造纸过程控制与维护管理—中芬合著:造纸及其装备科学技术丛书(中文版)第十八卷/“十三五”国家重点出版

造纸过程控制与维护管理—中芬合著:造纸及其装备科学技术丛书(中文版)第十八卷/“十三五”国家重点出版 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

沈文浩 等 译
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出版社: 中国轻工业出版社
ISBN:9787518415052
版次:1
商品编码:12198009
包装:平装
开本:16开
出版时间:2017-09-01
用纸:胶版纸

具体描述

内容简介

本书是芬兰造纸工程师协会组织编写的20本造纸书中的一本。 自动化系统是造纸厂的资金投入中必不可少的部分,并且随着科技的发展其重要性也日益突出。自动化技术可以帮助操作者在困难的环境下完成任务,并且可以为工厂相关人员提供及时准确的信息,以便于在原料采购、机械装备、生产工艺、产品质量等方面做出正确的决策,这些决策均关乎到造纸厂的未来发展及对环境的影响。

过程管理是一个使工厂正常运行和自动生产的庞大技术领域,它包括工厂操作人员的具体操作和各种维系工厂运行的自动化系统。

自动化包含多个学科,除了需要电子学、信息技术、通讯、数学、工程等方面的知识,具有良好的工艺知识也是至关重要的。编写一本关于过程自动化的书时,不可能涉及所有这些领域。因此在内容设置上,本书主要介绍整个造纸系统的自动化部分,特别是过程控制系统和管理系统,而对现场的基础自动化系统则着墨不多。本书的侧重点放在造纸过程控制及其维护管理,重点之一是清晰阐述造纸过程中的自动化系统、控制方法及控制技术的新进展和发展前景;重点之二是在工艺设备被破坏或被磨损的情况下,利用维护管理系统确保生产过程正常运行, 在产量和产品的质量方面优化工厂的生产能



作者简介

沈文浩,1985年至1989年在成都科技大学(现四川大学)计算机及自动控制专业攻读学士学位,1989年至1992年在华南理工大学过程控制及仪表专业攻读硕士学位,1992年分配到华南理工大学造纸与环境工程学院任教,从事制浆造纸过程检测、模拟与控制方面的研究工作。1995年至2000年在华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室攻读在职博士学位。2001年晋升副教授,2002年聘为硕士研究生导师。2004年9月至2005年9月期间被国家留学基金委作为访问学者派出,在法国国家科学研究中心的化学工程国家重点实验室进修了一年,在此期间,与法国教授一起基于由欧盟科技研究组织合作开发的污水生化处理过程的模拟控制仿真平台,进行了模型预测控制策略的仿真研究。曾为中国仪器仪表学会分析仪器学会理事,美国制浆造纸协会(TAPPI)会员,广东省造纸学会会员。


目录

目录


第 1 章 简 介 1

1.1 引言 1

1.2 自动化系统的前景 1

1.2.1 自动化系统的重要性 1

1.3 自动化程度的概念 2

1.3.1 自动化系统的收益 2

1.3.2自动化系统的优点 2

1.4 层级化的描述 3

1.4.1过程控制和管理层监控 3

1.4.2自动化管理的必要性 4

1.5维护管理 4

1.6小结 5

第2章 技 术 问 题 6

2.1 过程自动化的发展 6

2.2 系统架构 7

2.2.1 系统网络 7

2.2.2 DCS和PLC的结合 7

2.2.3基于PC的自动化 8

2.2.4现场总线技术 9

2.2.5网络化控制 9

2.2.6无线技术 11

2.2.7软件架构 12

2.2.8系统安全 13

2.2.9“即插即用”组件 14

参考文献 15

第 3 章 方 法 17

3.1 开环控制与闭环控制 17

3.2 数字控制算法 17

3.3 自整定和PID控制回路的性能监测 19

3.3.1 自整定的作用 19

3.3.2测试功能 20

3.3.3 相关性分析 22

3.3.4 实时性能监测 24

3.3.5 ?str?m自整定器 26

3.4 自适应控制 26

3.4.1增益控制 27

3.4.2模型参考自适应控制 27

3.4.3 自校正控制 28

3.5 多变量控制 29

3.5.1 基本概念 29

3.5.2 解耦控制 30

3.5.3 最优控制器 30

3.6 模型预测控制 31

3.7 专家系统 33

3.7.1 工作原理 33

3.7.2 过程控制中的专家系统 34

3.7.3 其他领域的应用 35

3.7.4 专家系统的优势 36

3.7.5 问题 36

3.8 模糊逻辑控制 37

3.8.1 什么是模糊性? 37

3.8.2 模糊逻辑控制器 38

3.9 神经网络 40

3.9.1 基本定义 40

3.9.2 神经网络如何学习? 40

3.9.3 网络结构 41

3.10 遗传算法 43

3.11 统计过程控制 45

3.11.1 质量数据的表达 45

3.11.2 因果分析 46

3.11.3 帕累托分析法 46

3.11.4 控制图 47

3.11.5 累积和控制图 48

3.11.6 过程能力指数 49

3.11.7 主成分分析 49

3.12 全厂优化办法 51

3.12.1 制浆厂生产调度 51

3.12.2 能耗优化 53

参考文献 55

第 4 章 制 浆 造 纸 过 程 中 的 特 殊 测 量 参 数 60

4.1 引言 60

4.2 特殊参数测量 60

4.2.1 纸浆浓度 60

4.2.2 蒸煮过程测量 65

4.2.3 漂白过程传感器 67

4.2.4 纸浆质量分析仪 68

4.2.5 湿部测量 72

4.3 纸张质量在线测定 75

4.3.1 纸张定量 75

4.3.2 纸张水分 76

4.3.3 纸张填料(灰分)含量 78

4.3.4 纸页成型 78

4.3.5 纤维排列 78

4.3.6纸张厚度 79

4.3.7 纸张平滑度(粗糙度) 79

4.3.8 光泽度 80

4.3.9 纸张不透明度、色度和亮度 81

4.3.10纸张透气度 82

4.3.11 涂布量 83

4.3.12 孔洞和污点 83

参考文献 84

第 5 章 制 浆 生 产 线 的 过 程 控 制 85

5.1 引言 85

5.2连续蒸煮器控制 90

5.2.1控制要求 90

5.2.2基本控制功能 91

5.2.3质量控制 95

5.2.4木材种类变化管理 97

5.2.5自动控制的优点 98

5.3 间歇式蒸煮器控制 99

5.3.1控制要求 99

5.3.2基本控制功能 99

5.3.3蒸煮车间调度和蒸汽控制 101

5.3.4卡伯值控制 101

5.3.5罐区控制 104

5.3.6优点 105

5.4粗浆洗涤控制 106

5.4.1控制要求 106

5.4.2控制功能 106

5.5漂白车间控制 109

5.5.1控制要求 109

5.5.2氧脱木素的控制 109

5.5.3氯化阶段控制 110

5.5.4 二氧化氯漂白控制 113

5.5.5机械浆漂白控制 113

5.5.6负荷分配 114

参考文献 115

第 6 章 碱 回 收 过 程 控 制 121

6.1 引言 121

6.2 蒸发工段控制 123

6.2.1 控制要求 123

6.2.2 控制功能 123

6.3 碱回收炉控制 125

6.3.1 控制要求 125

6.3.2 基本控制功能 125

6.3.3 吹灰装置优化 129

6.3.4炉膛成相、图像分析及专家系统 131

6.3.5 溶解槽控制 134

6.3.6 优点 135

6.4 苛化控制 136

6.4.1 控制要求 136

6.4.2 控制功能 137

6.4.3 优点 139

6.5 白泥过滤器控制 140

6.5.1 控制要求 140

6.5.2 控制功能 141

6.5.3 优点 143

6.6 石灰窑控制 143

6.6.1控制要求 143

6.6.2 控制功能 144

6.6.3 高级石灰窑控制系统 147

6.6.4 优点 148

参考文献 148

第 7 章 机 械 法 制 浆 过 程 控 制 153

7.1 磨浆机控制 153

7.1.1控制要求 153

7.1.2 控制功能 154

7.1.3 质量控制 158

7.1.4 质量控制的应用 160

7.1.5 讨论 163

7.2 磨木过程控制 163

7.2.1 控制目标 163

7.2.2 磨木过程控制的特点 164

7.2.3 磨木过程 164

7.2.4 控制功能 165

7.2.5 磨木控制策略 168

参考文献 172

第 8 章 纸 机 操 作 管 理 175

8.1 纸机操作的目标 175

8.2 备浆、配浆和湿部控制 180

8.2.1 流量和浓度的测定 181

8.2.2 浆池液位控制 182

8.2.3 浓度变化控制 183

8.2.4 损纸浆和脱墨浆的干扰 187

8.2.5 通过备浆主动操作实现灵活生产的方法 189

8.3 纸幅质量波动和缺陷以及测量系统 190

8.3.1 波动组成 190

8.3.2 扫描测量方法 191

8.3.3 照相机和其它幅宽测量系统 196

8.3.4 离线测量和质量管理 197

8.4 纸机纵向控制 197

8.4.1 定量、填料量、留着率和水分含量等纸张质量的多变量模型预测控制 197

8.4.2 纸张等级改变的自动化方法:定量和填料含量的改变 201

8.4.3 MD质量控制的其它方面 201

8.5 纸机横向控制 202

8.5.1 静态CD执行器最优化 203

8.5.2 CD控制的动态特性 208

8.5.3 CD控制中的一些交互影响效应 210

参考文献 213

附录 217

第 9 章 运 行 和 维 护 管 理 219

9.1 商业需求 219

9.2 工厂级运行和维修管理及其挑战 222

9.3 全局设备效率(OEE) 223

9.3.1 可用性(A) 224

9.3.2 设备性能(P) 225

9.3.3 质量效益(Q) 225

9.4 关于运行和维修管理挑战的调查 228

9.5 维修对生产功能的影响 229

参考文献 230

第 10 章 术 语 232

10.1 简介 232

10.2 标准 233

10.2.1 EN 13306:2001 维修术语 234

10.2.2 主要术语 235

10.3 常用缩写 241

10.3.1 与时间相关术语的缩写 241

10.3.2 可靠性分析 241

10.3.3 其他常用缩写 242

参考文献 243

第 11 章 维 修 管 理 基 础 244

11.1 寿命周期与资产管理 244

11.1.1 什么是工厂工程资产管理 244

11.1.2 商业需求模型 246

11.1.3 产能、投资和维修 252

11.1.4 方法和工具 254

11.1.5 寿命周期法与短期方法 256

11.2 维修目标 258

11.2.1 为什么需要维修:目标的层级系统 258

11.2.2 一些重要的定义:可用性 259

11.3 维修策略 261

11.3.1定义和术语 261

11.3.2 维修策略的选择 262

11.3.3 维修计划 264

11.4 关键绩效指标 268

11.4.1 介绍 268

11.4.2绩效指标系统 268

11.4.3对关键绩效指标的看法 270

11.4.4 目标和外生变量之间的经验关系 271

11.4.5 标杆管理 274

11.4.6 基于网络的标杆管理工具 276

11.5 EHSQ方法(环保、健康、安全和质量) 279

参考文献 282

第12 章 与 维 修 相 关 的 概 念 284

12.1 工厂级的维修管理 284

12.1.1前言 284

12.1.2计划外维修(被动维修) 285

12.1.3预防维修 285

12.1.4 预测维修 286

12.1.5改进维修 288

12.1.6 全面生产维修 289

12.1.7 计算机化维修管理系统 289

12.2 工厂级维修计划 291

12.2.1 以可靠性为中心的维修介绍 291

12.2.2 应该如何完成RCM? 292

12.2.3 RCM分析的基本思想 293

12.2.4 RCM分析实例 297

12.3 组织 299

12.3.1 组织类型 299

12.3.2 组织维修的模型[6] 302

12.3.3 发展趋势 304

12.4 状态检修 305

12.4.1 介绍 305

12.4.2 过程和组件的评估 306

12.4.3 状态监控方法 306

12.4.4 系统实施 311

12.4.5 诊断和预测 312

12.4.6 数据阐释 316

12.5 备用零件 317

12.5.1 制浆造纸设备备用零件的特征 317

12.5.2 制浆造纸设备零件 318

12.5.3 零件资料 322

12.5.4 为新装置购买零件 323

12.5.5 零件存储和资产管理 324

参考文献 324

第 13 章 服 务 供 应 链 管 理 328

13.1寿命周期服务和服务供应链 328

13.1.1介绍 328

13.1.2抓住转变的潜力 331

13.1.3工业资产管理和服务供应链的一致性 333

13.1.4核对清单 334

13.2维修外包 335

13.2.1介绍 335

13.2.2工业服务类型 336

13.2.3寿命周期成本优化 338

13.2.4总结 340

参考文献 340

第 14 章 造 纸 污 水 处 理 过 程 的 仿 真 及 控 制 342

14.1 造纸污水活性污泥法处理仿真模型的建立 342

14.1.1 造纸厂污水处理系统简介 342

14.1.2 生物反应过程模型建立 344

14.1.3 沉淀过程模型建立 349

14.2 造纸污水活性污泥法处理仿真模型参数的测定及污水组份划分 350

14.2.1 仿真模型参数测定 350

14.2.2 污水组份划分 352

14.3 造纸污水处理过程中溶解氧浓度控制策略及性能评价体系 352

14.3.1 控制策略 353

14.3.2 控制性能评价 358

参考文献 362

第15章 造纸污水处理过程故障检测及诊断 364

15.1 引言 364

15.2 基于造纸污水处理小试系统的故障检测及诊断 365

15.2.1 过程故障检测及诊断方法 366

15.2.2 基于主元分析方法(PCA)的故障诊断 367

15.2.3小试系统应用PCA方法的故障诊断过程 371

15.2.4 基于批次展开的多向主元分析方法(MPCA)的故障诊断 375

15.2.5 基于改进的MPCA方法的故障诊断 383

15.3 基于造纸厂污水处理系统的故障检测及诊断 390

15.3.1 多时段划分的sub-PCA方法 390

15.3.2 基于sub-PCA方法的故障诊断 391

参考文献 400


精彩书摘

第 1 章 简 介


1.1 引言

造纸过程管理范围很广,涵盖了整间工厂控制生产运作的各类活动,包括造纸厂操作人员的各种操作指令和与之相关联的各类自动化系统。本书主要介绍整个造纸体系中的自动化部分,特别是过程控制管理系统,而对现场的基础自动化系统则着墨不多。

1.2 自动化系统的前景

自动化系统占整个造纸厂投入的比例从百分之几到30%-40%不等。一般来说,产量恒定、纸种单一或品种较少的造纸厂所需的自动化系统投入较低;而较高的自动化系统投入通常适合于具有以下特点的造纸厂:原材料变化频繁、纸种繁多、间歇工艺与连续工艺兼有。多年来,市场对稳定的高质量纸品的不断追求促使企业大力投资于质量分析仪、质量控制器和各种监测系统。

1.2.1 自动化系统的重要性

那么,在实际生产中哪些操作和功能需要自动化?监控和控制工作在人工操作和自动化系统之间如何分配?这些问题很难回答,也不可能总结出通用的建议或准则。对操作者来说,因身体反应不够快,所以那些在生产过程中很难控制的快速变化的变量需要自动化;同时重体力和危险的操作过程也需要自动化。另外,虽然操作人员可以在较短时间内非常好地控制某个复杂过程,但是无法长时间保持这种最佳工作状态;而且操作者的差异也会引起产品质量和生产过程的波动。

生产中要管理好整条生产线是非常困难的,因为它们不会一直保持稳定,而是在不断地变化,且可能伴随着一些复杂而又难以测量的化学变化。因此,管理主要是监控并获取准确及时的信息,利用优化工具来确定最佳生产方案或资源分配方案。

对于那些已使用很久的、操作复杂、且长期未做设计和计划的操作流程,因为操作人员很难回想起已有的最佳解决方案,所以特别需要计算机决策工具的支持。

1.3 自动化程度的概念

“自动化程度”是指操作任务在操作人员和自动化系统之间的分配程度。有些操作可以手动实现,有些操作可以自动实现,而有些操作通过手动和自动均可实现。这里需要注意的是,“自动化程度”不是一个量化的值,而是一种定性的说法。

1.3.1 自动化系统的收益

是否投资上自动化系统考虑的主因并不是操作和安全,而是上自动化系统的投入成本和预期的成本节约。自动化系统的投入成本很容易计算,但预估成本节约却需要用到生产工艺知识和经验。

通常,使用自动化系统所带来的益处包括以下几个方面:

(一)更加稳定和更好的质量

(二)更高的产量

(三)更低的原材料消耗和能耗

(四)更优的转产管理

(五)更加有效地利用劳动力

(六)获取更优质和丰富的信息

1.3.2自动化系统的优点

(一)减少生产的波动

自动化系统一个重要的优点是能提高产品质量。对于连续生产的造纸厂,自动化系统可以减少不同操作者和工作班次之间的差异。使车间运作更加稳定,使产品质量显著提高。自动化生产可以稳定质量参数,减少劣等次品,降低因产品质量造成的损失,从而提高产量或提高单位产率,进一步实现原材料与能耗的节约。

例如,在硫酸盐法制浆过程中,通过提高目标纸浆卡伯值的方法,不仅可以减少纸浆卡伯值的波动,而且可以提高纸浆的产量和得率。也即是说,在相同的木材用量,甚至更低的能耗下,可以生产出更多的纸浆。像这样的伴随着产品质量提高的同时带来其他益处的案例在制浆厂和造纸厂的质量控制系统中随处可见。

(二)提高产量

提高纸浆或纸张产量的途径如下:其一,如前所述,通过高效的自动控制系统来提高生产效率或产品质量;其二,有效利用原材料(提高得率);其三,改进生产计划(原材料种类和品质变化)的管理方式,降低干扰的影响。例如,有效的浆池管理可以阻断生产扰动从一个工序传递到另一个工序;通过改善瓶颈工序的运行状况可以提高整条生产线的产量。

(三)节约资源和能源

同样地,使用类似上述方法也可以节省原材料和化学药品。典型方法包括:更精确的剂量控制、更高的得率、稳定的质量和更规范的流程操作。

通过高度自动化系统实现节能的途径有三条:降低单位能耗(蒸汽或电能);使用高能效的设备并加强管理;协调好生产过程与发电厂之间的供需矛盾。例如,加强对间歇蒸煮器(耗汽设备)的管理就是上述最后一条节能途径的典型例子。

(四)减少人身伤害

随着自动化程度的日益提高,那些常规操作、高强度的和危险的操作均由自动化系统来完成,使人们可以有更多的时间来实现更高级的监控功能。高质量的信息同样也能带来经济上的节约,但是这很难用准确的数字去量化。

1.4 层级化的描述

人们常用层级化的方式来描述一个系统的功能,这种表达方式特别适用于全厂自动化系统。图1-1是一种层级表达方式。


图1-1 控制层次

1.4.1过程控制和管理层监控

根据操作时间的长短,过程控制通常分为两个层级:直接控制层和监控层。根据操作者或监控层确定的设定值,直接控制层主要控制工艺过程中的单变量参数。

1.4.1.1直接控制层

这一层级中的过程控制通常分为两类:

(一)不论是否存在干扰,将过程变量(温度、压力、流量等)控制在规定的稳定值(设定值),通常把这种控制称之为“定值控制”或“监管控制”。它们在流程工业中随处可见。

(二)设定值是变化的,控制过程变量跟随其变化,称为“伺服控制”或者“过渡控制”。例如,根据已设置的设定值变化曲线来控制间歇反应器的温度。在制浆造纸过程中,对纸机或制浆线的产率和质量变化进行控制则更为困难,为此需要对多个变量根据已设置的变化规律来调节。

1.4.1.2监控层

监控层用于计算设定值,输出到直接控制层,将单个被控对象或多个对象控制在最佳工作状态。具体包括:根据产品质量要求或设定的产量来确定过程变量的最优值,也就是稳定的或受控的设定值。最优化包括静态优化和动态优化。

1.4.2自动化管理的必要性

制浆造纸企业实现全厂自动化管理是非常重要的,它主要用于协调和控制各车间、工厂和整个企业的生产、能耗和产品质量,这将带来很多益处;而且现代数据传输技术的发展为全厂自动化的实现提供了更高的可行性。

车间计划的制订和协调用于各车间的控制和监控,例如制浆厂的制浆车间和回收车间的监控。全厂计划的制订和协调与车间级的作用类似,该级需要确定全厂各个工序的产品质量要求,使全厂的总目标得以实现。

层级化的表示方法通常用于表示单层级的运行操作,但是用这种常规的表达方法不容易把各层级的硬件设备及之间的相互关系表达清楚。图1-1是一个全厂监控系统的层级简图,更多的信息可以查阅标准ANSI/ISA 95和ISO/IEC 62264。

1.5维护管理

维护管理是本书的另一个主题,它与过程管理的功能或多或少有些类似,即哪怕是在工艺设备损坏或磨损的情况下,也能确保生产过程的正常运行。从机器设备的可靠性和适用性的角度来说,维护管理可以在产量和质量方面优化工厂的生产能力。

信息技术的进步对维护管理产生了很大的推动作用,许多维护管理的应用均基于现代信息技术和数据通讯技术,且主要基于离线系统。此外,还需用到高精度的过程维护传感器或特殊的维护传感器,以及大量的数学运算。

1.6小结

本书的后续章节将逐一介绍制浆造纸企业在过程控制和维护管理方面的最新进展和未来发展趋势。第二、三章讲述自动化系统和控制方法的发展,第四章讨论制浆造纸过程中特殊参数的测量,第五、六章介绍化学制浆(硫酸盐法制浆)的自动化系统,第七章是机械制浆的过程控制,第八章讨论造纸的控制系统,第九章阐述工厂的维护管理,第十章介绍一些维护管理常用的专业术语,第十一章讲述维护管理的基础知识,第十二章介绍如何实现全厂的维护管理,第十三章简介现代维护管理中的服务供应链管理,第十四章和第十五章介绍造纸污水处理过程中的计算机仿真、控制及故障诊断的最新研究成果。


前言/序言

译者前言


当我接到《造纸及其装备科学技术丛书(中文版)》编辑委员会的邀请,主持编译由芬兰造纸工程师协会等出版的《造纸科学与技术系列丛书》《造纸过程控制与维护管理》时,并没有感到太困难。因为自从我自动化硕士毕业以后开始介入造纸领域的20多年教学科研工作中,一直给本科生讲授造纸自动化的专业课以及给研究生开设造纸过程参数的测量及控制方面的选修课,并且参编了由中国轻工业出版社出版的《制浆造纸过程自动测量与控制》,对本译著所涉及的内容十分熟悉,因此欣然接受。在组建的编译团队成员中包含:富有工程实践经验的教授、瑞典乌普萨拉大学(世界排名第60位)的博士后、国内著名轻工设计院的设计师、加拿大英属哥伦比亚大学(世界排名第40位)的博士以及充满活力的博士生,并且请具有丰富技改经验、长期工作在大型造纸企业的高级工程师对译著进行了校译。他们的付出保证了本书的质量。

自动化是现代造纸厂资金投入中必不可少的部分,随着科技的发展其重要性日显突出。自动化技术可以帮助操作者在困难的环境下完成任务,并且可以为工厂相关人员提供及时准确的信息,以便于在原料采购、机械设备、生产工艺、产品质量等方面做出正确的决策。这些决策对造纸厂的未来发展及对环境的影响意义深远。

过程管理是一个使工厂正常运行和自动生产的庞大技术领域,它包括工厂操作人员的具体操作和各种维系工厂正常运行的自动化系统。

自动化包含多个学科,除电子学、信息技术、通讯、数学、劳动科学等方面的知识外,良好的工艺知识也是至关重要的。编写一本关于过程自动化的书不可能涉及所有这些领域。因此在内容设置上,本书主要介绍整个造纸系统的自动化部分,特别是过程控制系统和管理系统,而对现场的基础自动化系统则着墨不多。本书的侧重点放在造纸过程控制及其维护管理,重点之一是清晰阐述造纸过程中的自动化系统、控制方法及控制技术的最新进展和发展前景,包括造纸过程参数传感器;重点之二是在工艺设备被破坏或被磨损的情况下,利用维护管理系统确保生产过程正常运行, 在产量和质量方面优化工厂的生产能力。

造纸污水处理一直是业内非常关注的领域,结合我们近年来在造纸污水处理过程仿真、控制和故障诊断方面的研究进展,本书末尾编著了第14章和第15章,着重介绍造纸污水处理过程的仿真模型建立、控制策略应用及故障诊断方法和应用,这些既是对原书内容的补充,也是造纸自动化交叉领域内的最新研究成果。

本书的章节安排如下:第1章是引言,第2-3章讲述自动化系统和控制方法的发展,第4章讨论制浆造纸过程中特殊参数的测量,第5-6章介绍化学制浆的自动化系统,第7章是机械制浆的过程控制,第8章讨论造纸厂的控制系统,第9章阐述工厂的维护管理,第10章介绍一些维护管理常用的专业术语,第11章讲述维护管理的基础知识,第12章介绍如何实现全厂的维护管理,第13章简介现代维护管理中的服务供应链管理,第14章描述造纸污水处理过程的仿真及控制,第15章介绍造纸污水处理过程故障检测及诊断。

作为本书的主编,我要感谢每一个参与编译的作者,感谢他们愿意花费大量的宝贵时间参与到这项工作中。感谢该丛书的主编、副主编、中国轻工业出版社和编辑所给予的大力支持,正是他们的推动才使得本书能顺利完成。


沈文浩

2016年7月14日



《造纸过程控制与维护管理—中芬合著:造纸及其装备科学技术丛书(中文版)第十八卷/“十三五”国家重点出版》是一本深入探讨现代造纸工业生产流程中关键环节——过程控制与设备维护管理——的专业著作。本书凝聚了中芬两国在造纸技术与管理方面的先进经验与研究成果,旨在为造纸行业的从业者、研究人员以及相关专业的学生提供一套系统、实用的知识体系。 一、 核心内容概述 本书并非泛泛而谈,而是聚焦于造纸工业生产过程的两个核心维度: 过程控制: 详细阐述了造纸过程中涉及的各项关键参数的监测、调节与优化技术。这包括但不限于: 化学品控制: 如施胶剂、填料、助剂等在造纸过程中的精确投加与浓度控制,以影响纸张的强度、白度、印刷性能等。 物理参数控制: 如流浆浓度、网部真空度、压榨压力、烘缸温度、卷纸张力等对纸张形成、脱水、干燥过程的关键影响,以及如何通过自动化系统实现精准调控。 环境参数控制: 如空气湿度、温度对纸张性能和生产效率的影响,以及如何进行有效的环境管理。 质量监测与反馈: 介绍在线质量检测设备(如在线白度仪、粗糙度仪、厚度仪、水分仪等)的应用,以及如何利用检测数据进行实时过程反馈与调整,确保产品质量的稳定性。 自动化与智能化: 探讨了先进的分布式控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)以及数据采集与监视控制系统(SCADA)在造纸过程中的应用,并展望了人工智能、大数据分析等前沿技术在造纸过程优化中的潜力。 维护管理: 聚焦于造纸装备的日常运行、预防性维护、故障诊断与排除,以及设备全生命周期的管理策略。这涵盖: 设备基础知识: 介绍造纸生产线中主要设备的结构、工作原理与运行特点,例如:备料系统、网部成形设备、压榨设备、烘干部、压光机、卷纸机等,以及纸机关键部件(如网毯、刮刀、烘缸、轴承等)的性能要求与维护要点。 预防性维护(PM): 详述如何建立科学的预防性维护计划,包括定期的检查、润滑、紧固、清洁、易损件更换等,以最大程度地减少设备突发故障的概率,保障生产的连续性。 故障诊断与排除: 提供一套系统的故障分析方法,指导操作人员和维护人员如何通过观察、测量、听诊等手段快速定位故障原因,并给出相应的应急处理和修复方案。 预测性维护(PdM): 探讨如何利用振动监测、温度监测、油液分析等技术手段,预测设备潜在的故障风险,从而在故障发生前进行预判性维护,避免非计划停机。 设备更新与改造: 结合实际案例,分析在设备维护管理过程中,如何评估设备的经济寿命,制定合理的更新换代策略,以及对现有设备进行技术改造以提升性能与效率。 安全管理: 强调设备运行与维护过程中的安全规程与操作规范,确保人员生命安全与设备财产安全。 二、 突出特点与价值 本书的显著特点在于其“中芬合著”的背景,这意味着它融合了国际先进的造纸理念与中国实际的生产经验。 国际视野与本土实践结合: 芬兰作为世界领先的林业和造纸强国,其在自动化控制、精细化管理和设备维护方面拥有丰富的经验和成熟的技术。本书将这些国际先进经验与中国造纸行业的具体情况相结合,为国内企业提供了可操作性强的解决方案。 系统性与实用性并重: 本书结构严谨,逻辑清晰,内容全面,既有理论深度,又贴近实际生产需求。理论讲解与案例分析相结合,使读者能够更好地理解和应用书中的知识。 面向未来发展: 随着科技的不断进步,造纸工业正朝着数字化、智能化方向发展。本书在介绍传统过程控制与维护管理技术的同时,也积极引入了新的技术理念和方法,为读者指明了行业未来发展趋势。 “十三五”国家重点出版物: 入选“十三五”国家重点出版物,意味着本书在国家层面上得到了高度认可,其内容具有重要的学术价值和产业推广意义。 三、 目标读者 本书的内容深度和广度,使其成为以下人群的理想读物: 造纸厂生产管理人员: 帮助他们优化生产流程,提高产品质量,降低生产成本。 造纸厂设备工程师与技术人员: 为他们提供设备维护、故障诊断与排除的专业指导,提高设备运行效率和可靠性。 造纸机械与自动化领域的研发人员: 为他们提供行业需求和技术瓶颈的洞察。 高等院校相关专业的师生: 作为教材或参考书,帮助学生构建扎实的专业知识体系。 对造纸工业感兴趣的投资者与咨询顾问: 了解行业的技术现状与发展趋势。 总而言之,《造纸过程控制与维护管理》是一本集理论、技术、管理于一体的综合性专著,它为推动中国造纸工业的技术进步和管理水平提升,提供了一份宝贵的知识财富。

用户评价

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书中对“造纸及其装备科学技术丛书”的定位,表明了其学术的严谨性和技术的系统性。这不仅仅是一本介绍单一技术的书籍,而是构成了一个更宏大的知识体系的一部分,这使得它具有了极强的参考价值和深度挖掘潜力。作为读者,我期待书中能对造纸过程的各个环节进行细致入微的剖析,从原料处理、纸浆制备,到抄纸、压榨、烘干,再到后期的涂布、卷取等,每一个环节的精细化控制都直接影响着最终产品的质量和生产效率。而“过程控制”的引入,则意味着书中会涵盖诸如传感器技术、自动化控制系统、大数据分析、人工智能算法等在造纸过程中的应用。这对于那些希望通过技术升级来提升企业核心竞争力的造纸企业来说,无疑是宝贵的知识宝库。

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“造纸过程控制与维护管理”这两个关键词,在我看来,是相互依存、相辅相成的。精密的控制离不开可靠的设备,而设备的良好运行则需要科学有效的维护。这本书能够将这两个看似独立的领域整合起来,进行系统性的阐述,实属难得。我期待书中不仅能介绍先进的控制理论和方法,更能深入探讨设备的预防性维护、预测性维护策略,以及如何利用先进的诊断技术来降低故障率、延长设备寿命、减少非计划停机时间。这对于提高生产线的整体运行效率,降低运营成本,保障产品质量的稳定性,都具有至关重要的作用。

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“中芬合著”这个标签,对于关注全球技术交流的读者而言,是一个巨大的亮点。我们都知道,芬兰在可持续林业管理、环保造纸技术、以及高附加值特种纸的研发方面有着长期的积累和显著的优势。这本书的出版,意味着国内的造纸从业者和科研人员有机会接触到这些前沿的、经过实践检验的国际技术和理念。我尤其期待书中能够分享芬兰在节能减排、水资源循环利用、以及废弃物资源化等方面的先进经验和技术案例,这对于当前中国造纸行业面临的环境压力和政策导向来说,具有重要的现实指导意义。

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对于“维护管理”这一部分,我尤其期待其内容的深度和前瞻性。传统的设备维护更多的是被动响应,而现代化的维护管理则强调预防和预测。我希望书中能够详细介绍如何建立一套科学的设备维护体系,包括设备档案管理、日常巡检、定期保养、备品备件管理,以及如何利用物联网、大数据技术对设备运行状态进行实时监控和预测性分析,从而提前预警潜在的故障,减少突发性停机带来的损失。这种从“事后维修”到“事前预防”的转变,是提升造纸厂整体运营效率和经济效益的关键。

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“‘十三五’国家重点出版”的荣誉,对于一本书的权威性和重要性来说,是一个极具说服力的背书。这意味着这本书的内容经过了国家层面的严格审定,代表了国家在造纸技术领域发展规划和重点支持的方向。对于我这样的读者而言,这不仅意味着内容的可靠性,更意味着这本书所介绍的技术和理念,可能在未来的产业政策、技术推广方面扮演着重要的角色。我期待书中能够体现出国家对造纸行业高质量发展的重视,以及对绿色、智能制造的战略部署。

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这本书的出版,无疑是对造纸行业技术深度和广度的一次重要补充。作为一名长期关注造纸技术发展的读者,我深知该领域科研和实践的不断进步,尤其是在绿色化、智能化转型的大背景下,对先进技术的渴求从未停止。这本书的出现,正好契合了这种需求。书名本身就透露出其核心内容——“造纸过程控制与维护管理”,这正是现代造纸厂追求效率、稳定性和可持续性的关键所在。尤其“中芬合著”的字样,预示着这本书汇集了来自不同文化背景、不同技术体系的智慧结晶,这对于拓宽我们的技术视野、借鉴国际先进经验具有不可估量的价值。芬兰在林业、造纸以及相关环保技术方面拥有世界领先的水平,与国内成熟的造纸工业实践相结合,有望碰撞出全新的火花,为国内造纸企业带来切实可行的解决方案。

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总而言之,从书名透露出的信息来看,这本书集合了“造纸过程控制”、“维护管理”这两大核心技术领域,并由“中芬”两国专家联合撰写,同时又是国家重点出版物,这些都预示着它将是一部内容充实、理论扎实、实践性强、且具有国际视野的专业著作。我期待书中能够为造纸行业的从业者提供一套系统性的、可操作的知识体系,帮助我们应对日益激烈的市场竞争和不断升级的技术挑战,推动中国造纸工业向更高质量、更可持续的方向发展。

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“中文版”的出版,大大降低了国内读者获取和理解这些先进技术信息的门槛。对于许多国内的工程师、技术人员和学生来说,语言障碍往往是接触国际前沿技术的一个重要阻碍。而这本书的中文译本,无疑为我们提供了一个绝佳的学习和研究的机会。我希望译文能够忠实准确地传达原著的思想和技术细节,语言通俗易懂,能够被广大从业者所接受和应用。如果书中还附带一些国内造纸行业的实际案例分析,能够将国际先进技术与国内具体情况相结合,那么这本书的价值将得到进一步的升华。

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“第十八卷”的标识,暗示了这本书是“造纸及其装备科学技术丛书”中的一个重要组成部分。这说明该丛书本身就具有相当的规模和深度,涵盖了造纸领域广泛的技术知识。作为读者,我通常倾向于系统性地学习一个领域,而不是碎片化地获取信息。能够将这本书置于一个更大的知识体系中来理解,让我对其内容的系统性和连贯性有了更高的期待。我希望通过阅读它,能够更全面地了解造纸工业在装备、工艺、控制、管理等多个维度上的发展脉络和技术前沿。

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从读者的角度出发,一本优秀的技术书籍,不仅仅是理论的堆砌,更需要结合实际的应用场景和案例。我希望这本书能够深入浅出地介绍造纸过程控制的原理,并辅以大量的实际操作指导和故障排除方法。例如,在纸机故障诊断方面,书中是否能提供一些实用的图表、流程图,帮助一线操作人员和维修人员快速定位问题?在过程控制方面,是否能提供一些具体的参数设置建议,或者针对不同纸种、不同设备类型的一些优化方案?这些细节性的内容,对于提升读者的实际操作能力,解决工作中遇到的实际问题,至关重要。

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