APMP高濃打漿過(guò)程建模與優(yōu)化研究.pdf

1、APMP高濃打漿過(guò)程存在大量擾動(dòng)，會(huì)引起成漿質(zhì)量波動(dòng)，因此有必要對(duì)打漿過(guò)程實(shí)施自動(dòng)控制。但是表征成漿質(zhì)量的指標(biāo)—打漿度和濕重?zé)o法在線檢測(cè)，只能離線測(cè)量，無(wú)法實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制，因此需要建立反映打漿度、濕重變化的軟測(cè)量模型，用軟測(cè)量模型估計(jì)打漿度、濕重的變化，并作為控制系統(tǒng)的反饋信號(hào)，完成對(duì)成漿質(zhì)量的控制。打漿過(guò)程控制不僅要求在干擾作用下對(duì)重要工藝參數(shù)控制平穩(wěn)、快速和準(zhǔn)確，而且要求在整套裝置甚至整條生產(chǎn)線范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)過(guò)程優(yōu)化，以降低能源和原材料消

2、耗，提高產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，使企業(yè)總體經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到最優(yōu)。打漿過(guò)程是整個(gè)制漿過(guò)程中能量消耗最大的環(huán)節(jié)，打漿過(guò)程的能耗是衡量打漿效率和打漿成本的重要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。影響打漿質(zhì)量和打漿成本的因素很多，高濃打漿過(guò)程工藝參數(shù)的設(shè)定值一直憑借運(yùn)行人員的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定，原有工藝參數(shù)的設(shè)定點(diǎn)不一定能保證整個(gè)裝置乃至整個(gè)條生產(chǎn)線的運(yùn)行效益最優(yōu)，操作工況存在很大的優(yōu)化潛力，進(jìn)行高濃打漿過(guò)程優(yōu)化對(duì)于提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。 基于以

3、上原因，文章以寧夏美利紙業(yè)10萬(wàn)噸/年APMP生產(chǎn)線為背景，研究APMP高濃打漿過(guò)程建模與優(yōu)化問題，主要內(nèi)容包括以下幾方面： (1)綜述打漿過(guò)程機(jī)理模型和過(guò)程控制的發(fā)展現(xiàn)狀，指出開發(fā)打漿過(guò)程計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)所需解決的幾個(gè)主要問題及發(fā)展趨勢(shì)。 (2)研究高濃打漿過(guò)程的建模問題。采用兩步建模方法，第一步基于比邊緣負(fù)荷理論，建立以盤磨喂料螺旋轉(zhuǎn)速、盤磨稀釋水流量、打漿電流為輸入變量，比能量、比負(fù)荷為輸出變量的高濃打漿過(guò)程數(shù)學(xué)模型

4、；第二步基于該數(shù)學(xué)模型，建立打漿度和濕重的軟測(cè)量模型，采用最小二乘辨識(shí)法估計(jì)模型參數(shù)。 (3)研究人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在高濃打漿過(guò)程打漿度和濕重軟測(cè)量中的應(yīng)用。建立一個(gè)以喂料螺旋轉(zhuǎn)速、盤磨稀釋水流量、打漿電流為輸入層，打漿度和濕重為輸出層，一個(gè)隱含層的三層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。采用DCS(distributedcontrolsystem集散控制系統(tǒng))中的過(guò)程數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)室的化驗(yàn)值組成訓(xùn)練樣本，利用改進(jìn)的BP算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到打漿度和濕重軟測(cè)

5、量模型，以一些訓(xùn)練中未采用的樣本檢驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)泛化能力。 (4)研究APMP高濃打漿過(guò)程操作工況優(yōu)化問題。在建立的過(guò)程穩(wěn)態(tài)模型的基礎(chǔ)之上，尋找一組合適的工藝參數(shù)的設(shè)定值，使生產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)打漿度和濕重滿足工藝要求，同時(shí)產(chǎn)量最高、成本最小，即優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗。建立一個(gè)由質(zhì)量偏差目標(biāo)函數(shù)、產(chǎn)量目標(biāo)函數(shù)和成本目標(biāo)函數(shù)組成的多目標(biāo)優(yōu)化模型。探討了該優(yōu)化模型的求解算法，采用多目標(biāo)規(guī)劃方法構(gòu)造評(píng)價(jià)函數(shù)，把問題轉(zhuǎn)化為單目標(biāo)優(yōu)化問題，利用非線性規(guī)劃方法借