năng suất công đoạn tẩy trắng tính theo hàng trăm tấn/ngày e Cơng đoạn xeo giấy: Trước vào máy xeo, bột giấy đưa qua hệ thống nghiền côn để làm tăng diện tích tiếp xúc, tăng khả liên kết thớ sợi với tạo điều kiện cho khả hình thành tờ giấy tốt Sau nghiền bột phối hợp với phụ gia khác như: cao lanh, nhựa thông , phèn số chất khác mức độ phù hợp với yêu cầu chất lượng giấy Sau bột qua hệ thống phụ trợ: Sàng áp lực, lọc cát, để loại bỏ chùm sơ sợi cát sạn đưa lên hòm phun bột Bột phun lên lưới hình thành tờ giấy ướt có độ khơ 18-20% qua hệ thống ép ướt, độ khô cửa tờ giấy đạt 40%, đưa vào hệ thống sấy Tại giấy sấy khơ ổn định độ khơ 93-94% Sau tờ giấy xử lý để làm nhẵn bề mặt, mịn chuyển đến phận cuộn lại phận hồn thành để gia cơng, chế biến thành sản phẩm giấy cuộn, giấy A4, A3, giấy học sinh…theo yêu cầu khách hàng Có thể thay thành phần trễ bàng xấp xỉ Pade sau: e −θ s ≈ 1− 1+ θ θ s s ⎛ θ ⎞ ⎜1 − s ⎟ Ke ⎛ K ⎞⎝ ⎠ % Trong trường hợp G p ( s ) = =⎜ ⎟ 1+τ s ⎝ 1+τ s ⎠ ⎛ θ ⎞ ⎜1 + s ⎟ ⎝ ⎠ −θ s Với G% p+ ( s) = θ K G% p− ( s) = − s θ (1 + τ s ) ⎛⎜1 + s ⎞⎟ ⎝ ⎠ Từ dẫn đến GPID ( s ) = G% ( s ) G f ( s ) + p −1 − p − G ( s )G f ( s ) = (1 + τ s ) ⎛⎜1 + ⎝ K s⎟ ⎠ 1+τ f s θ ⎞ 1− Đơn giản biểu thức thu được: GPID ( s) = (1 + τ s ) ⎛⎜1 + 1− θ s 1+τ f s θ ⎞ s⎟ ⎠ θ⎞ ⎛ K ⎜τ f + ⎟ s 2⎠ ⎝ ⎝ ⎡ ⎤ ⎣ i ⎦ Lại so sánh với điều khiển PID lý tưởng K c ⎢1 + + sTd ⎥ thu được: Ts θ⎞ ⎛ ⎜τ + ⎟ 2⎠ Kc = ⎝ θ⎞ ⎛ K ⎜τ f + ⎟ 2⎠ ⎝ Ti = θ +τ Td = τθ ⎛θ ⎞ ⎜ +τ ⎟ ⎝2 ⎠ 69 Kết luận: Như vậy, chương trình bày toàn vấn đề liên quan tới đối tượng điều khiển phương pháp thiết kế, xây dựng điều khiển cấu trúc điều khiển Ở vịng điều khiển áp suất lơ sấy, đối tượng điều khiển mơ hình hóa dạng khâu có hàm truyền IPZ Qua trình bày mơ hình vật lý lơ sây chứng tỏ mơ hình kinh nghiệm Đối với vòng điều khiển độ ẩm giấy, đề cập đến cấu trúc mid-ranging để kết hợp hệ thông hệ thống buồng gió để nâng cao chất lượng điều khiển cho trình Đây điểm ý mục tiêu nghiên cứu luận văn Việc tổng hợp điều khiển cho vòng điều khiển ẩm thực phương pháp mơ hình nội IMC có ưu phân tích Chương trình bày kết mơ để kiểm nghiệm lại lý luận đưa chương 70 Chương 4: Mô nhận xét Mục đích chương thực mơ tồn q trình dựa vào cấu trúc điều khiển mid-ranging để chứng tỏ chất lượng điều khiển vượt trội sử dụng kết hợp điều khiển áp suất với điều khiển điểm sương buồng thơng gió Một mục đích cao việc sử dụng kết hợp hai biến điều khiển để điều khiển độ khô giấy thực giải pháp tiết kiệm lượng cho phân xưởng Thực tế, điều kiện Việt Nam chúng ta, vấn đề nhận dạng đối tượng thực kho khăn, dây chuyền liên tục sản xuất Do vậy, mơ phỏng, tham số mơ hình đối tượng dựa số liệu nghiên cứu có 4.1 Mơ vịng điều khiển áp suất cho đối tượng IPZ Như đề cập chương 2, vòng điều khiển áp suất vòng điều khiển sở q trình sấy Vịng điều khiển áp suất thực điều khiển đối tượng có dạng IPZ với hàm truyền sau: GIPZ ( s ) = kv (1 + sT1 ) − sL e s (1 + sT2 ) Hình 4.1: Vịng điều khiển áp suất Thực mơ đối tượng có thơng số là: GIPZ ( s) = 0, 01 (1 + 100s) −1,5 s e s(1 + 10s ) Việc tính tốn tham số điều khiển dựa vào công thức nêu mục 3.4.1.Khi thơng số điều khiển PI là: 71 Hình 4.2: Bảng tham số cho đối tượng IPZ Hình 4.3 :Các tham số cho đối tượng IPZ Ms=1,1 với Kc=0,63 Ti=8,89 Ms=1,3 với Kc=1,12 Ti=7,15 Kết mô cho hai tham số là: 72 Ms=1,1 Ms=1,3 Hình 4.4 Đáp ứng điều khiển PID cho đối tượng IPZ 4.2 Bộ điều khiển IMC cho vòng điều khiển độ ẩm 4.2.1 Ứng dụng điều khiển IMC cho vòng điều khiển độ ẩm dùng Mục này, thực kiểm tra lại vấn đề lý thuyết đưa cho cấu trúc điều khiển mơ hình nội Theo tính tốn lý thuyết, ta xây dựng lại sơ đồ mô sau: Hình 4.5 : Cấu trúc điều khiển IMC (lý tưởng) Hàm truyền đối tượng mô có dạng: G ( s) = 0,1361 e−40 s (1 + 61.5s ) 73 Kết mô (lý tưởng): Hình 4.6 : Khả loại trừ nhiễu tốt Tổng hợp thông số điều khiển PID theo phương pháp IMC Hình 4.7: Bộ điều khiển PID tổng hợp theo IMC Xấp xỉ theo Pade, tổng hợp điều khiển PID theo phương pháp IMC: 74 Hình 4.8: Đáp ứng đầu tổng hợp đk theo IMC Như vậy, tổng hợp điều khiển PID theo phương pháp IMC đáp ứng đầu tốt khơng kết mơ hình lý tưởng Tuy vậy, khả chống nhiễu tốt 4.2.2 Vịng điều khiển IMC cho đối tượng buồng thơng gió Đối tượng điều khiển cho buồng thơng gió có hàm truyền dạng khâu qn tính bậc có trễ (FOPDT) Vòng điều khiển tương tự vòng điều khiển ứng dụng để điều khiển độ ẩm giấy Kết đem lại tương tự 4.3 Vòng điều khiển độ ẩm với cấu trúc mid-ranging Như đề cập chương 3, việc điều khiển độ ẩm thực kết hợp hai biến đầu vào điều khiển áp suất điều khiển buồng thơng gió khâu sấy Việc kết hợp hai biến điều khiển thực cấu trúc điều khiển mid-ranging (điều khiển dải giữa) Mặt khác trình điều khiển độ ẩm giấy trình có thời gian chết lớn, vậy, để đạt đáp ứng điều khiển nhanh sử dụng kết hợp chiến lược điều khiển mơ hình nội IMC Mạch mơ phỏng: 75 Hình 4.9: Cấu trúc điều khiển mid-ranging cho hệ điều khiển độ ẩm Hàm truyền hai đối tượng tương ứng là: Gp1( s) = 0, 02 e −10 s tướng ứng với hệ thống gió (1 + 12s) e−40 s tương ứng với hệ thống G ( s) = 0, 0565 (1 + 81.5s) Mơ tả: Trong tốn mơ trên, thời điểm t = 1000s, tác động tín hiệu bước đầu vào đặt (setpoint) Sp = Tai thời điểm t = 1500s Xuất nhiễu đầu 76 Hình 4.10 : Giá trị tham số cho đối tượng Process Object Hình 4.11 : Giá trị tham số cho đối tượng Process Object1 Hình 4.12: Tham số cho điều khiển PID2 77 Hình 4.13: Tham số cho điều khiển PID1 Thay đổi tham số điều khiển PID1: Với K=33.33, đáp ứng sau: Hình 4.14 : Đáp ứng tín hiệu điều khiển cấu chấp hành hệ thống (trên) van gió buồng gió (dưới) 78 Hình 4.15: Đáp ứng đầu hai hệ: Khơng có mid-ranging (trên) hệ mid-ranging (dưới) Với K=90, đáp ứng là: Hình 4.16: Đáp ứng tín hiệu điều khiển cấu chấp hành hệ thống (trên) van gió buồng gió (dưới) 79 Hình 4.17 : Đáp ứng đầu hai hệ: Khơng có mid-ranging (trên) hệ mid-ranging (dưới) 4.4 Nhận xét kết Từ kết mơ ta thấy, Hình 4.14 Hình 4.16 Khi kết hợp hai cấu chấp hành hệ hệ gió theo cấu trúc điều khiển mid-ranging đem lại lợi ích sau: Đáp ứng đầu nhanh Điều thể thay đổi điểm đặt thời điểm t = 1000 s, chấp hành nhanh (hệ thơng gió) có số thời gian nhỏ thời gian trễ nhỏ đáp ứng trước khoảng hoạt động (0-100%) Trong chấp hành chậm (hệ hơi) có số thời gian lớn thời gian trễ lớn lại có đầu tác động chậm từ từ Khả chống nhiễu tốt Điều thể đáp ứng nhanh có nhiễu tác động đầu thời điểm t= 1500s Quan sát Hình 4.14 Hình 4.16 vùng khoanh trịn thời điểm t = 1500s ta thấy, tín hiệu điều khiển cho hệ thơng khí (buồng gió) tác động tín hiệu điều khiển cho hệ (hơi cấp cho lô sấy) không thay đổi Điều có ta sử dụng kết hợp chấp hành tác động nhanh (buồng gió) để nhanh chóng đáp ứng giá trị đặt mong muốn khí có nhiễu Ngồi ra, tăng 80 hệ số khuếch đại điều khiển cho hệ gió đáp ứng đầu tác động nhanh làm hệ dễ dao động, cần chọn hệ số cho phù hợp Ngoài hai điểm trên, việc sử dụng kết hợp hai cấu chấp hành để điều khiển đầu đem lại hiệu nâng cao cơng suất sấy tồn hệ, cơng suất hệ gió khơng lớn làm giảm làm việc vùng cơng suất cao cho hệ 81 Kết luận Như vậy, trình nghiên cưu thực luận này, xuất phát từ thực tế cho thấy tồn có khâu sấy nhà máy giấy Bãi Bằng Những tồn thời gian để lại, nhà máy xây dựng từ năm 80 kỷ trước nên không tránh khỏi lạc hậu thiết bị công nghệ Những tồn làm việc khơng ổn định hệ thống điều khiển ngoại trừ vòng điều khiển áp suất vịng điều khiển độ ẩm thực tay, theo kinh nghiệm Bằng việc tìm hiểu, nghiên cứu cấu tạo nguyên lý làm việc hệ thống buồng sấy đưa nguyên nhân tồn đề xuất giải pháp khác phục tồn Giáp pháp đưa việc sử dụng kết hợp chấp hành dùng đưa vào lô sấy chấp hành sử dụng buồng gió để điều khiển biến độ ẩm giấy Q trình phân tích đưa lập luận lý thuyết chứng minh mô matlab simulink Kết mô chưa thực mỹ mãn thể ý tưởng cấu trúc điều khiển mid-ranging Thực trình làm luận văn này, thời gian hạn hẹp kiến thức hạn chế nên ý định đặt ban đầu thực chưa mong muốn Ngoài vấn đề nâng cao khả đáp ứng hệ điều khiển cấu trúc mid-ranging, tơi cịn mong muốn nâng cao chất lượng điều khiển hệ tình có nhiễu đầu vào cố đứt giấy cấu trúc điều khiển bù trước feedforward Cấu trúc tác động cho hệ thống cấp đáp ứng nhanh lại nhiễu Tôi hy vọng tương lai gần, nghiên cứu triển khai tiếp áp dụng đề xuất vào hệ thống thực thông qua hệ thống DCS Yokogawa hay DeltaV 82 Tài liệu tham khảo Tiếng Việt [1] Hoàng Minh Sơn: Cơ sở hệ thống Điều khiển trình Nhà xuất Bách Khoa – 2006 [2] Nguyễn Phùng Quang: MATLAB Simulink dành cho kĩ sư Điều khiển tự động Nhà xuất Khoa học kĩ thuật-2004 [3] Phạm Công Ngô: Lý thuyết điều khiển tự động Nhà xuất Khoa học kĩ thuật -2001 [4] Cty giấy Bãi Bằng: Tài liệu kỹ thuật máy xấy phân xưởng Xeo – 1982 Tiếng Anh [5] Jenny Akvall: Dryer section control in paper machine during web break 2004 [6] Osleat: Modeling and control of paper machine drying section 2006 [7] www.metso.com [8] C Smith, A Corripio: Principles and practice of automatic control process 1997 [9] Ming.T.Tham: Introduction of Robust control 2002 83 ... 02/2007 Hình : Hệ Xeo dây chuyền nhà máy Bãi Bằng Hình 2.19 : Hệ Xeo dây chuyền nhà máy Bãi Bằng 33 Hệ điều khiển sấy có mơ tả hình vẽ sau: Hình 2.20: Mơ tả hệ điều khiển sấy dây chuyền Xeo Qua phân... phân tích ta thấy, hệ xeo dây chuyền thực tế có nhược điểm sau: a Vịng điều khiển áp suất Ở vòng điều khiển áp suất hơi, vịng điều khiển vịng điều khiển đơn Các điều khiển điều khiển khí nén từ... Hình 2.18 : Áp suất buồng thơng gió Hình 2.19 : Hệ Xeo dây chuyền nhà máy Bãi Bằng Hình 2.20: Mô tả hệ điều khiển sấy dây chuyền Xeo Hình 2.21 : Hiện tượng đứt giấy buồng sấy Hình 3.1: Đáp ứng