Khắc phục hiện tượng quá điều chỉnh áp suất hơi trong điều khiển ổn định độ ẩm của giấy sử dụng Feedback kết hợp Feedforward

Nguyễn Văn Chí và Đtg Tạp chí KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 135(05): 213 - 218

213

KHẮC PHỤC HIỆN TƯỢNG QUÁ ĐIỀU CHỈNH ÁP SUẤT HƠI

TRONG ĐIỀU KHIỂN ỔN ĐỊNH ĐỘ ẨM CỦA GIẤY

SỬ DỤNG FEEDBACK KẾT HỢP FEEDFORWARD

Nguyễn Văn Chí, Bùi Mạnh Cường

Trường Đại học kỹ thuật Công nghiệp – ĐH Thái Nguyên

TÓM TẮT

Trong quá trình sản suất giấy, điều khiển ổn định độ ẩm đóng một vai trò quan trọng đối với chất

lượng của giấy. Độ ẩm của giấy được điều khiển gián tiếp thông qua mạch vòng điều chỉnh áp suất

của hơi mang nhiệt đi vào trong lô sấy bằng cách thay đổi độ mở của van. Mạch vòng điều khiển

này được thực hiện bằng bộ điều khiển PID, trong thực tế cho thấy đáp ứng áp suất trong lô sấy

luôn sảy ra hiện tượng quá điều chỉnh, do vậy dẫn đến hiện tượng độ ẩm của giấy không được ổn

định. Bài báo này đưa ra một giải pháp khắc phục hiện tượng quá điều chỉnh áp suất mà vẫn giữ

nguyên bộ điều khiển feedback PID đã có của hệ bằng cách bổ xung thêm vào hai khâu

feedforward dựa trên việc biểu diễn lại mô hình áp suất trong lô sấy với đầu vào là độ mở van có

dạng là một hệ gồm một khâu tích phân, một điểm không, một điểm cực và một khâu trễ. Cách

biểu diễn này mô tả đúng hơn động học áp suất trong lô sấy trong đó sự ảnh hưởng của động học

điểm không sẽ làm cho hệ kín có độ quá điều chỉnh. Hai khâu feedforward có vai trò biến hệ kín

trở thành một hệ quán tính bậc nhất có trễ, do đó áp suất đầu ra sẽ không còn hiện tượng quá điều

chỉnh, do vậy độ ẩm sẽ được điều khiển ổn định hơn.

Từ khóa: Feedforward, PID, điều khiển ổn định độ ẩm, điều khiển áp suất

ĐẶT VẤN ĐỀ*

Trong công nghệ sản xuất giấy vấn đề ổn định

độ ẩm đóng một vai trò rất quan trọng, độ ẩm

quyết định đến chất lượng của giấy và mức độ

tiêu hao năng lượng trong công nghệ sản xuất

giấy. Khi độ ẩm được điều chỉnh ổn định thì

chất lượng của giấy (ổn định định lượng) sẽ

được nâng cao và qua đó tiết kiệm được đáng

kể năng lượng cho công đoạn sấy giấy. Công

nghệ sản xuất giấy là công nghệ ít thay đổi

trong nhiều thập niên qua, trong đó giấy được

sấy nhờ việc điều chỉnh lưu lượng hơi mang

nhiệt đi vào các lô sấy, thông qua việc điều

chỉnh áp suất hơi trong lô sấy sẽ làm giấy bốc

hơi nước và qua đó điều chỉnh độ ẩm của

giấy. Như vậy độ ẩm được điều chỉnh gián

tiếp thông qua mạch vòng trong đó là mạch

vòng điều chỉnh áp suất hơi trong lô sấy, mức

độ chính xác khi điều chỉnh áp suất quyết

định đến mức độ ổn định độ ẩm của giấy 0.

Áp suất hơi được điều chỉnh thông qua độ mở

van cấp hơi đưa vào lô sấy (độ mở van

thường được tính bằng %). Một vấn đề trong

*

Tel: 0944 122388, Email: [email protected]

thực tế là hiện tượng áp suất hơi trong lô sấy

thường bị quá điều chỉnh khi thay đổi lượng

đặt áp suất từ hệ thống. Vấn đề này có nguyên

nhân từ quá trình động học của hệ từ độ mở

van đến áp suất trong lô sấy

G s P s V s ( ) ( ) / ( ) =

, với

P s V s ( ), ( )

lần lượt là

áp suất trong lô sấy và độ mở van điều khiển

lưu lượng hơi đưa vào lô sấy. Quá trình động

học này phụ thuộc vào cấu trúc của lô sấy

(kích thước, thể tích hơi và nước trong lô sấy,

tỷ trọng của hơi quá nhiệt, kim loại chế tạo lô

sấy) và động học của dòng hơi đưa vào lô sấy.

Đây là một quá trình phức tạp phụ thuộc

nhiều biến số. Để thiết kế điều khiển áp suất

từ trước đến nay người ta thường dùng là bộ

điều khiển PID. Khi thay đổi áp suất đặt trong

lô sấy, hệ thống sẽ tính toán vị trí mở van như

hình vẽ 1, áp suất sẽ được điều chỉnh đến giá

trị mong muốn, nhưng khi điều chỉnh đến giá

trị mong muốn, trong thực tế cho thấy luôn

sảy ra hiện tượng quá điều chỉnh áp suất.

Hiện tượng quá điều chỉnh này trong mạch

vòng áp suất sẽ ảnh hưởng đến độ ẩm của

giấy, có thể dẫn tới quá nhiệt và ảnh hưởng

rất lớn đến chất lượng của giấy.

Nitro PDF Software

100 Portable Document Lane

Wonderland

Nitro PDF Software

100 Portable Document Lane

Wonderland