制浆造纸过程自动测量与控制 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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页数:418

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出版时间:2009-6

价格:54.00元

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isbn号码:9787501968862

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图书标签:

• 制浆造纸
• 自动控制
• 过程测量
• 工业自动化
• 传感器技术
• 数据分析
• 过程优化
• 纸张质量控制
• 智能制造
• 化工过程控制

《制浆造纸过程自动测量与控制》内容提要 本书聚焦于现代制浆造纸工业中，实现生产过程高效、稳定与智能化运行的关键技术——自动测量与过程控制。本书旨在为制浆造纸工程、自动化、化学工程等相关领域的工程师、研究人员及高等院校师生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的专业参考书。 本书系统梳理了制浆造纸生产链条中各个主要单元操作的工艺原理、关键物料特性，并详细阐述了实现这些操作自动化所必需的传感器技术、信号处理方法以及控制系统架构。全书内容结构严谨，理论阐述与工程应用并重，力求帮助读者建立起对复杂制浆造纸过程的量化理解和精确调控能力。 --- 第一部分：制浆造纸过程基础与测量原理 本部分作为全书的基石，首先对现代制浆造纸工艺流程进行了宏观概述，明确了自动化控制在提高产品质量、降低能耗和实现环境保护中的核心地位。随后，重点深入探讨了应用于该行业的各类先进测量技术。 1.1 制浆造纸过程概述与自动化需求分析 本章详细介绍了从木片进厂到成品纸出厂的完整工艺流程，包括制浆（磨木、化学制浆、纸浆洗涤与筛选）、漂白、抄纸（备料、流浆箱、成型部、压榨部、烘干部、卷取与裁切）等关键步骤。在此基础上，分析了不同工艺环节对实时、准确测量的迫切需求，如对浆料浓度、流速、pH值、白度、水分含量的瞬时监测要求，并讨论了传统人工巡检的局限性。 1.2 过程变量的传感与检测技术 本章是测量技术的核心，详细讲解了适用于制浆造纸恶劣环境的专用传感器原理与选型： 流量测量技术： 重点介绍了针对不同浆料特性（高粘度、含气泡、固体含量变化大）的电磁流量计、涡街流量计以及超声波流量计在浆料输送、白水回用系统中的应用原理、安装要求和误差修正方法。 浓度与固含量测量： 深入探讨了基于光学原理（浊度法、散射光法）、电导率法以及核磁共振（NMR）技术在测量纸浆浓度（如磨浆浓度、稀释水比例）中的应用优缺点及实际操作中的注意事项。 物料特性参数测量： 详细解析了pH值、电导率、浊度、粘度、纤维长度分布等关键化学和物理参数的在线或近线测量装置的工作机理，特别是针对漂白段氧化还原电位（ORP）的精确测量技术。 纸页物理性能测量： 聚焦于抄纸机上的关键指标，如定量（克重）的X射线或β射线在线测量技术，以及水分含量的红外光谱或微波测量技术，并讨论了其校准与漂移补偿策略。 1.3 信号处理与数据采集系统（SCADA） 本章阐述了传感器输出的微弱模拟信号如何转化为可供控制系统处理的数字信号。内容涵盖信号线性化、滤波技术（如卡尔曼滤波在噪声较大的测量中应用）、数据预处理，以及如何构建稳定可靠的分布式控制系统（DCS）或可编程逻辑控制器（PLC）平台，实现多点、高频率的数据采集与存储。 --- 第二部分：制浆造纸过程控制系统设计与应用 本部分将测量的成果转化为有效的控制策略，是实现过程优化的核心。内容从基础的反馈控制扩展到先进的过程控制（APC）技术在纸机上的具体实施。 2.1 过程控制基础理论在制浆中的应用 本章复习了自动控制的基本原理（开环、闭环），重点分析了制浆过程中常见的控制回路： 浆料制备的浓度控制： 采用串级控制策略，通过调节进料泵和稀释水阀门，实现目标浓度的精确维持。 蒸煮过程的温度与压力控制： 探讨了高压锅炉的温度控制特性（大延迟、强耦合），以及如何应用PID控制器优化蒸汽用量，确保蒸煮度的均匀性。 漂白过程的化学品加料控制： 针对漂白液活性变化快的问题，介绍了基于氧化还原电位（ORP）的反馈控制，以及如何应对过程干扰，实现对漂白终点浓度的精确控制。 2.2 抄纸过程的复杂控制问题 抄纸机是制浆造纸生产线中最复杂、速度最快的单元，其控制系统要求极高。 流浆箱与成型部控制： 详细分析了如何通过控制流浆箱的压力、泵速和匀浆器开度，来维持纸页的均匀度（横向和纵向）。重点讨论了利用光学传感器对纸页横向剖面进行扫描，并反馈至横切器或浆料喷射阀的先进横向剖面控制（Cross-Directional Control, CD Control） 技术。 烘干部能耗优化与水分控制： 深入研究了烘干部热工过程的非线性特性。讨论了如何利用蒸汽压力、烘缸温度、车速与最终水分之间的复杂关系，构建多变量控制模型，以最小的能耗达到目标水分设定值。 压榨与真空控制： 介绍了压榨部对纤维脱水效率的影响，以及如何通过调节压辊压力和真空箱的抽取速率，来实现对纸页湿度的优化控制。 2.3 先进过程控制（APC）技术 针对传统PID控制难以处理的强耦合、大延迟等问题，本部分引入了先进控制方法： 模型预测控制（MPC）： 详细阐述了如何为纸机建立低阶、高保真度的工艺模型，利用MPC在考虑所有操纵变量和被控变量的约束条件下，求解最优控制序列，以提高车速和稳定性。 软测量技术： 针对难以在线测量的指标（如浆料的打浆度、纸页的抗张强度），介绍了如何利用已有的、易测量的变量（如浆料浓度、流速、能耗等）建立统计模型或神经网络模型，实现对这些关键质量指标的实时估计，为上层控制系统提供有效输入。 --- 第三部分：系统集成、优化与维护 本书最后一部分关注实际工程中的系统集成、故障诊断与持续优化策略。 3.1 过程自动化系统的集成与架构 讨论了如何将DCS/PLC系统、APC层、历史数据库（Historian）以及企业资源计划（ERP）系统进行有效集成，构建分层、分布式、集成化的制造执行系统（MES）。重点讲解了数据通信协议（如OPC UA）在异构系统间数据交换中的作用。 3.2 过程性能的监控与故障诊断 介绍了如何利用统计过程控制（SPC）图表对生产数据进行实时监控，发现过程的异常波动。详细阐述了传感器漂移、执行器卡涩、以及控制回路失稳的故障诊断流程，并提供了基于专家系统的自动预警机制设计方法。 3.3 节能降耗与环保控制的自动化策略 本章结合当前行业趋势，探讨了自动化技术在可持续发展中的应用。包括：白水回收系统中的浊度与COD在线监测及自动调节；蒸汽系统的负荷优化调度；以及污染物（如黑液、废气）排放的实时监测与超标切断保护机制的建立。 --- 总结： 《制浆造纸过程自动测量与控制》不仅是一本控制理论的应用指南，更是一本面向实际工程问题的解决方案手册。通过对原理的透彻解析和对工程案例的深入剖析，本书旨在帮助读者掌握现代制浆造纸厂实现数字化、智能化转型的核心技术工具。

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说实话，我拿起这本书的时候，心里其实是抱着一丝怀疑的。毕竟市面上关于工业自动化的书籍汗牛充栋，大多都是泛泛而谈，难以触及实质。然而，这本书的深度和广度完全超出了我的预期。作者在探讨控制系统的构建时，展现了扎实的理论功底和丰富的实践经验。例如，在描述在线传感器数据采集和信号处理的部分，他没有回避复杂的数学模型，但却能用最精炼的语言将其转化为可操作的工程概念。我特别欣赏其中关于模糊控制和神经网络在纸张厚度预测中的应用案例，这部分内容极具前瞻性，让我看到了传统PID控制之外的广阔天地。行文风格非常严谨，学术气息浓厚，但绝非故作高深，每一个公式、每一个图表的出现都有其明确的指向性。对于已经在该领域工作多年的工程师来说，这本书无疑是一本提升思维层次、拓宽技术视野的绝佳工具书。它不只是教会你“怎么做”，更重要的是让你理解“为什么这样做”，这种思维层面的引导价值无可估量。

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这绝对不是一本能让你囫囵吞枣的书。我发现自己必须放慢阅读速度，甚至需要准备笔记本反复推敲其中的某些章节。作者的文字有一种独特的韵律感，尽管主题是技术性的，但读起来却有一种沉静的力量。尤其是关于“先进过程控制”（APC）在连续操作中的应用部分，作者对模型预测控制（MPC）的讲解，深入浅出，将高阶控制理论巧妙地融入到实际的蒸发浓缩和中段处理环节。让我印象尤为深刻的是，书中对“质量波动”的成因分析，细致到连温度微小变化对最终纸张抗张强度的影响都有所涉及，这种对微小变量的敏感度和捕捉能力，体现了作者非凡的洞察力。对于那些追求极致工艺稳定性的技术人员而言，这本书无疑提供了强大的理论支撑和实操指导。它迫使你跳出现有的思维定式，去审视那些看似已定型的操作规程中可能存在的优化空间。

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当我合上这本书，心中涌起的不是知识的满足，而是一种对工程美学的敬畏。作者对“自动化”的理解，超越了单纯的“机器替代人工”，而是一种对物质转化过程的精准驾驭和艺术化管理。书中对于传感器故障诊断和冗余系统的设计思路，非常具有前瞻性，体现了极高的安全冗余意识。我尤其欣赏作者在描述控制回路设计时，所采用的类比手法，将复杂的反馈机制比喻成生活中的常见场景，极大地降低了理解门槛，使得那些原本晦涩的控制原理变得直观易懂。整本书的语言风格是沉稳而不失激情的，透露着一种对工业技术纯粹的热爱。它不仅仅是一本工具书，更像是一部关于如何将科学的严谨性与工程的创造力完美融合的实践指南。对于任何一个希望在制浆造纸领域做到精通的人来说，这本书都将成为他们书架上最常被翻阅的那一本。

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这本书的结构编排，简直是教科书级别的典范。从基础的物料准备到最后的成品检验，作者用一种近乎于叙事的方式，串联起了整个制浆造纸链条。我特别喜欢它对“过程优化”的探讨，这部分内容没有停留在理论层面，而是通过大量的实际案例来佐证观点。比如，针对不同原料（如阔叶木浆和针叶木浆）在蒸煮过程中的能耗差异，作者给出了非常细致的曲线分析和控制策略调整方案。这种将理论知识与具体工况相结合的处理手法，使得书中的内容立刻变得鲜活起来，极具应用价值。阅读这本书的过程，就像是跟着一位经验丰富的老专家进行一对一的辅导，他总能在你快要迷失在复杂的参数矩阵中时，及时指出关键的节点。特别是关于废水处理和环保控制系统的介绍，展现了作者对行业可持续发展的高度关注，这一点在当代工业书籍中尤为重要且难得。

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这本书的封面设计颇为复古，那种厚重的纸质感和略带泛黄的色彩，一下子就将我拉回到了工业时代的记忆里。我原以为这会是一本枯燥的教科书，没想到阅读起来却充满了惊喜。作者在叙述工艺流程时，那种深入骨髓的理解力让人印象深刻。他不仅仅是罗列技术参数，更是将制浆过程中的每一个细节都描绘得活灵活现，仿佛我正站在轰鸣的车间里，亲眼看着那些木片如何一步步变成柔软的纸浆。特别是关于化学助剂在不同阶段的作用，作者的论述逻辑清晰，层次分明，即便是对这个领域不甚了解的初学者，也能很快抓住核心要点。书中对传统手工造纸与现代自动化控制的对比分析，尤其独到，让我看到了技术革新对效率和质量的巨大推动力。阅读过程中，我多次停下来思考，作者对行业未来发展的预测，也让我对这个古老而又充满活力的产业有了更深一层的认识。总的来说，这是一本知识密度极高，但阅读体验却出人意料舒适的专业书籍，对于想要深入了解造纸工业的人来说，绝对是不可多得的宝藏。

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