汤 伟 王 震 党世宏 甘文涛 于东伟

(1.陕西科技大学电气与信息工程学院,陕西西安,710021；2.陕西科技大学轻工与能源学院,陕西西安,710021)

在置换蒸煮制浆过程中,蒸煮锅内温度变化影响着最终的蒸煮质量。在置换蒸煮系统中,多数采用蒸汽外部强制加热,使蒸煮液达到所需的最高温度。蒸煮液循环加热过程中,为防止产生不均匀的蒸煮现象,要求蒸煮锅内温差保持在5℃以内,通常根据顶部与底部蒸煮液的回流流量来调节锅内温差。但顶部与底部流量存在强耦合关系,单回路调节某一流量很难实现温差的有效控制,无法满足生产要求。动态矩阵控制(Dynamic Matrix Control, DMC)算法是基于对象阶跃响应的预测控制算法,主要适用趋于稳定的对象,对于不稳定装置,可以用传统PID先使其稳定,再使用DMC控制系统。DMC控制器主要特点是：基于预测模型、有限时域的滚动优化、在线校正,适用于蒸煮锅内温差控制。本项目针对蒸煮锅内温差控制的特点,设计了DMC-PID串级解耦控制系统,能更好地控制蒸煮锅内温差,提高蒸煮的质量。

1 置换蒸煮系统及流量耦合性分析

蒸煮是木材、麦草等原料在蒸煮锅中经高温蒸煮液蒸煮之后形成原始浆料的过程。置换蒸煮过程一般分为：装锅、通汽、水解、中和、升温保温、置换、卸料等。在升温过程中,要对蒸煮锅内的蒸煮液进行蒸汽强制加热,使得蒸煮锅内温度按预先设定的温度曲线进行升温。一般从蒸煮锅中部抽出蒸煮液,经喷嘴喷出的中压蒸汽进行加热后,分别由蒸煮锅顶部和底部回流进入锅内,如图1所示。……