CN101688369B

CN101688369B - 用于控制和/或调节轧辊装置的驱动器的方法和装置

Info

Publication number: CN101688369B
Application number: CN200880024198.XA
Authority: CN
Inventors: 马库斯·肖伊斯沃尔; 乔斯-利马·桑托斯
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2008-04-08
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2028-04-08
Also published as: EP2152965B1; CN101688369A; WO2008138691A1; DE102007022239A1; EP2152965A1

Abstract

本发明涉及一种用于控制和/或调节轧辊装置(20；42)驱动器的方法，所述轧辊装置(20；42)带有至少两个在其间构成辊隙(22；44)的轧辊(24，26；46，48)，用于生产和/或加工材料幅面，特别是纸幅面或纸板幅面，根据规定的轧辊直径确定所述两个轧辊的圆周速度，将用于确定轧辊(24，26；46，48)圆周速度的规定直径至少部分地在线与各自当前的运行条件相匹配。本发明还涉及一种相应的装置。

Description

用于控制和/或调节轧辊装置的驱动器的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制和/或调节轧辊装置驱动器的方法，该轧辊装置带有至少两个在之间形成辊隙的轧辊，该轧辊用于制备和/或调质材料幅面，特别是纸幅面或纸板幅面，其中，根据规定的轧辊直径确定所述两个轧辊的圆周速度。此外，本发明还涉及一种在权利要求20的前序部分中所述类型的装置。

背景技术

至今为止，在涂布单元关闭之前或关闭过程中，造纸机的涂布单元的驱动器使用确定的直径来计算圆周速度。该直径要么直接物理测量，要么通过人工分析关闭性能适配。然而，所述直径会由于外部影响，例如磨损或热膨胀而改变。此外，也会这样发生，即，轧辊被修整，然而在系统中没有修改过其直径。

如果没有确定相关直径，那么在涂布单元关闭的过程中在轧辊和纸之间产生相对速度。因此，短暂地通过纸进行速度补偿，由此，获得可能导致纸撕裂的拉力波动。如果额外地所述上部和下部轧辊的速度不一致，也必须由纸来承受这种速度差，因此，额外地加重了纸的负担。

如果上部轧辊和下部轧辊的速度在涂布单元关闭之前或关闭之后相互有偏差，只要这两个轧辊是干燥的，就会出现轧辊的振颤。如果轧辊速度与纸的速度不一致，则会出现力矩和纸的拉力突变。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于创造一种改进的、开头所述类型的方法以及装置，通过该方法和装置可以克服之前所述的问题。在此，应以简单可靠的方式和方法尤其可获得至少基本上相同的轧辊圆周速度，该轧辊圆周速度在轧辊装置或辊隙关闭时与材料幅面的速度相应。

就方法而言，该技术问题按照本发明解决由此解决，即，将规定用于确定轧辊的圆周速度的直径至少部分与各自当前的运行条件在线匹配。

优选地首先匹配两个轧辊的规定直径的比例，随后将所述轧辊的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

在此，如果在轧辊装置或辊隙关闭时测量所述轧辊的速度，优选测量轧辊的旋转速度，并通过所述轧辊速度的测量实现直径比例与各自当前的运行条件的匹配，是特别有利的。

根据按本发明的方法的一种相宜的实用设计，在轧辊装置关闭时，在没有材料幅面的情况下进行测量轧辊速度。

根据一种有利的可选设计，在轧辊装置关闭时，也可以在生产过程中通过辊隙引导材料幅面的情况下进行测量轧辊速度。

在两个之间构成辊隙的轧辊中，可以将第一轧辊定义为主轧辊，而将第二轧辊定义为从属轧辊。

根据按本发明的方法的一种优选的实用设计，为了将直径比例与各自当前的运行条件相匹配，驱动器或轧辊装置在控制和/或调节轧辊驱动器的速度时被关闭，将从属驱动器切换到负载分配或力矩调节模式，测量轧辊的旋转速度并从获得的测量值确定当前的直径比例。

优选在生产中将所述主轧辊的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

在此，有利地通过测得的直径和校正系数确定主轧辊的规定直径，而校正系数在生产过程中与各自当前的运行条件相匹配。

为此，优选测量在轧辊装置关闭时出现的幅面和/或驱动波动，并根据测量结果将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

为了匹配校正系数，有利地既考虑轧辊装置关闭过程中的最大偏差又考虑整体偏差。

然后，相宜地通过匹配的主轧辊的直径和匹配的直径比例确定从属轧辊的匹配直径。

该轧辊装置尤其可包括上部轧辊和下部轧辊。在此，例如可以将上部轧辊定义为主轧辊，而将下部轧辊定义为从属轧辊。然而，原则上也可以相反的定义。

如果规定的轧辊直径永久地与各自当前的运行条件相匹配，也是特别有利的。

所匹配规定的轧辊直径优选输送给包括至少一个反馈回路的、用于轧辊的速度调节装置。

所述轧辊装置例如可配属于涂布单元、缠绕装置或压光机。

按本发明的装置的特征相应在于，其包括用于至少部分地将用于确定轧辊的圆周速度的规定直径与各自当前的运行条件相匹配的部件。

在从属权利要求中说明了按本发明装置的各种优选的实施方式。

因此，本发明首先可以应用于自动地优化速度。在此，按本发明的匹配或适配可有利地基于以下两个步骤进行：

1.适配相对直径。

2.适配有效直径，即，规定的直径。

在此，例如可以如下地实施所述两个步骤：

1.适配相对直径，即，适配直径比例。

通过在相关单元或辊隙的关闭状态测量速度实现例如上部轧辊和下部轧辊的相对直径的适配。根据应用，这种测量要么可以以规定的顺序在没有材料幅面，例如纸幅面或纸板幅面的情形下进行，要么在生产过程中进行。在此，重要的是，仅匹配所述直径比例。

在此，适用以下关系

V_OW＝Deff_OW*π*n_OW

和

V_UW＝Deff_UW*π*n_UW

其中

V_OW＝上部轧辊的有效速度

V_UW＝下部轧辊的有效速度

Deff_OW＝上部轧辊的有效直径

Deff_UW＝下部轧辊的有效直径

n_OW＝上部轧辊的旋转速度或转速

n_UW＝下部轧辊的旋转速度或转速

现在如果将上部轧辊定义为主轧辊，那么得到直径的比例

R_UO＝Deff_UW/Deff_OW

速度

V_UW＝R_UO*Deff_OW*π*n_UW

该顺序的流程例如如下：

-在速度控制装置中关闭驱动器

-将从属驱动器切换到负荷共享或力矩调节模式

测量旋转速度或转速并根据测量值确定直径比例

2.适配有效直径

为了适配有效直径，可以例如首先适配或匹配主轧辊的直径，以便使得材料幅面或纸幅面的速度与轧辊表面速度相互补偿。

在理想的情况下，在可以配属于例如涂布单元的轧辊装置关闭时适用以下关系：

V_P＝Deff_OW*π*n_OW

其中

V_P＝纸的速度

因为有效直径未知，并例如仅存在上部轧辊测得的外径D_OW，可以有利地使用校正系数K_OWP相对材料幅面或纸幅面校正上部轧辊。对于纸的速度适用以下关系：

V_P＝K_OWPD_OW*π*n_OW

现在为了在例如造纸机工作过程中适配或匹配校正系数K_OWP，借助相应的算法分析配属于例如涂布单元的轧辊装置的关闭性能，并分析在此产生的拉力和驱动波动。

所述算法根据相关单元在打开或关闭时测得的拉力变化计算出用于直径的校正系数的校正，例如满足如下关系：

K_OWP(新)＝K_OWP(当前)+f(ΔTp(最大)，∫ΔTp*dt，纸的种类，单位面积重量，湿度)

在此，该校正有利地既与关闭过程中的最大偏差有关又与该过程中整体偏差有关。

例如可以人工适配或通过学习算法规定用于校正的系数。

通过本发明可以在例如涂布单元等的关闭过程中使出现例如纸撕裂的风险最小，这相应地提高了产量并相应地将废纸的生成减至最小。此外可以长期计算当前有效的直径，其对于保养维护是必须的。

如已说明的那样，所述轧辊装置可配属于例如涂布装置。这种涂布装置例如可以布置在各个干燥机组之间。可以沿幅面运动方向在涂布单元前设置相应用于拉力测量的装置。

本发明例如也可以应用在缠绕装置的卷筒滚子(Tambourrollen)中，该缠绕装置通过电机或传动装置轴向地驱动。该卷筒会由于磨损或不精确的制造而具有不同的直径，这样会在转送到新的卷筒上时在该位置上出现问题(卷筒向上转)。就此可以对于每个卷筒使用相同的算法，其中，然而需要通过该系统识别滚筒。这可以自动进行或通过人工输入卷筒实现。除此之外，本发明还可应用于压光机。

附图说明

以下根据实施形式参照附图详细说明本发明。在附图中：

图1示出了布置在造纸机的两个干燥机组之间的涂布单元的示意图，带有用于控制和/或调节附属的轧辊装置的配属装置；

图2示出一图表，从该图表中得知带有强劲的纸延迟器的涂布单元的典型的关闭过程；

图3示出了造纸机的缠绕装置的示意图，带有用于控制和/或调节附属的轧辊装置的配属装置；以及

图4示出了一图表，从该图表中可知示例的卷筒更换。

具体实施方式

图1在示意图中示出了布置在造纸机14的两个干燥机组10，12之间的涂布单元16，该涂布单元带有用于控制和/或调节附属的轧辊装置20的配属设备。

在当前情况下例如配属于涂布单元16的轧辊装置20包括至少两个在之间形成辊隙22的轧辊、在此例如是上部轧辊24和下部轧辊26。

在当前情况下，待制造或待处理的材料幅面涉及纤维幅面，特别是纸或纸板幅面。

借助控制和/或调节装置18，根据规定的轧辊直径确定两个轧辊24，26的圆周速度。

在此，控制和/或调节装置18包括用于将规定用来确定轧辊24，26的圆周速度的、也就是有效直径至少部分地在线与各自当前的运行条件相匹配。

优选借助所述控制和/或调节装置18首先匹配两个轧辊24，26的规定直径比例，随后将轧辊的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

设置一测量装置28，用于在轧辊装置20或辊隙22封闭的情况下测量速度，优选测量轧辊24，26的旋转速度。然后，借助包括相应的评估装置的控制和/或调节装置18通过对轧辊速度的测量将所述直径比例与当前的各种运行条件相匹配。

借助测量装置28可例如在没有纸幅面且轧辊装置处于封闭状态时测量轧辊速度，或特别是在有纸幅面导引通过辊隙生产过程中且轧辊装置也处于封闭状态时测量轧辊速度。

可例如将上部轧辊24定义为主轧辊，并将下部轧辊26定义为从属轧辊。然而，原则上也可考虑相反的定义。

所述控制和/或调节装置18可特别包括这种器件，该器件为了将直径比例与各自当前的运行条件相匹配，在控制和/或调节轧辊驱动器速度时关闭驱动器或轧辊装置，将从属轧辊驱动器切换到负载分配或力矩调节模式，通过测量装置28测量轧辊的旋转速度并由所获得的测量值确定当前的直径比例。

优选借助控制和/或调节装置18在生产过程中将主轧辊、在此例如是上部轧辊24的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

在此，可通过测得的直径和校正系数确定主轧辊24的规定直径。然后，可以借助包括相应的评估装置的控制和/或调节装置18优选在生产过程中将该校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

此外，可以设置用于测量在轧辊装置20关闭时出现的幅面和/或驱动波动的装置30。然后，可以借助于该控制和/或调节装置18根据测量结果将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

在此，优选既根据轧辊装置20或涂布单元16关闭过程中的最大偏差，也根据整体偏差进行校正系数的匹配。

然后，可以借助控制和/或调节装置18通过匹配的主轧辊24的直径和匹配的直径比例确定从属轧辊匹配的直径。

优选借助控制和/或调节装置18持续地将轧辊的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

匹配过的规定轧辊直径可特别地输入到包括至少一个反馈回路的、用于所述轧辊24，26的速度调节器。

图2示出了一图表，从该图表中可得到带有强劲的纸延迟器的涂布单元16(对比图1)的典型关闭过程。

在此，在该图表的上部示出了固定的下部轧辊26以及可运动的上部轧辊24的扭矩。从该图表的下部可得知涂布单元16的关闭对幅面应力的影响。

图3在示意图中示出了造纸机14的缠绕装置40，带有用于控制和/或调节附属的轧辊装置42的配属装置。

在当前情况下，例如配属于缠绕装置40的轧辊装置42包括两个在之间形成辊隙44的轧辊，此处例如是支承滚筒46和卷筒48。

在当前情况下，待制造或待处理的材料幅面是纤维幅面，特别是纸质幅面或纸板幅面。

借助控制和/或调节装置50根据规定的轧辊直径确定两个轧辊46，48的圆周速度。

在此，所述控制和/或调节装置50包括这样的器件，以便将为确定轧辊46，48的圆周速度规定的、也就是有效直径至少部分地与各自当前的运行条件在线匹配。

优选借助控制和/或调节装置50首先匹配两个轧辊46，48的规定直径的比例，随后将轧辊的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

设置有测量装置52，以便在轧辊装置20或辊隙22关闭的情况下测量轧辊24，26的速度，优选测量轧辊24，26的旋转速度。然后，借助包括相应的评估装置的控制和/或调节装置50通过这种轧辊速度的测量将所述直径比例与各自当前的运行条件相匹配。

借助测量装置52可以在没有纸幅面且轧辊装置封闭时测量轧辊速度，或特别也在纸幅面导引通过所述辊隙的生产过程中且轧辊装置封闭时测量轧辊速度。

例如可将支承滚筒46定义为主轧辊，而将卷筒48定义为从属轧辊。然而，原则上也可考虑相反的定义。

控制和/或调节装置50可尤其包括这样的器件，该器件为将直径比例与各自当前的运行条件相匹配，在控制和/或调节轧辊驱动器速度时关闭驱动器或轧辊，将从属驱动器切换到负载分配或力矩调节模式，通过测量装置52测量轧辊的旋转速度，并从获得的测量值确定当前的直径比例。

优选借助控制和/或调节装置50在生产过程中将主动轧辊、在此例如是支承滚筒46的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

在此，可以通过测量的直径和校正系数确定主轧辊46的规定直径。然后，可以借助包括相应的评估装置的控制和/或调节装置50优选在生产中将该校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

此外，可设置用于测量在轧辊装置42关闭时出现的幅面和/或驱动波动的装置54。然后，借助控制和/或调节装置50根据测量的结果可以将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

在此，优选既根据轧辊装置42或缠绕装置40关闭过程中的最大偏差，又根据整体偏差地匹配校正系数。

然后，可借助控制和/或调节装置50通过主轧辊46的匹配直径和已匹配的直径比例确定从属轧辊的匹配直径。

优选借助控制和/或调节装置50不断地将规定的轧辊直径与各自当前的运行条件相匹配。

该匹配过的规定轧辊直径可以特别地输送到包括至少一个反馈回路的、用于轧辊46，48的速度调节器。

图4示出了一图表，从该图表中可得知图3所示的缠绕装置40在按本发明的方法的一种实施方案中示例的卷筒更换。

在此，该图表中示出五个特征及随时间的变化曲线，这些特征对卷筒更换是有意义的。这五个特征是：初级臂的位置，空卷筒的速度，空卷筒的转矩，支承滚筒和幅面的速度(额定幅面/实际幅面)。

附图标记清单

10 干燥组

12 干燥组

14 造纸机

16 涂布单元

18 控制和/或调节装置

20 轧辊装置

22 辊隙

24 轧辊，上部轧辊

26 轧辊，下部轧辊

28 测量装置

30 测量装置

40 缠绕装置

42 轧辊装置

44 辊隙

46 支承滚筒

48 卷筒

50 控制和/或调节装置

52 测量装置

54 测量装置

Claims

1.一种用于控制和/或调节轧辊装置(20；42)的驱动器的方法，所述轧辊装置(20；42)带有至少两个在之间形成辊隙(22；44)的轧辊(24，26；46，48)，用于制造和/或调质材料幅面，其中，根据规定的轧辊直径确定所述两个轧辊(24，26；46，48)的圆周速度，其特征在于，至少部分地将用于确定所述轧辊(24，26；46，48)圆周速度的规定直径与各自当前的运行条件在线匹配。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，首先匹配所述两个轧辊(24，26；46，48)的规定直径的比例，随后将所述轧辊(24，26；46，48)的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

3.按权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述轧辊装置(20；42)或辊隙(22；44)关闭时测量所述轧辊(24，26；46，48)的旋转速度，并通过轧辊速度的测量实现所述直径比例与各自当前的运行条件的匹配。

4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述轧辊装置(20；42)关闭时进行的轧辊速度的测量在没有材料幅面的情况下实现。

5.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，在所述轧辊装置(20；42)关闭时进行的轧辊速度的测量在材料幅面导引通过所述辊隙(22；44)时的生产过程中进行。

6.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，从两个在之间形成辊隙(22；44)的轧辊(24，26；46，48)中定义一第一轧辊(24；46)作为主轧辊，以及定义第二轧辊(26；48)作为从属轧辊。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，为将所述直径比例与各自当前的运行条件相匹配，在控制和/或调节轧辊驱动器的速度时关闭所述驱动器或所述轧辊装置(20；42)，将从属驱动器切换到负载分配或力矩调节模式，测量所述轧辊(24，26；46，48)的旋转速度并由所获得的测量值确定当前的直径比例。

8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在生产过程中将所述主轧辊(24；46)的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

9.按权利要求8所述的方法，其特征在于，通过测量的直径和校正系数确定所述主轧辊(24；46)的规定直径，并在生产过程中将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

10.按权利要求9所述的方法，其特征在于，测量在所述轧辊装置(20；42)关闭时出现的幅面和/或驱动波动，并根据测量结果将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

11.按权利要求10所述的方法，其特征在于，为了匹配校正系数，既考虑在所述轧辊装置(20；42)关闭过程中的最大偏差，也考虑所述过程中的整体偏差。

12.按权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述主轧辊(24；46)的匹配直径和匹配的直径比例确定所述从属轧辊(26；48)的匹配直径。

13.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述轧辊装置(20；42)包括一上部轧辊(24)或支承滚筒(46)和一下部轧辊(26)或卷筒(48)。

14.按权利要求13所述的方法，其特征在于，将所述上部轧辊(24)或支承滚筒(46)定义为主轧辊，并将所述下部轧辊(26)或卷筒(48)定义为从属轧辊。

15.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，持续地将规定的轧辊直径与各自当前的运行条件相匹配。

16.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，将匹配的规定轧辊直径输送到包括至少一个反馈回路的、用于所述轧辊(24，26；46，48)的速度调节器。

17.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述轧辊装置(20)配属于涂布单元(16)。

18.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述轧辊装置(20)配属于缠绕装置(40)。

19.按权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于，所述轧辊装置(20)配属于压光机。

20.一种用于控制和/或调节轧辊装置(20；42)的驱动器的装置(18；50)，该轧辊装置带有至少两个在之间形成辊隙(22；44)的轧辊(24，26；46，48)，用于生产和/或调质材料幅面，其中，根据规定的轧辊直径确定所述两个轧辊(24，26；46，48)的圆周速度，其特征在于，所述装置包括这样的器件，以便将用于确定所述轧辊(24，26；46，48)的圆周速度的规定直径至少部分地与各自当前的运行条件在线匹配。

21.按权利要求20所述的装置，其特征在于，首先可匹配所述两轧辊(24，26；46，48)的规定直径的比例，随后可将所述轧辊的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

22.按权利要求21所述的装置，其特征在于，设置一测量装置(28；52)，用于在所述轧辊装置(20；42)或辊隙(22；44)关闭时测量所述轧辊(24，26；46，48)的旋转速度，并且可通过轧辊速度的这种测量将所述直径比例与各自当前的运行条件相匹配。

23.按权利要求22所述的装置，其特征在于，所述测量装置(28；52)设计用于在所述轧辊装置(20；42)关闭、没有纸幅面的情况下进行所述轧辊速度的测量。

24.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，所述测量装置(28；52)设计用于在所述轧辊装置(20；42)封闭时、在材料幅面导引通过所述辊隙(22；44)的生产过程中测量所述轧辊速度。

25.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，从两个在之间形成辊隙(22；44)的轧辊(24，26；46，48)中定义一第一轧辊(24；46)作为主轧辊，并定义第二轧辊(26；48)作为从属轧辊。

26.按权利要求25所述的装置，其特征在于，设置这样的器件，该器件为了将所述直径比例与各自当前的运行条件相匹配，在控制和/或调节轧辊驱动器的速度时关闭所述驱动器或所述轧辊装置(20；42)，将从属驱动器切换到负载分配或力矩调节模式，通过所述测量装置(28；52)测量所述轧辊(24，26；46，48)的旋转速度，并由获得的测量值确定当前的直径比例。

27.按权利要求25所述的装置，其特征在于，可在生产过程中将所述主轧辊(24；46)的规定直径与各自当前的运行条件相匹配。

28.按权利要求27所述的装置，其特征在于，可通过测得的直径和校正系数确定所述主轧辊(24；46)的规定直径，并且可在生产过程中将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

29.按权利要求28所述的装置，其特征在于，设置用于测量在所述轧辊装置关闭时出现的幅面和/或驱动波动的装置，并且可根据测量的结果将所述校正系数与各自当前的运行条件相匹配。

30.按权利要求29所述的装置，其特征在于，既根据所述轧辊装置(20；42)关闭过程中的最大偏差，也根据所述关闭过程中的整体偏差进行所述校正系数的匹配。

31.按权利要求25所述的装置，其特征在于，可通过所述主轧辊(24；46)的匹配直径和匹配的直径比例确定所述从属轧辊的匹配直径。

32.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，所述轧辊装置(20；42)包括一上部轧辊(24)或支承滚筒(46)和一下部轧辊(26)或卷筒(48)。

33.按权利要求32所述的装置，其特征在于，所述上部轧辊(24)或支承滚筒(46)定义为主轧辊，而将所述下部轧辊(26)或卷筒(48)定义为从属轧辊。

34.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，可持续地将规定的轧辊直径与各自当前的运行条件相匹配。

35.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，匹配的规定轧辊直径被输送到包括至少一个反馈回路的、用于所述轧辊(24，26；46，48)的速度调节器。

36.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，所述轧辊装置(20)配属于涂布单元(16)。

37.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，所述轧辊装置(20)配属于缠绕装置(40)。

38.按权利要求20至22之一所述的装置，其特征在于，所述轧辊装置(20；42)配属于压光机。

39.按权利要求20所述的装置，其特征在于，所述材料幅面是纸幅面或纸板幅面。