CN108699773B - 用于纤维幅材机中运动的连续元件的状况监测的方法、系统和计算机程序产品 - Google Patents

用于纤维幅材机中运动的连续元件的状况监测的方法、系统和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于监测在纤维幅材机中运动的连续元件(44)的状况的方法，所述监测利用旋转的机器元件(41)执行，机器元件(41)配备有测量力的传感器组件(24)并且连续元件抵靠机器元件(41)运动。在该方法中，使机器元件抵靠连续元件旋转，利用传感器组件在机器元件与连续元件之间产生测量信号(25)，并且在机器元件与连续元件之间产生的力的横向曲线(21)由测量信号形成。所述运动的连续元件是安装在通过机器元件行进的织物轨道(22、23)中的织物(32、33)。在所述方法中，织物额外安装在织物轨道中，其中它通过配备有传感器组件的所述机器元件运动，在将织物安装在织物轨道中之后，针对横向曲线形成基准曲线(35)，由测量信号形成并表示在机器元件与织物之间形成的力的横向曲线与基准曲线进行比较，并且从所述比较中产生视觉信息(37)，以用于监测织物的状况。本发明还涉及对应的系统和计算机程序产品。

Description

用于纤维幅材机中运动的连续元件的状况监测的方法、系统 和计算机程序产品
技术领域
本发明涉及一种方法，用于监测在纤维幅材机中运动的连续元件的状况，所述监测利用旋转的机器元件执行，该旋转的机器元件配备有测量力和压力的传感器组件并且连续元件抵靠该旋转的机器元件运动，并且其中
-使机器元件抵靠连续元件旋转，
-利用传感器组件在机器元件与连续元件之间产生测量信号,
-在机器元件与连续元件之间产生的力的横向曲线由测量信号形成。
本发明还涉及相对应的系统和计算机程序产品。
背景技术
传统上已利用人工方法监测由造纸机和纸张整理工艺制造的母卷的曲线、质量和/或紧密度。这些方法中的一种方法是在机器运转期间敲击轴轨之间的母卷。在这种情况下，测量装置(木块(wooden block)或“Beloit锤”)的使用者走到旋转卷收的母卷的前方以执行测量。通常，使用者沿着机器的横向从一侧走到另一侧，通过敲击查看母卷的紧密度和/或硬度以及纸卷的质量的变化。基于观察，得出关于纸张轮廓、轮廓改变的需求和纸轴参数(诸如线载荷)的修改需求的结论。
近来，工作安全已在与造纸机的操作相关的各个方面愈加突出。例如，其表现形式是尝试防止操作者在造纸机内部、旋转的纸卷附近行走。为了这个目的，安装了(例如)安全出入口和透光卷帘。这些确保了在机器运转期间人无法进入危险的地方。在新机器中，这些安全配件已经是标准设备，特别是在纸轴或卷纸机处。在旧机器中，随着机器被重新组装，它们将变得越来越常见。在西方国家，在每次机器重新组装时必须考虑到用户安全，并且必须竭尽所能以使安全性最大化。实施时，这导致了拒绝用户进入危险地方的必然性。
由于前面提及的原因，在许多机器中操作者无法获准在卷起区段中进行轮廓监测，轮廓监测是机器监测的关键部分。这是因为在机器运转期间禁止进入轴轨之间。由于为纸轴配备了安全出入口，该禁止被进一步强化。打开出入口的门就停止生产。这些安全改进的引入是有充分理由的，因为在纸机断头发生时，操作者敲击纸卷是危险的。这还适用于母卷出于一些原因而开始分解的情况。在这种情况下，操作者触摸母卷的表面必将受伤并且死亡的风险巨大。
除了在运转的机器中执行敲击以外，当然还可以尝试通过测量、敲击和/或人工探查已经完成并停止的母卷来监测纸卷轮廓。在这种情况下，由于纸卷已完成，任何改进动作为时已晚。在这个阶段，无法再做任何事情来改进其紧密度或其他属性。此外，出于安全原因，对即使停止的母卷进行测量也开始被质疑。此外，例如，由于安全出入口，也难以进入卷纸机的退纸机或前述纸轴储存轨。在一些情况中，这甚至同样适用于运送在卷纸机处完成的卷筒组。在一些工厂中(特别是在北美)，接近卷纸机的干端侧也是受限制的。
除了前面提及的纸卷以外，传统上还使用人工方法来监测造纸机织物。其中的一个示例是利用人工操作的张力测量装置来进行织物张力测量。在这种情况下，测量装置的使用者走到织物轨道(fabric run)的合适位置，靠近织物，并将所述装置按压抵靠着织物。用户沿着机器的横向从一侧走到另一侧，以这种方式查看沿着横向的织物张力的变化。基于测量，能够得出关于织物状况、可能的松弛区域和未来的织物更换需要的结论。还可在机器运转期间利用湿度或渗透性测量来监测织物的状况。
利用配备有传感器的纸卷的织物和幅材的张力测量是从芬兰专利113804号获知的。然而，该公开未提出用于目标元件的状况监测的方法；相反，织物状况/磨损和纸卷质量/硬度两者的监测实际上已经利用前面提及的方法来实现。
仅出于前面提及的原因，由于工作方面的安全性，许多工厂已开始寻求解决在机器运转期间执行的织物观测和与它们的状况相关的其它检查的可能性。这对操作者提出了一个问题，因为即使在非关闭期间的状况下，仍然很有可能要监测织物磨损。
发明内容
本发明的目标是提供一种方法、系统、旋转的机器元件和计算机程序产品，其能够被用于提高纤维幅材机的工作时的安全性，同时监测连续元件(更具体地，在机器中运动的织物)的状况。
在所述方法中，织物安装在织物轨道中，其中它通过配备有传感器组件的机器元件运动，在将织物安装在织物轨道中后，针对形成在旋转的机器元件与织物之间的织物的张力曲线形成基准曲线，比较在机器元件与织物之间形成的织物的张力曲线(由测量信号形成的织物)与基准曲线，并且从该比较产生信息，用于监测织物的状况。该比较提供了关于织物的状况和质量的信息。由于形成的基准曲线，可以在早期就识别出织物状况的变化，监测其发展，使状况变化和相关的信息可用于机器控制系统或被操作者获知，并且采取关于织物的动作。因此，本发明还提高工作时的安全性。由于基准曲线和相对于基准曲线所进行的比较，可以在操作者不必走近织物以进行手工测量的情况下确定织物的状况。此外，通过所采取的动作，本发明能够轻松和快速地观察到由对织物状况和质量引起的响应。
根据实施例，传感器组件(利用该传感器组件形成力的横向曲线)可包括安装在机器元件的外壳和/或盖上的一个或更多个传感器。传感器可直接或间接测量力。由于传感器组件，即使利用机器元件中已经存在测量装置也可以监测织物状况，例如，通过使用机器元件与织物之间的压合部的横向曲线测量，它的效果出乎意料。换句话说，在没有大量安装工作或修改工作的情况下，利用本发明可以以令人惊讶的方式使现有传感器组件的使用目的多元化。例如，如果机器元件已经配备有用于测量压合部的压合力的横向曲线的传感器组件，则根据本发明的方法甚至可以仅仅是机器控制自动化中的程序型实施方式。在这种情况下，实施非常简单。
运动的连续元件的一些示例包括上面已涉及的织物，以及由幅材形成的纸卷。通过应用相同的原理，还可以提供用于母卷和成品纸卷的监测方法，其在机器运转期间不涉及危险的工作方法或其它工作安全性风险，同时进行测量。由于还可以运用该方法执行，因此还相应地提高了与织物状况监测相关的工作安全性。本发明的其它优点是所述系统是自动化的和实时的。利用根据本发明的方法、系统和计算机程序产品实现的其它额外的优点从说明书中变得更加明显。
附图说明
不限于下面提及的实施例的本发明将参照附图进行更详细的描述，其中
图1示出了纤维幅材机和纸轴的一个示例的粗略图解视图，
图2示出了能够在本发明中使用的配备有传感器组件的机器元件的示例，
图3示出了图1的纤维幅材机和包括在该纤维幅材机中的状况监测系统的粗略图解视图，
图4示出了处于通常水平的根据本发明的方法的示例的流程图，
图5示出了根据本发明的用于监测织物状况的方法的示例的流程图，
图6示出了根据本发明的用于监测形成在纸轴处的纸卷的状况的方法的示例的流程图，
图7示出了由用于监测织物状况的曲线测量数据产生的信息的基本视图，以及
图8示出了由纸卷形成时的曲线测量数据产生的信息的基本视图。
具体实施方式
图1是本发明的实施例的一个示例的粗略图解视图，该实施例在这种情况下是纤维幅材机10。除了纤维幅材机以外，本发明还可用于(例如)纸张整理机。这些示例中的一些示例可包括分条、压光、涂覆涂层、表面涂胶和复卷。纤维幅材机或纸张整理机包括一个或更多个子实体11至14。纤维幅材机可以包括位于幅材行进方向(即，沿着机器方向)的以下后续子实体(图1从左开始)：流浆箱(未示出)、幅材形成区11、压区12、干燥区13、一个或更多个可能的修整装置(未示出)和纸轴14。修整装置可以是机械加工线的组成部分(线上)或其自身的单独子实体(线下)。当然，其它组件可存在于子实体11至14之间。因此，提出的顺序并非旨在以任何方式限制本发明。例如在干燥区13之后，压光、涂覆涂层、表面涂胶和/或后烘干可以发生，这些仅作为纸轴14之前的一些示例在上下文中提及。
纤维幅材机10的子实体11至14中的至少一些具有一个或更多个旋转的机器元件41。旋转的机器元件41的一些示例是与幅材W接触或者以其他方式间接影响幅材W的卷筒15、16、18、19。例如，至少一个织物32、33可被设置为通过卷筒15、16行进，例如是具有子实体11至13的情况。织物32、33在织物轨道22、23中旋转。除了卷筒以外，织物轨道22、23是由导辊17限定的，导辊17属于旋转的机器元件41。通过这些，织物32、33被设置为在为其设置的织物轨道22、23中行进。子实体14还可以不具有织物轨道。在示例化实施例中的情况与纸轴(即，子实体14)相关。在这种情况下，卷筒18、19与幅材W直接接触。在一些位置中，幅材W与旋转的机器元件和/或织物的接触仅可以是单侧的。
至少在纤维幅材机10的子实体12、14的一些中，机器元件41被设置为抵靠运动的连续元件44。根据第一实施例，运动的连续元件44可以是安装在通过机器元件41行进的织物轨道22、23中的织物32、33。因此，根据第一实施例，机器元件41可限定织物轨道22、23。在这种情况下，配备有传感器组件24的旋转机器元件41可以是(例如)织物轨道22的一个或更多个导辊17。通过导辊17，织物32旋转，即，在以为其选择的包角所支撑的织物轨道22中运动。根据另一实施例，机器元件41没有必要限定织物轨道22、23(即，是织物轨道22、23的一部分)。在这种情况下，例如，织物仅通过处于生产状况的机器元件41行进。例如，这可能是压区12中的压合部34中的情况。
根据第三实施例，机器元件41还可以是纸轴14的卷纸缸18。在这种情况下，运动的连续元件44是由幅材W形成的纸卷45。运动的纸卷45(因此所述运动是旋转运动)相对于卷纸缸18形成在幅材W的相对侧上。与由幅材W形成的纸卷45一起，卷纸缸18以一种已知的方式形成纸轴压合部42。在这种情况下，卷纸缸18和/或纸卷45可以以一种已知的方式互相抵靠地装载。通常，运动的连续元件44还可以称为目标元件或目标，甚至更具体地，称为运动的目标元件或运动的目标。
图2示出了旋转的机器元件41的示例。例如，机器元件41可以是在纤维幅材机10的一些位置限定织物轨道22的导辊17、形成压合部34(即，包括在压合部34中)的压合卷筒16、位于纸轴14处的卷纸缸18或纸轴14之前的幅材卷筒19。然而，机器元件41没有必要限定织物轨道22、23(即，参与限定织物轨道22、23)。在这种情况下，可以说织物32仅通过机器元件41行进。例如，这可以是在压区12中织物32通过(例如)压合部34行进的情况，其中第二机器元件41是配备有传感器组件24的压合卷筒16。因此，可以说两个织物32、33通过压合卷筒16行进。压合卷筒16限定织物轨道23(即，是织物轨道23的一部分)，其中织物33正在行进。机器元件41配备有测量力的传感器组件24。传感器组件24可以由直接或间接测量压力或力的任意传感器组成。通过示例，这些传感器可包括压电传感器、压电陶瓷传感器、压阻传感器、力敏FSR传感器、电容传感器、电感传感器、光学传感器、机电薄膜传感器等，这些传感器具有足够的解析度以用于产生期望的信息。传感器组件24可由传感器带形成或是一组由一个或更多个离散传感器形成的传感器。
根据实施例，传感器组件24可基于(例如)已知的机电薄膜传感器36。一个或更多个机电薄膜传感器36可设置在卷筒外壳31和/或盖43上。这种机电薄膜传感器36的示例是已知具有商标名称EMFi的传感器。还可应用根据类似原理运转的类薄膜材料制成的其它传感器，诸如PVDF传感器。更普遍地，这些传感器可称为压感薄膜传感器。传感器组件24通常可安装在机器元件41的外壳31的表面上。在这种情况下，一个或更多个表层(更普遍地为盖43)位于外壳31的顶端上。在盖43下方或盖43内，传感器组件24被保护，或者传感器组件24可安装在盖层之间。
传感器可以以升高的方式设置在机器元件41的外壳31上和/或盖43上，如图2所示。传感器组件24还可沿着周向设置在机器元件41的外壳31上和/或盖43上。在该情况下，传感器可被设置为距彼此一定距离不均匀地分布在卷筒外壳31上。在这种情况下，没有传感器的区域保持在它们之间。当传感器被以升高的方式设置时，传感器在机器元件41的外壳31周围距彼此一定距离以螺旋的形式旋转。传感器在机器元件41的外壳31上的旋转角度(更普遍地，传感器组件24的旋转角度)的范围可以在(例如)180度与320度之间。机器元件41可设置有已知的数据传输装置20，用于将由传感器组件24产生的测量信号25输送到包括在机器控制自动化中的状况监测38。例如，这可以利用设置在卷筒端的发射器来执行。利用发射器，测量信号25被输送到设置在卷筒外部的接收器40。接收器40还可设置有用于将测量信号25进一步输送到机器控制自动化及设置在机器控制自动化中的接收装置46的输送特征。
用于检测在纤维幅材机或纸张整理机中运动的连续元件44(更具体地，织物32、33)的状况的方法参照图3和图4作为示例化实施例在下面更具体地描述。图3示出了图1的纤维幅材机10和连接到纤维幅材机10的状况监测38，图4是处于通常水平的方法的流程图。运动的连续元件44的状况利用旋转的机器元件41进行监测。例如，如图2所示，测量力的传感器组件24设置在机器元件41的外壳31和/或盖43上。因此，织物32、33现在抵靠机器元件41运动。
如方法的步骤401所示，使配备有传感器组件24的机器元件41抵靠运动的连续元件44旋转，更具体地，抵靠织物32、33旋转。配备有传感器组件24的机器元件41可以是(例如)包括在织物轨道22、23中的导辊17和/或包括在压合部34中的压合卷筒16。
如方法的步骤402所示，利用设置在机器元件41中的传感器组件24，在机器元件41与运动的连续元件44(更具体地，织物32、33)之间产生测量信号25。利用传感器组件24形成的测量信号25与在机器元件41与织物32、33之间产生的力成比例。该力可沿着机器的横向(CD)(即，沿着机器元件41的纵向)改变。
可以存储利用传感器组件24产生的测量信号25。如步骤403所示，在机器元件41与运动的连续元件44之间产生的力的横向曲线21由测量信号25形成。在织物32的情况下，这还可称为织物32的张力曲线21.1。
在步骤403中形成的力的横向曲线21(更具体地说是织物32的张力曲线21.1)可在至少部分地成并列方式的两个步骤404.1和404.2中使用。如步骤404.1所示，针对横向曲线21形成基准曲线35.1；因此，在织物32的张力曲线21.1的情况下，使用测量信号25。例如，这可以大体上在将织物32安装在织物轨道22中之后和/或在确定了织物32以对其最佳的方式运转时立即发生。通过这种方式，可以获知最新的织物32的张力曲线21.1，从而处于完美的运转状况。因此，还可以谈及基本上是新的织物32和相关的基准曲线35.1。例如，通过在相对长的时间段内(已知对于织物32的运转是有益的)采集测量信号25并通过计算其平均值来形成基准曲线35.1。因此，测量信号25的采集和基准曲线35的形成可以大体是时间上连续的。
基准曲线35的形成还可在预设时间段内发生。基准曲线35具有以下特征：关于作为目标的运动的连续元件的预设类型的恒定性和质量。在已知纤维幅材机10的运转状况和/或相关组件的运转大体上最佳并且已知生产在大体上不受干扰的情况下进行时，目标是形成基准曲线35。关于织物32，在没有任何影响其寿命的现象的情况下，可以说其运转是最佳的。在测量信号25(由它形成基准曲线35)的情况下，干扰和与老化相关的现象越少越好。此外，还具有的特征是基准曲线35的形成在关于运动的连续元件44的状况/质量的可接受运转状况下发生。每个机器元件41与相关的运动的连续元件44之间的力的基准曲线35存储在机器控制自动化中以备使用。基准曲线35用于分析形成在与基准曲线35相对应的位置的瞬时横向曲线21，这可作为与步骤404.1并列的步骤404.2执行。
如方法的步骤404.2所示，将由测量信号25形成并表示在机器元件41与运动的连续元件44(更具体地，织物32、22)之间产生的力的横向曲线21(此处更具体地，织物32的张力曲线21.1)与在稍早的步骤404.1中已经形成的基准曲线35.1进行比较。此处，直接测量横向曲线，即，就在机器元件41与织物32、33之间(在导辊17和压合卷筒16处)。横向曲线的测量也可以是间接的。例如，这是稍后在描述中提出的与压合部34相关的实施例中的情况。由于在配备有传感器组件24的压合卷筒16与织物32之间可能存在另一织物33。
因此，如步骤404.2执行的比较的目的是识别力的横向曲线21(更具体地，织物32的张力曲线21.1)相对于基准曲线35的变化。更确切地说，该比较可以是瞬时横向曲线21和较长时间段内形成的基准曲线35的相互比较，用于根据横向曲线21中的预设标准来识别相对于基准曲线35的变化、差异或等效改变。变化、差异或改变指示出运动的连续元件(更具体地，织物32)的状况或质量的改变。
如步骤405所示，视觉信息37由用于监测运动的连续元件44(更具体地，织物32、33)的状况的比较产生。更具体地，该比较可用于产生关于在横向曲线21中确定的变化、差异或等效改变的水平的视觉信息37及其沿着机器横向(CD)的表现点。
如果在步骤406中确定发现了根据预设标准的变化、差异或改变，则可以进行到步骤407以执行关于连续元件44(更具体地，织物32)的状况或质量的动作。连同这些动作，或者如果根据预设标准的改变未在步骤406中被识别出，继续执行所述方法。至少关于所述比较，方法可被执行为并列的连续循环。根据预设标准，基准信号35的产生(即，步骤404.1)可以是周期性的。例如，方法可针对新引入的运动的连续元件44(图5，织物)执行。另一方面，其还可作为特定校准运行发生。在这种情况下，根据运动的连续元件44的状况改变(图6，卷绕)形成基准曲线35。
图5是根据本发明的用于监测织物32的状况的方法的示例的流程图，而图7总体上示出了由用于检测织物32的状况的曲线测量数据产生的视觉信息37。因此，连续元件44现在是安装在由机器元件41(在本例中，导辊17)限定的织物轨道22中的织物32。相应地，力的横向曲线21是织物32的张力曲线21.1，其基本示例在图7中示出。相同的流程图和原理还可运用到在卷筒压合部(诸如压合部34)处进行的织物的状况监测，如将在稍后解释的那样。在方法的本应用中，子步骤大体上与已在图4中描述的那些类似。现在针对本质上新的织物32形成基准曲线35.1。在形成它之前，织物32安装在织物轨道22中，其中织物32通过机器元件41(在本例中是配备有传感器组件24的导辊17)运动。步骤501至503的原理可与在图4中提出的原理相对应。如步骤504.1所示，针对本质上新的织物32的张力形成基准曲线35.1。这可以大体上在将织物32安装在织物轨道22中之后立即执行。然而，在一些情况下，在形成实际的基准曲线35.1之前，可以允许织物32处于一试运行时间段，该试运行时间段相对于织物32的整个寿命来说较短。由此织物32将达到为其设计的最佳运转状况。因此，例如，在这个背景下，定义“本质上新的织物”可被理解为上面提到的那种织物。
根据实施例，织物32的差异曲线可在如步骤504.2执行的比较中形成。从在生产期间持续测量的实时张力曲线21.1扣除存储的基准曲线35.1获得差异曲线。在这种情况下，织物32的曲线测量和比较在生产期间自动发生，并且不需要关机。此外，操作者不需要进入危险状况(走到机器内部以执行上述观察)。计算的差异曲线可用于形成指标，例如，表示织物32的状况。例如，如步骤505所示形成的指标可以作为趋势显示。通过这种方式，可以轻易看到织物32的状况随时间发生的任何改变。
可以形成表示织物32的状况的一个或更多个指标。下面中的至少一个可作为指标形成：差异曲线的过度偏离、实时张力曲线21.1的过度偏离、差异曲线的过度的峰值间的变化、和/或张力曲线21.1中的过高/过低的单独值。这些可以作为趋势显示，例如，在控制室用户界面中。
如视觉信息37所示，可以产生织物32的实时生产时间张力曲线21.1，除此之外还产生上述计算的差异曲线，其中大体上实时的张力曲线21.1已从基准曲线中扣除。这些可显示在控制室中，例如，作为曲线显示或比色图表，和/或操作者显示面板上的瀑布图。从这些中容易看出织物的张力曲线21.1从新织物开始是如何改变的。基于指标，当数值开始接近警报极限时，可发出警报。当超过该极限时，发出警报。
指标的发展还可与在较早的织物使用寿命期间得出和存储的相对应的测量进行比较。该比较可以是手动进行或自动进行。基于该比较，可激活警报，例如，在指标接近基于经验性信息(该经验性信息指示织物32达到其使用寿命的终点)的数值时。在该情况下，当数值开始接近指示织物32达到其使用寿命的终点(在改变较早的织物之前测量的数值表示使用寿命终止的织物的状况)时，甚至可以更精确地自动学习发出警报。因此，因此可以以受控的方式安排更换织物32的正确时间点。
如步骤506所示，通过状况监测自动地对上述方面进行分析或者通过操作者对上述方面进行分析。如果满足预设标准，可如步骤507所示进行关于织物32的重新调节动作，或者如果确定织物32最终达到其使用寿命终点，则可以用新的织物替换织物32。
此外，如步骤506所示，还可以将在时间上彼此相接的张力曲线21.1(即，连续的张力曲线)的差异进行比较。如果确定在这些中存在改变，则可基于改变识别出(例如)突然的织物失效。所述系统可学习识别突然的织物失效，例如，通过检查张力曲线的相邻测量之间的差异：过大的差异表示出现在织物中的失效点。张力曲线及其趋势还示出了间接影响织物的运转和生命周期的其它情况。例如，这些情况包括张紧器(stretcher)和导辊的性能以及织物32的总张力。
利用上述方法，识别出织物32的机械状况的变化。根据另一实施例，可通过测量两个卷筒15与16之间形成的可受载压合部34的压合压力的横向曲线来形成织物32、33的另一基准曲线35(除了张力曲线测量以外或替代张力曲线测量)。通过可互换位置且可互相抵靠着承受载荷的两个旋转的卷筒15、16，以已知的方式形成压合部34，其中至少一个织物32、33在两个旋转的卷筒15、16之间行进。至少一个卷筒16配备有传感器组件24。在这种情况下，织物轨道22、23包括至少一个压合部34。由于卷筒压合部和包括在卷筒压合部中的卷筒15、16的运转的设计和原理是本领域技术任意已知的，因此无需在本文中更深入的解释它们。在卷筒压合部处，水被从通过卷筒压合部的幅材中去除。由于卷筒盖缓慢磨损，因此在织物32、33的更换间隔内可见的压合部载荷曲线的变化主要是由于通过压合部34的织物32、22的磨损/压缩/腐蚀导致的。在挤压中，机器元件41能够限定织物轨道22、23。然而，还应该注意的是，在挤压中，机器元件41不总是必须需要限定织物轨道22、23，即，是织物轨道22、23的一部分。在这种情况下，织物32仅通过机器元件16功能性地行进，例如，如同在压合部34中的情况一样。
该测量和基准曲线的形成还可以大体上在安装织物32、33之后立刻执行。然而，在一些情况下，在形成实际稳定的基准曲线35.1之前，在此甚至可以允许织物32、33处于试运行时间段，该试运行时间段与织物32、33的整个使用寿命相比较短。在每个时间点持续形成的压合部34的实时横向曲线与利用新织物32、33形成的基准曲线35.1进行比较，以用于确定由织物32、33的磨损引起的变化。根据实施例，在比较中形成关于压合部34的横向曲线和为其形成的基准曲线35.1的差异曲线。基于差异曲线，例如，形成关于织物32、33的状况的指标，该指标随后显示为(例如)趋势。
以与上面提出的实施例中关于织物张力的相同方式，下列中的至少一个在此也可形成已以作为织物32、33的状况的指标：差异曲线的偏离、压合部34的实时横向曲线的偏离、差异曲线的峰值间的变化和/或压合部34的横向曲线中的过高/过低的单独值。此外，如视觉信息37所示，可以产生压合部34的横向曲线和差异曲线，横向曲线和差异曲线可显示为例如，曲线显示、比色图表和/或瀑布图。
本发明提出了由织物32、33的磨损引起的变化，并且再次可以为其限定极限值，根据该极限值识别出织物32、33的磨损，并且可以优化其替换间隔。还可以通过压合曲线和张力曲线测量来检查新的织物32、33的设置。所述方法的子步骤可与导辊17的子步骤类似，除了这种情况以外，配备有传感器组件24的旋转的机器元件41本质上就是压合部34中的卷筒16中的一个。例如，该测量可用于检查织物32、33的阻塞和磨损。
图6是根据本发明用于监测形成在纸轴14中的纸卷45的状况的方法的示例的流程图，并且图8进而以通常水平示出了由在纸卷形成中的曲线测量数据产生的视觉信息37。因此，在该实施例中，机器元件41是卷纸缸18，而连续元件44是要由幅材W形成的纸卷45。纸卷45形成在幅材W相对于卷纸缸18的相对侧上。
步骤601和602以及603可与上面描述的那些关于他们的基本原理的内容相对应。要形成的横向曲线21(即，在这种情况下，要从幅材W形成的在卷纸缸18与纸卷45之间的卷纸缸18处形成的线载荷曲线)与纸卷45的硬度曲线21.2相对应。如步骤602所示，在纸轴14处，沿着卷纸缸18与纸卷45之间的压合部42的机器方向MD的载荷趋势额外地形成在卷纸缸18处。对于这两个，利用相对于纸卷45的直径不同的卷绕参数，在步骤604.1中形成基准曲线35.2。
除了上面的测量以外，沿着幅材W的机器方向MD到达纸轴14的张力曲线和张力趋势可以在卷纸缸18(更普遍地，纸轴14)之前的卷筒19处测量。这给出纸卷45的紧密度曲线。
纸轴14的硬度曲线和张力曲线被显示给控制室中的操作者。于是没有必要通过在纸轴14的轨道之间行走来测量纸卷45的曲线。从上面的测量中看到的幅材张力水平和纸轴14压合载荷水平确定纸卷45相对于直径的紧密度。硬度曲线和张力曲线，以及纸轴14的压合载荷，确定形成的纸卷45的紧密度曲线以及纸卷45的均匀程度。利用传感器组件24限定的这些数值可作为(例如)曲线、趋势和组合的硬度指标显示给操作者。除了这些以外，纸张的其它质量参数可用于支撑。例如，除了压合载荷和幅材张力以外，还可包括纸张摩擦和渗透性的影响：渗透性或摩擦越大，幅材张力和压合载荷所需的数值就越小。
604.2可与上面描述的那些关于他们的基本原理的内容相对应。如步骤605所示，基于不同机器方向MD参数和/或基于比较形成的指标将可在控制室中显示的表示纸卷45的紧密度的趋势产生成信息，以表示它们的结合效果。这可用于检索与预设标准相一致的偏离，并且当发现这些偏离时，如步骤606所示发出警报。如步骤607所示，在该情况下操作者可评估绷紧卷绕参数并执行必要的动作的需要。
如步骤605所示，质量指标还可被产生为针对横向硬度曲线21.2、张力曲线和它们的组合的信息。例如，这可显示为趋势，并且当检测到趋势中的过度变化和极端值时，可激活警报。质量指标可基于(例如)偏离、峰值之间的改变和/或纸卷45的边缘与中心区域之间的差形成。该指标可在控制室中显示为趋势，例如，再次地，趋势中的过度改变或极端值可触发警报，基于该警报操作者可执行如步骤607所示的曲线改进动作。例如，如果在纸卷的边缘处存在硬的隆起，则操作者可首先检查切边是否适当地运转，并且如果属于这种情况，则增大边缘处的压光载荷和/或使纸张定量曲线向下。
指标相对于纸卷45的直径的发展可与对已完成的纸卷和指标的产生期间以及它们的发展期间进行的相对应的测量进行比较(人工地或自动地)。因此，在所述数值开始接近需要操作者行动的这类数值时，甚至可以更精确地学习自动发出警报。可随后对指标进行分析，以识别纸卷45突然损坏的风险。所述系统还可学习识别纸卷45突然损坏的风险，例如，通过检查相邻的硬度测量之间的差异：过度的差异表示母卷的结构损坏的风险。相应地，张力曲线中的过度差异表示幅材破裂的风险。
通过测量具有不同卷绕参数的纸卷45和通过利用传统方法检查它们的质量可以确定针对不同参数/指标的警报极限之间的极限值。换句话说，在这种情况下，根据现有技术，校准自动测量/指标/警报以表现出与操作者早先已执行的相同。
在纸轴14中，所述方法还可以用于识别母卷/成品纸卷的过度振动，并且对过度振动发出警报。
图7和图8进而示出了针对在图5和图6中示出的应用的横向曲线21.1、21.2。对于本领域技术人员来说很明显，曲线的形状可以与实际相差很大。位置轴线(即，沿着横向机器方向CD的机器元件41的外壳31上的位置)被示出沿着水平方向，力轴被示出沿着竖直方向。在图7和图8中，基准曲线35.1、35.2用连续的线画出。这表示横向曲线处于织物32的张力和/或织物32处的压合部34的力的横向曲线是理想的(图7)，并且要形成的卷45的硬度和紧密度是理想的(图8)。基准曲线35.1可以在安装织物32后立即形成。基准曲线35.2可以基于已知是良好的同等等级的一个卷或者一组卷形成。此外，基准曲线35.2可以是一组考虑到卷45的直径增长的曲线，而不是一条曲线。换句话说，随着在形成卷45时直径增大，用于比较的基准曲线35.2也将变化。
在图7和图8中用断线画出的横向曲线21.2、21.2示出了在机器元件41上测量的大体上实时的曲线。图7可以以一个基本水平表示在导辊17上的织物32的张力测量以及/或者压合部34的压合压力的横向曲线测量。在织物32的例子中，可能是这样一种情况：织物32的导辊17处测量到的张力是不均匀的，这导致其操作中的问题。另一方面，在织物32的例子中，还可能是这样一种情况：织物32已被局部压缩，这也会导致操作中的问题。在这种情况下，在压合部34处进行测量。相应地，在图8中以基本水平示出的卷45的例子中，可以是这样一种情况：卷45的硬度和/或紧密度示出了不均匀度。这显示出与纸卷形成和/或幅材形成相关的问题。
这些大体上实时测量的横向曲线21.1、21.2清楚地示出了相对于形成的基准曲线35.1、35.2的差异。测量的横向曲线21.1、21.2与基准曲线35.1、35.2的比较可以大体上自动地在线进行。在这种情况下，测量信号25示出了测量的曲线是否变化，如果变化，则示出变化的类型。
曲线的改变、差异和变化的检测以及从中形成的(例如)指标(更普遍地是所述比较)可以以大体上连续的时间执行。仅仅与曲线相比，视觉信息37可以被进一步处理。例如，视觉信息37可以包括不同种类的指标、趋势以及表格。例如，视觉信息37可以发布在信息系统38的用户界面装置27上，具体到限定好的间隔或者使用者限定的间隔的每个位置。
除了方法以外，本发明还涉及一种用于监测在纤维幅材机中运动的连续元件44(更具体地，织物32)的状况的系统。状况监测被设置为利用旋转的机器元件41执行，旋转的机器元件41配备有测量力的传感器组件24。运动的连续元件44可被设置为抵靠机器元件41运动。所述系统包括测量力并被设置在一个或者更多个机器元件41上的外壳31和/或者盖43上的传感器组件24，以用于在机器元件41与运动的连续元件44、处理装置47、用户界面装置27以及存储器装置26之间产生测量信号25。处理装置47被设置为由测量信号25形成力或者压力的横向曲线21，该力或者压力被设置成是在机器元件41与运动的连续元件44之间产生的。提供用户界面装置27，以用于检查横向曲线21。
连续元件44是安装在被设置为通过机器元件41行进的织物轨道22、23上的织物32、33。例如，力的横向曲线21是织物32、33的张力曲线21.1和/或压合部34的压合压力的横向曲线。例如，配备有传感器组件24的旋转的机器元件41是织物轨道22的导辊17或者被包括在织物轨道23中的压合卷筒16。织物32、33被设置成通过导辊17和/或压合卷筒16在织物轨道22、23中行进。
在所述系统中，利用传感器组件24形成的测量信号25被设置为用于与处理装置47共同形成针对力的横向曲线21(更具体地，针对织物32、33的张力曲线21.1和/或针对压合压力的横向曲线)的基准曲线35.1，该力设置成是在机器元件41与运动的连续元件44(更具体地，织物32、33)之间产生的。基准曲线35.1在将织物32、33安装在织物轨道22、23中之后形成。因此，它的操作本质上与一个新织物相对应。基准曲线35被设置为存储在存储器装置26中。
进而，处理装置47被设置为将力(该力被设置成是在机器元件16-18与运动的连续元件44(更具体的，织物32、33)之间产生的)的横向曲线21(更具体地，织物32、33的张力曲线21.1和/或压合压力的横向曲线)与基准曲线35.1进行比较。比较的目的是为了识别曲线的改变、差异和变化。此外，处理装置47还被设置为限定基准曲线35.1并计算差异曲线。
进而，用户界面装置27设置为产生(例如)来自比较的视觉信息37，以监测运动的连续元件44(更具体地，织物32、33)的状况。例如，所述系统被设置为以计算机实现的方式实施上述方法的子步骤。还可以对系统增加温度、湿度和其它类似的传感器。
旋转的机器元件41可被设置为限定织物轨道22。例如，在本例中，它可以是织物轨道22的导辊17。另一方面，旋转的机器元件41也可以是压合卷筒16。压合卷筒16也可以被设置为限定织物轨道23，其中，监测织物33在织物轨道23中行进的状况。另一方面，压合卷筒16也可以是这样的，织物32、33被设置为通过它的压合部34行进。
除了方法和系统以外，本发明还涉及旋转的机器元件41。它包括外壳31、设置在外壳31上的盖43以及以螺旋方式安装的或在盖43内的传感器组件24。机器元件41用于上述方法或系统，以用于监测织物32、33的状况。
在所述系统中旋转的机器元件41可以是(例如)限定织物轨道22的导辊17和/或形成压合部34并且限定织物轨道23的压合卷筒16，通过它属于不同织物轨道22的织物32可以行进。
除了方法和系统以外，本发明还涉及计算机程序产品29。计算机程序产品29可以被替换，例如，用一个合适的存储媒介中或者可以通过一个信息网络下载，计算机程序产品29具有计算机程序逻辑30，被配置为提供不同的上述方法的应用，以便监测织物32、33的状况。
例如，根据本发明的方法、系统和计算机程序逻辑30可被设置为机器控制自动化的一部分。织物32的状况监测以及纸卷45的质量和/或硬度的监测可以自动完成，并且大体上实时地发生。因此，通过使用上述方法，可以提供多个状况监测方法，在执行测量的同时可以牵涉工作安全性风险。此外，一个优点是系统是自动化的、实时的、和学习性的。在纸卷45的例子中，该发明可以应用到纤维幅材机10中的所有卷绕步骤(例如，母卷和成品卷)中。
应该理解的是，上面的描述和与之相关的附图仅意在说明本发明。因此，本发明不仅限于上面提出的或权利要求中限定的那些实施例，在所附权利要求中限定的创造性思想内可行的本发明的许多不同变型或修改，对于本领域技术人员而言是明显的。

Claims (21)

1.一种用于监测在纤维幅材机中运动的连续元件的状况的方法，所述监测利用旋转的机器元件(41)执行，旋转的机器元件(41)配备有测量力的传感器组件(24)并且连续元件(44)抵靠所述旋转的机器元件(41)运动，并且其中
-使机器元件(41)抵靠连续元件(44)旋转，
-利用传感器组件(24)在机器元件(41)与连续元件(44)之间产生测量信号(25)，
-在机器元件(41)与连续元件(44)之间产生的力的横向曲线(21)由测量信号(25)形成，
其特征在于，所述运动的连续元件(44)是安装在通过机器元件(41)行进的织物轨道(22、23)中的织物(32、33)，并且在所述方法中还有：
-将织物(32、33)安装在织物轨道(22、23)中，其中，所述织物(32、33)通过配备有传感器组件(24)的所述机器元件(41)运动，
-在将织物(32、33)安装在织物轨道(22、23)中之后，为横向曲线(21)形成基准曲线(35)，
-由测量信号(25)形成并表示在机器元件(41)与织物(32、33)之间产生的力的横向曲线(21)与基准曲线(35)进行比较，
-从所述横向曲线(21)与基准曲线(35)的比较中产生关于在横向曲线(21)中确定的变化、差异或等效改变的水平的视觉信息(37)，以用于监测织物(32、33)的状况。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，传感器组件(24)包括设置在机器元件(41)的外壳(31)上和/或设置在外壳(31)上的盖(43)上的一个或更多个机电薄膜传感器(36)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，传感器组件(24)以升高的方式设置在机器元件(41)中。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，传感器组件(24)包括由多个离散的力传感器形成的传感器，所述多个离散的力传感器形成的传感器设置在机器元件(41)的外壳(31)上和/或设置在外壳(31)上的盖(43)上。
5.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述力的横向曲线(21)是织物(32、33)的张力曲线(21.1)。
6.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述机器元件(41)限定了织物轨道(22、23)。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述机器元件(41)是织物轨道(22、23)的至少一个导辊(17)。
8.如权利要求5所述的方法，其特征在于，织物轨道(22、23)包括至少一个压合部(34)，并且所述机器元件(41)是形成压合部(34)的卷筒(16)。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基准曲线(35)是通过在安装织物(32、33)之后测量所述压合部(34)的横向曲线形成的，并且形成的所述压合部(34)的横向曲线与为其形成的基准曲线(35)进行比较，以用于确定由织物(32、33)的磨损引起的变化。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，从所述横向曲线(21)与基准曲线(35)的比较产生视觉信息(37)，以用于监测织物(32、33)的状况。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，
-在所述横向曲线(21)与基准曲线(35)的比较期间，针对织物(32、33)的所述张力曲线(21.1)和/或所述压合部(34)的横向曲线与所述基准曲线(35)形成差异曲线，
-基于所述差异曲线，为织物(32、33)的状况确定指标，
-所述指标被显示为趋势。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，下列中的至少一个被确定为织物(32、33)的状况的所述指标：所述差异曲线的偏离、实时的所述张力曲线(21.1)的偏离、所述压合部(34)的横向曲线的偏离、所述差异曲线的峰值间的改变、所述张力曲线(21.1)中的过高或过低的单独值、所述压合部(34)的横向曲线中的过高或过低的单独值。
13.如权利要求11所述的方法，其特征在于，织物(32、33)的实时张力曲线(21.1)和/或压合部(34)的横向曲线与一个或更多个差异曲线被产生为视觉信息(37)，以将它们显示为曲线显示和比色图表和/或瀑布图。
14.如权利要求11所述的方法，其特征在于，
-所述指标的发展与在稍早的织物的生命周期中得出的相应测量进行比较，
-基于所述指标的发展与在稍早的织物的生命周期中得出的相应测量的比较，当指标接近指示织物(32、33)达到其使用寿命终点的数值时，产生警报。
15.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，比较在时间上连续的张力曲线(21.1)之间的差异，以用于识别突然的织物失效。
16.一种用于监测在纤维幅材机中运动的连续元件的状况的系统，所述监测被设置为利用旋转的机器元件(41)执行，旋转的机器元件(41)配备有测量力的传感器组件(24)并且连续元件(44)被设置为抵靠所述旋转的机器元件(41)运动，并且所述系统包括：
-传感器组件(24)，测量力，所述传感器组件(24)设置在一个或更多个机器元件(41)的外壳(31)和/或盖(43)上，以用于在机器元件(41)与运动的连续元件(44)之间产生测量信号(25)，
-处理装置(47)，被设置为由测量信号(25)形成力的横向曲线(21)，所述力被设置为在机器元件(41)与运动的连续元件(44)之间产生，
-用户界面装置(27)，用于检查所述横向曲线(21)，
-存储器装置(26)，
其特征在于，所述运动的连续元件(44)是安装在织物轨道(22、23)中的织物(32、33)，织物轨道(22、23)被设置为通过机器元件(41)行进，并且在所述系统中：
-由传感器组件(24)产生的测量信号(25)被设置为：在将织物(32、33)安装在织物轨道(22、23)中之后，被处理装置(47)用于形成针对所述织物(32、33)的力的横向曲线(21)的基准曲线(35)，针对所述织物(32、33)的力被设置为在机器元件(41)与织物(32、33)之间产生，所述基准曲线被设置为存储在存储器装置(26)中，
-处理装置(47)，被设置为将被设置为在机器元件(41)与织物(32、33)之间产生的力的横向曲线(21)与基准曲线(35)进行比较，
-用户界面装置(27)，被设置为由所述比较产生关于在横向曲线(21)中确定的变化、差异或等效改变的水平的视觉信息(37)，以用于监测织物(32、33)的状况。
17.如权利要求16所述的系统，其特征在于，所述系统被设置为执行根据权利要求2至15中的任一个所述的方法的步骤。
18.如权利要求16或17所述的系统，其特征在于，旋转的机器元件(41)被设置为限定织物轨道(22、23)并且是织物轨道(22、23)的导辊(17)。
19.如权利要求16或17所述的系统，其特征在于，旋转的机器元件(41)是压合卷筒(16)，压合卷筒(16)被设置为限定织物轨道(22、23)，和/或织物(32、33)被设置为通过由压合卷筒(16)形成的压合部(34)行进。
20.一种旋转的机器元件，包括：
-外壳(31)，
-盖(43)，设置在外壳(31)上，并且传感器组件(24)以螺旋的形式安装在盖(43)下方或盖(43)内，
其特征在于，机器元件(41)用在根据权利要求1所述的方法中或根据权利要求16所述的系统中，以用于监测织物(32、33)的状况。
21.一种计算机程序产品，包括计算机程序逻辑(30)，计算机程序逻辑(30)被配置为提供根据权利要求1至15中的任一个所述的一种用于监测在纤维幅材机中运动的连续元件的状况的方法，以用于监测织物(32、33)的状况。
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