Optimizing lowconcentration refineries: Replacing a fuzzy controller with a PI controller at alow concentration refinery
2025 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 28 HE credits
Student thesisAlternative title
Optimering av lågkoncentrationsraffinör : Byte av en fuzzy regulator till en PI regulator på enlågkoncentrationsraffinör (Swedish)
Abstract [en]
The pulp needed to make paper can be done in several ways. At Holmen papermill Braviken pulp is made by thermomechanical pulping (TMP) where the wood chips are ground to pulp by refineries powered by large electric motors. In these processes a low concentration refinery (LC-refinery) is a specific type of refinery.
At Braviken, there is a particular LC-refinery called LCS2. The power of the refinery can be changed by running a second, smaller motor which is changing the distance between the two disks where the pulp is going through. The power of the large motor is controlled by a simple strategy, if the power is unsatisfactory, the small motor runs for two seconds. The system has a tendency to overreact and oscillate between low and high power. A new type of controller, a PI (proportional-integral) controller, was proposed which varied the time of the pulses depending on the amplitude of the error.
The system together with the new and the old controller was rigorously simulated. The new controller was made sure to be robust, then it was implemented in the real system and the result was analyzed.
After LCS2, the pulp can go into three different valves. Because changes in the flow of one valve affect pressure, it can in turn affect the other valves' flows. The two valves which made the pulp proceed to the strainer were not controlled by the controllers, but were instead run manually, to reduce the risk of oscillation. The three valves were viewed as one large system with three inputs and three outputs. This system was analyzed and simulated, enabling autonomous operation without human intervention in the real system.
Abstract [sv]
Det finns flera sätt att göra den pappersmassa som behövs till papper. Vid Holmens pappers-bruk Braviken görs det genom en termomekanisk process (TMP). Det innebär att träflis körsigenom en raffinör som separerar träfiber. En lågkoncentrationsraffinör (LC-raffinör), är enviss sorts raffinör som har studerats i detta arbete. I Braviken finns det en specifik raffinörvid namn LCS2. Effekten hos denna raffinör kan ändras genom att en andra, mindre motor,genom två-sekunders pulser ändrar på avståndet mellan diskarna där träflisorna passerar.LCS2 har en tendens att överreagera då den oscillerar fram och tillbaka. En annan regula-tor, en PI-regulator, föreslogs och varierar istället tiden på pulserna beroende på storlekenpå effektfelet. Systemet modellerades och den nya regulatorn tillsammans med den gamlaregulatorn simulerades för att verifiera förbättringar med och robustheten hos den nya reg-ulatorn. Den nya regulatorn implementerades även i det verkliga systemet och resultatetanalyserades.Efter LCS2 kan pappersmassan gå genom tre olika ventiler. Om en ventil öppnas påverkastrycket som i sin tur påverkar flödet ur de andra ventilerna. Det fanns två ventiler somsköttes manuellt och inte styrdes av regulatorer. De tre ventilerna sågs som ett stort systemmed tre in- och tre utsignaler. Detta system analyserades och simulerades och sedan gjordesändringar i det verkliga systemet så att alla tre regulatorer kunde köras automatisk.
Place, publisher, year, edition, pages
2025. , p. 44
Keywords [sv]
Reglerteknik
National Category
Control Engineering
Identifiers
URN: urn:nbn:se:liu:diva-219661OAI: oai:DiVA.org:liu-219661DiVA, id: diva2:2016313
Presentation
2025-10-23, Transformen, Hans Meijers väg 27, Linköping, 13:30 (English)
Supervisors
Examiners
2025-11-272025-11-252025-11-27Bibliographically approved