1．人工控制。

    这是我国目前大多数中小型PS版生产企业的普遍做法。主要表现在整个生产线的数据化管理系统尚未形成．自动化程度低，对于表面处理工艺段的各种酸碱处理液的检测往往是只有仪表显示．而无自动化的实时监控，其中浓度检测是由人工实验室滴定完成的，补加液也是由人工凭经验进行．因此受人为因素影响很大。人工控制流程如图3所示：

    (1)定时巡检。在生产线上，表面处理工艺段的各个酸碱溶液的储液箱中，各自配备有相应的酸碱浓度检测仪器．有盒式的或是壁挂式的显示盘．显示箱中酸液或是碱液的实时浓度。在正常生产的过程中．随着反应的进行．各种酸碱溶液的浓度都有不同程度的降低和变化。因此．工人会按照一定的班次．定时巡查各个仪表的显示数。定时检查后．工人会通知检验人员取样检测处理液的实际浓度。此外．如果在生产过程中有问题出现．影响成品版材质量时．工人也会将表面处理液取样送检。

    (2)实验室滴定检测。溶液的浓度检测是在实验室通过滴定的方式完成的．检验员根据指示剂的颜色变化确定滴定终点．然后根据标准溶液消耗的体积．计算分析结果．得出处理液的准确浓度。

    (3)人工补加。负责补加原液的工人．在得到检验员的补加通知后．根据相应的浓度差值．向处理箱中补加一定量的原液．以恢复工艺要求的溶液浓度。具体补加原液的量，往往是凭借工人多年的实践经验．逐步摸索出来的一定的经验数值。

    2．半自动化控制。

    目前．一些企业在基于人工控制经验的基础上．设计出一套“半自动化 的溶液浓度控制装置，示意图如图4所示。

    在生产线上，各表面处理液循环槽中均配备有相应的酸碱浓度检测仪器．通过导线连接有外置的显示面板．实时显示循环槽中酸液或是碱液的浓度值。

    与此同时．有管道从原液储罐通向处理液循环槽中．由阀门控制一定的液体流出的量．连续地向处理槽中滴加原液，以维持槽中处理液浓度的稳定。

    原液的实时滴加量．是工人凭借多年实际生产经验摸索出来的，配合不同车速条件和生产条件，逐步形成了一套经验数据，一般以"滴／分钟"来计量和控制。

    3．自动化检测与控制。

    目前，国内外的一些大型PS版生产企业，采取了处理液浓度自动化检测系统，采用计算机控制和显示，实现了溶液浓度的自动检测和原液的自动补充。

    此类系统采用先进的溶液浓度传感器、溶液温度传感器及相应的智能仪表，在线检测各段表面处理液的浓度和温度．通过自动控制药液浓度及温度的接口与计算机总控制柜相连接，将检测结果传送至中央控制器．进行计算处理，再由控制器发出控制指令，驱动耐酸、耐碱电磁阀，控制盐酸，硫酸．以及除油段碱液等处理液的自动补加，从而达到化学段浓度、温度的自动控制。由于自动化控制的实时性和准确性，很好地保证了版基砂目质量以及氧化膜层质量的稳定性。

    4．存在的问题。

    目前，我国国内的中、小型PS版生产企业的生产线表面处理溶液的浓度，普遍以人工控制为主。整个生产线的数据化管理系统尚未形成，自动化程度相对较为低下，并且受人为因素影响很大。人工控制的缺点主要表现在：

    (1)存在时间滞后性。从工人定时巡检到通知化验员取样检测直到最终原液的补加，一般要耽误半个小时甚至一个小时的时间，在这个过程中．表面处理液的浓度得不到实时的控制，实际生产中的工艺条件早已发生了改变，必将影响版材的表面粗化处理的质量，从而影响最终的版材质量。

    (2)人为因素影响。首先，滴定操作为人工操作．在进行指示剂比对确定滴定终点时．势必会受到人为因素的影响从而影响检测结果的准确性 其次，在原液补加时，也是由人工操作完成，不同的人会执行不同的经验标准．各个班次问的执行标准也不尽相同，从而生产工艺条件得不到稳定一致的控制。

    (3)消耗酸碱。滴定检测中需要使用标准酸碱溶液．随着生产线长年的运转．增加了原料消耗．提高了生产成本。(4)占用人力资源。由于滴定检测由人工操作完成．因此每个班次都要配备一名专职的检验员．从而增加了人工费用的支出．提高了生产成本。

    半自动化控制，采取了实时滴加原液的方法，在一定程度上弥补了人工控制存在”时滞”的缺陷，但是实时补充的量也是凭借多年生产经验而确定的，在准确性上难以得到保证。此外，半自动化控制也包括检测环节，因此也存在着人为因素的影响和标准酸碱溶液的消耗问题等。

    目前，尽管国内的一些中外合资的大型Ps版生产企业已经应用了自动化的检测与控制装置，但是整套系统的开发与设计还没有实现国产化。一般是由外方确定工艺条件及具体的控制要求，由国内的专业厂家完成相应控制系统的硬件设计，控制软件一般也由外方实施设计。

    因此，对于自动化控制系统的相关技术资料和控制系统设计的关键问题，各企业均持对外保密的态度．给自行开发研制该控制系统带来了一定的难度。

    四、自动控制系统研究中的主要方向及难点

    1．酸碱液浓度检测传感器的选择。

    在线检测液体的酸、碱浓度的传感器．常用检测液体电导率的方式，间接反映液体的浓度。由于酸和碱的化学成分决定了液体的酸、碱浓度和其电导率值是成正比的，因此通过检测液体的电导率值，即可确定其酸、碱的浓度。目前．国内的酸碱浓度计大都是接触式的，即以电极的形式和被测液体相接触以测定其电导率值，并以此来确定液体的酸、碱浓度。这种方法最致命的缺点就是电极容易被腐蚀和污染，从而会严重影响测量的准确性及电极的使用寿命。

    在电极的选择上，有钛合金、不锈钢喷涂防腐涂层等类型较为常用，此外还有环形的无极式探头，但其价格很高，难于被一些中小型的企业所接受。

    2．系统控制算法的设计及选择。

    PS版制造过程中的表面处理液，涉及到多种酸和碱，而每一种酸或碱处理液又各自成为一个多成分、大滞后的体系，因此不仅在浓度检测上存在着很大的难度，在浓度控制算法的设计和选择上也存在着难度。

    目前．一般使用的是PID (比例、积分、微分)控制算法和Smith预估控制等方法．在实际应用中已经取得了比较理想的效果。随着进一步的研究．还可以引入控制领域较为流行的模糊控制技术和专家系统等。■(作者单位西安理工大学印刷包装工程学院)

信息来源：中国印刷