置換蒸煮過程卡伯值混合建模算法的研究.pdf

1、制漿過程產(chǎn)生的黑液是工業(yè)污染源之一，具有粘度大、有機物含量多和味臭等特點，直接排放對環(huán)境污染危害很大，科學有效的解決方法之一是回收利用。置換蒸煮系統(tǒng)（Displacement Digester System，DDS）通過設置多個黑液儲存槽，將黑液在蒸煮過程中分段復用，減少黑液排放量的同時，回收了其中的能量和化學品，是一項節(jié)能環(huán)保的間歇式制漿技術(shù)。但由于取樣困難，且缺乏穩(wěn)定可靠、經(jīng)濟實用的卡伯值測量儀表，DDS的成漿品質(zhì)監(jiān)控一直未能很好地

2、解決。而現(xiàn)有的人工經(jīng)驗或H因子法的判別效果不夠理想，容易產(chǎn)生卡伯值太大的“生漿”，或卡伯值太小的“爛漿”。因此，探索行之有效的卡伯值在線測量方法是一個熱點研究課題。本文在國家國際科技合作項目“節(jié)能環(huán)保型置換蒸煮關(guān)鍵技術(shù)與設備的合作研究(2010DFB3660)”的資助下，以四川銀鴿竹漿紙業(yè)有限公司置換蒸煮DCS項目為背景，圍繞置換蒸煮過程的工藝及機理分析、輔助變量選取、軟測量模型建立和卡伯值軟測量系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)等方面進行了深入研究，具

3、體研究內(nèi)容如下:
　　(1)置換蒸煮過程卡伯值軟測量二次變量的選取
　　在對比分析傳統(tǒng)間歇式蒸煮與置換蒸煮的區(qū)別與聯(lián)系的基礎上，結(jié)合置換蒸煮的工藝特點，確定了卡伯值和整個蒸煮過程其他變量之間的關(guān)系。從影響較大的可測變量中挑選了H因子、黑液加入量和裝鍋量等11個參數(shù)作為卡伯值建模變量，為模型的精度和穩(wěn)定性提供了保證。
　　(2)置換蒸煮過程卡伯值軟測量混合模型的建立
　　分別采用遞推PLS方法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡建立置

4、換蒸煮過程卡伯值測量模型，通過仿真結(jié)果對比發(fā)現(xiàn)，由于蒸煮過程的非線性，遞推PLS模型在某些點的擬合精度不高;而RBF神經(jīng)網(wǎng)絡模型由于受建模變量個數(shù)的限制，其預測穩(wěn)定性不強。鑒于以上兩種模型的缺陷，本文提出將兩種模型加權(quán)混合的建模思想。仿真效果證明，混合建模方法切實有效，比單一使用遞推PLS或RBF神經(jīng)網(wǎng)絡所建模型的精度高，相對誤差較小。
　　(3)置換蒸煮過程卡伯值在線預測系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)
　　以西門子S7-400控制器為硬

5、件主體，PCS7為軟件開發(fā)平臺，在不影響現(xiàn)有置換蒸煮DCS系統(tǒng)正常工作的前提下，提出了基于OPC技術(shù)的卡伯值在線軟測量子系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用OPC典型的Client/Server模式，DCS系統(tǒng)上位機搭建為OPC Server，卡伯值在線測量子系統(tǒng)上位機的WinCC運行時自動搭建為OPC Client。通過OPC協(xié)議，完成兩系統(tǒng)之間現(xiàn)場數(shù)據(jù)和預測卡伯值的相互傳輸，可實現(xiàn)蒸煮過程卡伯值實時在線測量。
　　本文將遞推PLS模型和RBF神經(jīng)