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1、制浆造纸过程控制系统,刘鸿斌 南京林业大学 2016-5-11,联系方式： 办公室：化工楼2321室 QQ：30153548 手机：13022525070,自我介绍,2015/3 - 至今，南京林业大学，轻工科学与工程学院，自动化系，副教授 2015/6 - 2015/8（暑假），韩国庆熙大学访问学者、研究教授 2013/10 2014/12，瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University），信息与技术学院，博士后 导师：Bengt Carlsson 研究项目：“污水处理系统的监测和控制”,2,自我介绍,2009/9 - 2013/8，韩国庆熙大学（Kyung Hee Universi
2、ty），环境科学与工程，博士 导师：ChangKyoo Yoo 博士论文题目：“首尔地铁系统室内空气质量的建模、监测和控制”（庆熙大学最佳博士论文奖） 2006/9 - 2009/6，华南理工大学，制浆造纸，硕士 导师：沈文浩 硕士论文题目：“木素结构和热解机理的量子化学研究”,3,自我介绍,2004/7-2006/9，广州造纸集团有限公司，工艺员 2000/9 - 2004/7，四川理工学院，轻化工程，学士,4,5,2009.9,SCUT,KHU,2013.9.20,韩国庆熙大学（博士大学）,6,首尔校区行政大楼,Kyung Hee University: a comprehensive,
3、research university Founded in 1949 首尔校区和水原校区 教职工: 2,976; 学生: 31,453 (2011) Ranked 7th in Korea (2011); 41st in Asia (2012); 270th in the world (2012),http:/en.wikipedia.org/wiki/Kyung_Hee_University,博士课题组,博士导师：(1969 - ) / Yoo ChangKyoo 教授 中文名字：刘昌奎，喜欢中国文化，去过上海和三亚 1999-2002，浦项工大，博士 2002-2004，比利时根特大学，
4、博士后 2005-2006，浦项工大，研究教授 2006-至今，庆熙大学，教授 至今发表SCI论文200多篇（引用次数2824次） 专长：基于数据驱动的过程监测算法研究和应用 kernel principal component analysis（引用424次） independent component analysis（引用355次） dynamic independent component analysis（引用169）,7,瑞典乌普萨拉大学（博后大学）,8,北欧最古老的大学；瑞典顶级大学；世界排名100左右,博后导师：Bengt Carlsson 教授 研究方向：废水过程的仿真和控制
5、 废水处理领域 IWA 院士 最早提出开发废水仿真软件BSM1 喜欢音乐和旅游（福特野马跑车）,系统与控制系,9,教授、副教授 9人；博士生16人；博后3人 （2014） 瑞典皇家工程科学院院士： Torsten Soderstrom（系统辨识） Petre Stoica（信号处理）,乌普萨拉大学历史名人,Jacob Ulvsson,Carl von Linn,Olof Rudbeck,Anders Celsius,Nils Rosn,Erik Gustaf Geijer,Betty Pettersson,Ellen Fries,Gerd Enequist,Johan Skytte,Ander
6、s ngstrm,C W Scheele,乌普萨拉大学历史名人,10,Allvar Gullstrand Nobel Prize in Physiology and Medicine 1911 Robert Brny Medicine 1914 Manne Siegbahn Physics 1924 The Svedberg Chemistry 1926 Nathan Sderblom Nobel Peace Prize 1930 Arne Tiselius Chemistry 1948 Dag Hammarskjld Nobel Peace Prize 1961 Kai Siegbahn P
7、hysics 1981,乌普萨拉大学诺贝尔奖获得者（8人）,11,我的研究方向,多元统计过程监测和故障诊断 废水处理过程的建模和控制 未来研究重点：制浆造纸过程监测和控制,12,十年18个国家的旅行 2015-11-11.mp4,参考教材,推荐：制浆造纸过程自动测量与控制，刘焕彬，中国轻工出版社，2009（图书馆有藏书） 制浆造纸厂仪表配置与自动控制， 张运展（译），1992,13,先修课程,化工自动化及仪表 制浆原理与工程 造纸原理与工程,教学计划,Chapter 1 Basic conception of automatic system and instruments Chapter 2
8、 Development of mathematical model for a process Chapter 3 Controller and its characteristics Chapter 4 Controlled valve Chapter 5 Engineering design and adjustment of control system Chapter 6 Measurement and control of common variables Chapter 7 Measurement and control of concentration Chapter 8 Me
9、asurement and control of paper moisture and basic weight Chapter 9 The automation measurement in typical paper making process,14,Chapter 1 Basic conception of automatic system and instruments,Section Automatic systems 1-1-1 Content of automation 1-1-2 Automatic control system Section Automatic instr
10、uments,15,Section Automatic systems,1. What is automation Automation is the technique of making a process system automatic and processing information through the instruments that measure and control the various operation. 自动化是一门在没有人参与（或很少人参与） 的情况下，使生产过程和系统能顺利完成的技术。,1-1-1 Content of automation,16,2.
11、Contents 按照生产过程对各种参数的不同要求，分为： (1) Automation measurement Function: 测量和显示参数数值以利于分析生产状态。 Measuring variables of process Indicating them for analyzing process state,17,自动检测是最普遍的自动化形式。,18,(2) Automatic alarm and prevent (safety control ) Function: safety action Composition: a. Automatic alarm,19,b. Auto
12、mation prevent 自动阻止,20,压力值超过极限，红灯亮起,21,2号检测器发现传输皮带堵塞， 停止进料,要求： a. 开机顺序：后前 b. 停机顺序：前后 c. 其中某一台电机出现故障时，其前面的电机 自动停机，其后面的电机照常工作。,(3) Program control system,22,23,(4) Automatic control Function: maintaining process conditions constant at the required values or changing in some special regularity.,24,调节:
13、人工调节 自动调节: 定值调节系统、随动调节系统 (如雷达跟踪系统)、程序调节系统 (给定值是变化的，是已知的时间函数),25,1-1-2 Automatic control system,1. Manual and automatic control (1) Control-regulation 调节: 使生产过程的参数按工艺要求保持在某一定值上(或按特定规律变化) 的一种技术措施。 Manual control: achieving the control by human operator. Automatic control: achieving the control by inst
14、ruments. (2) Manual control and Automatic control Automatic control is developed from manual control.,26,2. Automatic control system Four parts: Process: 需要调节其工艺参数的生产设备或机器。 (b)Transmitter : 用以感受工艺参数并将其转化为标准信号的仪器。 (c) Controller (d) Controlled valve,27,28,29,手动操作和自动控制的比较,人工操作：手指皮肤、 脑、 手 自动控制：测量变送器、自动
15、控制器、执行器,水温手动调节示意图,水温自动调节示意图,自动控制：用专用的仪表和装置组成控制系统，以代替人的手动操作，去调节控制参数，使之维持在给定数值上，或是按给定的规律变化，从而满足控制的要求。,如图1-1所示的水槽，流入量和流出量分别为 F1和F2，控制要求是维持水槽液位L不变,人工控制： 1.眼睛测量液位 2.大脑判断值的大小 3.手执行操作命令 缺点： 1.操作者素质 2.生理因素 3.心理因素,自动控制： 1.测量液位测量仪表眼睛 2.判断控制器大脑 3.执行控制阀手 优点： 在仪表质量合格和控制系统设计合理时，能满足控制要求 表示变送器，常省去不画 LC表示液位控制器 sp代表控
16、制器的给定值,第一种情况：在平衡状态下，F1突然变大 第二种情况：在平衡状态下，F2突然增大了 由上分析可知，不论液位在何种干扰作用下，最终把液位拉回到给定值上。,液位L上升，测量仪表输出信号增加（大于给定值），调节器输出信号变化，使得F2阀门开度增加，流量F2增加。最终液位L将慢慢下降并逐渐趋于给定值。当再度达到F2=F1时，系统将达到一个新的平衡状态,液位L下降，测量仪表输出信号减小，调节器输出信号变化，使得F2阀门开度减小，流量F2减小。最终液位L将慢慢上升并逐渐趋于给定值。当再度达到F2=F1时，系统又将达到一个新的平衡状态,通用控制系统方框图,34,xset point, desired value zmeasured value of controlled variable e = x - z error pcontrol signal,qmanipulated variable ycontrolle
