基于智能制造的造纸机传动系统变频调速控制研究

进入21世纪以来,科技飞速发展,经济水平不断得到提高,人们对纸张的差异化需求越来越突出,不仅包括纸张的质量,更重要的是纸张的功能性。在造纸企业的生产中,智能化的造纸设备对企业的发展影响巨大。在智能化的造纸设备中,传动系统处于核心的位置,通过变频的方式实现传动系统的有序运转,有利于节约能源,同时保证仪器的平稳运行。为此,对造纸及传动系统进行深入研究,分析了造纸机在变频调速方面面临的挑战与机遇,为加速造纸机的升级以及造纸行业的进一步发展,促进纸张的智能化生产提供了借鉴。

基于纸张纤维特征的纸页抗张强度智能模拟及预测研究

对纸页抗张强度进行智能模拟,有助于更好地对某种纸页的性能进行分析甚至预测。基于此,针对现有纸页抗张强度模拟方法的缺陷进行总结,认为现有典型Page分析模型存在客观性分析不足等问题,结合偏最小二乘法、支持向量机等构建了一种基于造纸纤维特性的纸页抗张强度智能模拟模型,借助该模型对某种典型纸页的性能进行模拟分析。测试结果表明:该模型能够高效、准确地对纸页抗张强度进行预测,与传统模型相比具有更强的实用性。

PLC技术的造纸机械设备自动控制系统设计与研究

新型造纸公司依托于高科技实现了生产流程的机械化和自动化,造纸行业的生产效率和效益都得到了提升。PLC技术在工业自动化生产中应用广泛,在造纸机械设备的应用有利于提高造纸设备的自动化运转,同时有助于提高产品的质量,节约产品的人力成本和时间成本等。对PLC技术进行了简要介绍,并讨论了其在造纸机械设备的应用的形式以及自动化设计系统的设计等,为造纸行业的进一步发展提供更多的技术支撑。

基于卷积神经网络的纸张表面缺陷智能检测算法研究

针对纸张缺陷检测领域中如何有效提升缺陷特征提取能力、提高检测精度以及减少小目标缺陷漏检的难题,创新性地提出了一种基于改进Faster R-CNN算法的检测方法。该方法通过采用ResNet-50代替传统的VGG16作为特征提取的骨干网络,有效地增强了对纸张缺陷特征的捕获能力;进一步引入CBAM模块,实现了对空间及通道注意力的双重优化,显著提升了缺陷检测的准确度。此外,通过将ROI-Pooling技术升级为ROI-Align技术,本方法进一步增强了模型对纸张缺陷检测的泛化性能。经验证,该改进算法在常见纸张缺陷检测方面的平均精度达到了98%,不仅显著提高了检测精度,还有效减少了小目标缺陷的漏检,降低了错误检测率,为纸张缺陷检测技术的发展提供了新的思路和方法。

造纸用全自动数控加色系统的设计和应用

随着我国制浆造纸产业技术的不断发展和人们对美感的追求,无论是包装用纸、文化用纸还是办公用纸,对纸张的外观颜色和纸张颜色均一性提出了较高的要求。设计出有效控制纸张颜色、减少色差的造纸用加色系统尤为重要。对此,首先简述了计算机颜色空间和色差的计算方法,介绍了三种纸张颜色控制方法,如今的造纸企业多采用全自动数控的加色系统进行颜色控制。因此,构建了加色系统的数学模型和总体控制框架,引入遗传算法来确定最优的PID控制参数。基于FPGA硬件开发平台,进行了颜色控制系统的硬件设计,采用FPGA和SOPC技术进行各功能模块的设计,完成整个造纸用加色系统的实现。

基于数学模型的造纸机水针移动控制系统优化研究

为有效应对造纸机水针移动惯性所造成的定位偏差,确保水针精准且快速移动,以拟合优化方法构建了造纸机水针移动控制数学模型。采取变速双控制中性区方法,以反复测试寻找控制中性区数值的合理范围,并针对性建立水针移动与中性区数值的数学模型,以求解控制中性区数值。实际应用验证结果表明,变速双控制中性区方法的引进使造纸机水针移动曲线变化趋向于平缓,且终止位置与设定位置误差控制于0.79%,精确度非常高;相比传统变速单控制中性区方法,水针移动响应时间缩短了25s。

基于深度学习的工业纸张图像批量化检测处理技术研究

为实现针对纸张缺陷的自动化批量检测,提高造纸企业工业纸张生产的合格率水平。通过融合空间注意力机制对EfficientNet算法中的卷积神经网络进行优化,进而形成了一套SAEfficientNet算法,并通过该算法实现了对工业纸张图像的批量化检测,大批量识别出了纸张图像中的裂缝缺陷。为验证该方法的应用性能,挑选出800张纸张缺陷图像,并通过纸张缺陷图像数据对算法模型进行检测与训练。研究结果表明:SAEfficientNet算法对纸张缺陷识别的准确率高达98.19%,具有一定的应用价值。

超厚纸张表面缺陷智能化图像处理与识别系统设计研究

设计一套智能化图像处理与识别系统,用于超厚纸张表面缺陷的检测,以解决传统超厚纸检测成本高、效率低、错误率高、精度低等问题。通过综合分析图像处理技术在超厚纸张表面缺陷检测中的可行性,从图像处理技术流程、应用可行性和系统设计等角度展开讨论,提出基于机器视觉的超厚纸张表面缺陷检测系统设计方案,包括整体设计、硬件环境和软件平台的选择与搭建,期望该系统能够高效、准确地检测超厚纸张表面的各类缺陷,提高超厚纸张生产质量和效率。

造纸机分布传动可编程控制器PCC系统的应用

PCC可编程控制器以其强大的数据处理能力、高运算速度和可靠网络连接等优势,在在造纸工业中得到广泛应用,充分发挥其优势有助于推进造纸机的智能化发展、提升造纸机的技术水平。对此,简述了PCC系统控制原理,设计了以PCC B&R 2005为主控制器、操作面板为人机界面、PROFIBUS现场总线为通信方式的造纸机分布传动控制系统,对系统中主要硬件选型与配置、系统通信方式、下位机软件设计等进行了详细说明,并基于组态王与PCC进行造纸机分布传动上位机监控界面的设计,以期提高造纸机分布传动控制系统的控制精度、实时性和稳定性。

纸机传动系统的车速协调方案设计

为有效协调造纸机传动系统的传动轴车速,采用反馈线性化与扩张状态观测器相结合的方式提出了一种自抗扰控制器。自抗扰控制器可在不依赖受控对象精确模型的情况下有效对抗外部干扰,合理控制造纸机各传动轴电机之间的运行误差,进而实现车速协调控制,并对自抗扰控制器在纸机传动系统中的车速协调控制效果进行仿真分析。经实验研究发现,自抗扰控制器能够有效将纸机传动系统的同步误差和跟踪误差控制在较低水平。

基于多TMR的涡流无损顶锤裂纹检测系统设计

针对碳化钨顶锤的表面及近表面裂纹的快速精准无损检测需求,开发了一套基于多个隧道磁阻的涡流裂纹探伤检测系统。系统设计了电源供电电路、频率可调节的信号发生电路、功率放大电路、检测探头,能检测出微缺陷引起的叠加磁场的变化。有限元仿真与顶锤检测实验的对比分析表明该检测系统可以准确识别顶锤的细微裂纹损伤,实现了基于涡流原理的顶锤钨合金试块近表面微小裂纹的检测。

基于5G时代的制浆造纸企业生产辅助工具定位系统研究

随着5G技术的不断发展和广泛应用,各行各业都在积极探索如何将其融入实际生产,以提高效率、降低成本、改善产品品质。尤其是制浆造纸行业,作为传统产业,也在不断寻求创新与变革。以此为背景,结合5G技术的优势,探讨了基于5G的制浆造纸企业生产辅助工具定位系统的设计与应用。通过对理论的分析和实证研究,深入探讨了该系统的技术特点、应用效果以及在提升生产管理水平、实现智能化、数字化转型方面的潜力。这一研究为制浆造纸行业未来的发展提供了全新的思路和方法,有望推动行业迈向更高水平的发展。

多维高斯贝叶斯算法造纸机械设备故障自动检测优化设计

信息技术进步发展背景下,各行业已经开始使用机械化设备进行生产,进而提升生产质量。虽然造纸设备能大幅度的提升整体生产的效率,但由于其整体的复杂性,在生产运动过程中会出现故障。基于此,设计多维高斯贝叶斯算法造纸机械设备故障信息诊断系统;利用完整的框架结构设计客户机/服务器模式,联合服务器与信息查询模块,实现造纸机械设备故障信息诊断系统的体系结构搭建;在此基础上,计算故障信息的松弛度数值,通过判定迭代门限的方式,实现对多维系数信号的处理,完成多为高斯贝叶斯算法造纸机械设备故障自动检测功能。最后结合造纸机械设备故障情况提出同步维修、分步维修、易维修设计等方法,为造纸机械设备的正常平稳运行提供了技术保障。

基于改进YOLOv3树上板栗栗蓬目标检测方法

板栗人工采收效率低、劳动强度大、易伤人,基于机器视觉的无人机采摘板栗栗蓬既高效又安全、为了快速识别和准确定位自然环境下板栗栗蓬目标,提出一种改进YOLOv3网络结构的YOLOvc栗蓬目标检测方法。通过在网络YOLOv3层前端添加融合通道注意力与空间注意力机制的CBAM注意力机制模块,提高深度学习网络模型对小栗蓬目标特征提取能力。在YOLOv3原有损失函数基础上添加焦点损失函数,提高对栗蓬遮挡等难分样本的检测识别能力。试验结果表明,YOLOvc算法能够有效检测板栗栗蓬,其查准率和平均精度分别达到89.35%、89.37%。消融试验对比结果显示,改进YOLOv3卷积神经网络对板栗树上栗蓬的检测识别精度比YOLOv3提高2.21%。研究结果表明,对YOLOv3添加注意力机制和焦点损失函数的深度学习算法YOLOvc可有效实现板栗树上栗蓬检测定位,为无人机采收板栗提供有效技术支持。

基于RF-SEGA组合算法的热分散系统运行优化模型

热分散系统是制浆造纸过程中废纸回用的重要单元,热分散处理效果对纸机运行性能和纸张产品质量有着重要影响。由于不同废纸的性能差异较大,纸浆中的胶黏物含量和尺寸大小、纤维形态等关键指标无法量化,热分散系统难以实现最优化运行,存在能源消耗较大、化学品浪费和纸浆性能波动等问题。本研究建立了一种热分散系统运行优化模型,以纸张产品及其定量为分类依据,建立优化模式数据库,采用随机森林(RF)算法和增强精英保留的遗传算法(SEGA)建立能效优化模型。实际生产数据验证结果表明,经模型优化后,热分散系统运行参数的优化幅度分别为:扭矩0~3%、温度0~4℃、热分散机功率0~50 kW。优化结果符合工艺调整幅度,表明优化模型具备稳定性。依据模型优化值调参4次,胶黏物累积量相比于调参前分别降低了约6.36%、5.17%、4.25%、7.82%;每吨绝干浆的综合成本分别降低了约4.62%、3.55%、4.43%、4.36%。研究结果表明,该热分散系统运行优化模型符合实际生产工况,可改善纸浆分散效果,降低热分散能耗成本。

ACS800 MultiDrive在纸机变频传动控制中的应用

ACS800 MultiDrive是ABB公司研制的一种新型的全数字式变频器。对ACS800多传动系统的组成、原理和优点进行了介绍,重点分析了整流及逆变单元,最后介绍了ACS800多传动控制系统在10万t瓦楞纸机传动控制系统中的应用。

基于深度学习的宣纸缺陷识别软件设计

作为我国优秀文化遗产书法与国画的主要载体,宣纸需始终保持较高质量,最大程度上避免缺陷以影响外观与使用,这就要求造纸企业必须高度重视宣纸缺陷识别与检测,以机器识别软件替代人工识别检测,并引进合适的识别算法。提出了基于深度学习之卷积神经网络的宣纸缺陷识别算法,且由此进行了宣纸缺陷识别软件设计。结果发现,此软件不仅运行速度快,识别率高,而且识别分类准确率可达98.93%,可完全贡献于宣纸质量提高,值得广泛推广与应用。

基于可视化需求的分段传动造纸机电气传动监控系统研究

分段传动造纸机是一种在传统直线轴传统运动控制策略基础上改进而来的分阶段传动的新型造纸机。为对分段传动造纸机电气传动系统工作情况、运行状态等进行良好监控,开发了一种基于物联网、可视化技术的监控系统,针对该系统在分段传动造纸机电气传动模块工作时的监控效果进行分析。结果表明:这一监控系统可以直观、有效地对分段传动造纸机电气传动模块的运行状态进行监控,极大地方便了操作人员对电气传动模块的运行管理。

物联网+大数据技术的制浆造纸设备远程在线故障监测系统研究

机械装置若是有了故障,不能对其进行及时处理,则会对最终的生产质量、效率带来负面作用。将制浆造纸设备作为对象,开发出以物联网+大数据作为基础的故障监测方法,并可支持远程。国家经济的持续发展,离不开造纸业的支持,想要提升该行业稳步发展,就需得到先进造纸设备支持,为了及时发觉故障,并对其迅速处理,就需通过远程故障监测法进行实现。为此,还进一步对这种远程监测技术概念进行了论述,并对其应用进行分析,剖析了这种监测技术受到在线监测、大数据等技术的积极影响,同时还对制浆造纸远程故障监测技术的未来发展趋向进行了展望。

基于空气耦合超声的宣纸润墨性检测技术

宣纸在中国书画艺术历史中占据不可小觑的地位,润墨性是鉴别宣纸质量的重要指标,所以对其润墨性的检测至关重要。现有检测方法易对宣纸造成损坏且受人为主观因素影响较大,为解决现有检测技术的缺陷,该文提出使用空气耦合超声技术对宣纸的润墨性进行检测,针对不同润墨性的宣纸进行C扫描成像,通过彩色直方图分析成像结果中的颜色分布关系,对宣纸润墨性进行评价。当采用400 kHz空耦探头、200 mm/s扫描速度时,C扫描结果均能对不同宣纸的润墨性做出表征,该方法克服传统检测中主观因素的影响,能够在对宣纸无损的情况下实现润墨性检测。通过上述结果表明,该方法可为宣纸的无损检测提供一些理论和实践参考。