DE102004063678A1 - Verfahren und System zur Verhinderung von Schwingungen - Google Patents

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Abstract

Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist ein neues Verfahren und System zur Verhinderung von Schwingungen im Walzenwerk. Die Erfindung beruht auf der gleichzeitigen Regelung der Walzentemperatur und des Liniendrucks des Walzenspalts, wenn eine Schwingung bemerkt wird. Der Liniendruck wird mittels des Walzenspaltmodells auf einen neuen Arbeitspunkt eingestellt. Bei der Verwendung eines genauen Walzenspaltmodells können die Änderungen am Liniendruck durchgeführt werden, ohne die Qualitätseigenschaften der Bahn (12), wie zum Beispiel Papier, zu ändern.

Description

  • Die vorstehende Erfindung bezieht sich allgemein auf Faserbahnmaschinen und insbesondere auf die Verhinderung von Schwingungen in Papiermaschinen und somit auf die Verminderung des Auftretens und/oder der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Barring-Phänomen im Walzenwerk.
  • Im Zusammenhang mit der vorstehenden Erfindung ist mit der Definition einer Faserbahnmaschine eine für die Behandlung von unterschiedlichen Faser- und Gewebebahnen mittels Druck und Wärme vorgesehene Faserbahnmaschine gemeint, bei der die Bahn mit Bahngeschwindigkeit vom nassen zum trockenen Ende transportiert wird, wobei auf die Bahn eingewirkt wird:
    • a) mittels Druck in den Kontaktpunkten bzw. Walzenspalten der parallel laufenden Walzen, wobei die Walzen mit angebrachten Belastungsmitteln, welche charakteristisch mittels hydraulischen und/oder pneumatischen Belastungszylindern zu bewegende Stützarme sind, durch Belastung zu- und voneinander in den Walzenspalten verschiedene auf die Bahn einwirkende, hinsichtlich der Fahr- bzw. MD-Richtung der Bahn querverlaufende Liniendrücke erzielen, sowie
    • b) mittels Wärme durch eine die Bahn nicht berührende Erwärmung, wie Bestrahlung, Anblasen und/oder Flotation sowie die die Bahn berührenden Oberflächen von erwärmten Walzen, wie beispielsweise Thermowalzen.
  • Faserbahnmaschinen, zu welchen u.a. verschiedene Papier-, Zellulose- sowie Kartonmaschinen gehören, und Bahnen, zu denen u.a. verschiedene Faser-, Zellulose- und Kartonbahnen gehören, sind dem Fachmann nach dem Stand der Technik geläufig, daher werden diese im Zusammenhang mit der vorstehenden Erfindung nicht näher erläutert. Für die verschiedenen Faserbahnen wird der Einfachheit halber nachstehend die Bezeichnung Bahn verwendet.
  • Im Zusammenhang mit der vorstehenden Erfindung ist zu bemerken, dass mit Walzenwerk jedes Walzenpaar der Fa serbahnmaschine in der Press-, Trocken-, Streich- und/oder Kalandriereinheit gemeint ist; von den Kalandriereinheiten seien hier als Beispiel die herkömmlichen Maschinen- und Softkalander und verschiedene modernere Mehrfachwalzenspaltkalander erwähnt.
  • Es ist typisch, dass bei Faserbahnmaschinen auf möglichst lange Produktionszyklen einer gleichmäßigen Bahn abgezielt wird. Hierbei ergibt sich das Problem, dass bei einem langzeitigen Bahnprozess mit unveränderten Fahrparametern an der Oberfläche der Walze/Walzen und/oder der Bahn in MD-Richtung querverlaufende Streifen entstehen. In der Papierindustrie wird eine solche Linienbildung mit Barring-Phänomen und querverlaufende Streifen als Querstreifen bezeichnet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezieht sich die Definition Barring auf dieses Phänomen.
  • Barring stellt bei hartwalzenspaltigen Maschinenkalandern ein ernstes Problem dar. Querstreifen werden visuell als periodische Glanzschwankungen wahrgenommen. Durch Messung lassen sich in jeder Phase periodische Dickeschwankungen der kalandrierten Bahn und Eckigkeit der Walze finden. Generell hingenommene bemerkenswerte Barring-Ursachen sind die Ungleichmäßigkeiten in der Qualität der künftigen Bahn (Dicke, Flächengewicht und Feuchtigkeitsgehalt) und die Eckigkeit der Walzen (Schleifen und Verschleiß). Das Barring-Phänomen verstärkt und unterhält die selbsterregende Rückkopplung, die die von Walzenspalt zu Walzenspalt laufende Bahn unterstützt. Barring und dessen Entstehungsmechanismus ist allgemein ein sehr kompliziertes und schwieriges Phänomen, das umfassend untersucht worden ist. Im Maschinenkalander wird Barring gewöhnlich erst bei einer Glanzschwankung der Bahn und einer nennenswerten Dickeschwankung der Bahn bemerkt.
  • Bei Softkalandern, bei denen die Glätte der Bahn in Walzenspalten verbessert wird, die von elastischen Walzen gebildet werden, macht sich ein Barring meistens entweder mit der Geräuschzunahme des Kalanders oder als querverlaufende Streifen in der Oberflächenschicht bemerkbar. Beim Fortschreiten des Barring-Problems werden auch Glanz- und/oder Dickeschwankungen der softkalandrierten Bahn bemerkt. Oft nimmt in dieser Phase der Geräuschpegel des Aufrollers und der Schneidvorrichtung am trockenen Ende der Faserbahnmaschine zu. Im kommerziellen Sinn schwächt das Barring das Resultat durch eine merkliche Erschwerung beispielsweise des Verkaufs und der Druckarbeit von Papier.
  • Auch mit einem Mehrfachwalzenspaltkalander, wie zum Beispiel mit einem Superkalander, der aus mehreren übereinander liegenden harten und weichen Walzen besteht, entsteht oft eine das Kalanderresultat schwächende Schwingung, die zum Barring-Phänomen führt.
  • Es ist bekannt, dass es wirtschaftlich rentabel ist, auf lange Produktionszyklen einer gleichen Produktion abzuzielen. Hierbei steht jedoch als bedeutendes Problem, dass eine Schwingung dann aufzutreten beginnt, wenn die Kalanderbedingungen (Walzenspaltdruck, Temperatur, Bahnfeuchtigkeit, Schnelligkeit) lange Zeit stabil gewesen sind. Die Patentanmeldung DE 100 36 574 zeigt als Lösung zum Problem auf, dass durch Änderung der Belastung des Mehrfachwalzenspaltkalanders die in einem Walzenwerk mit Mehrfachwalzenspalt entstehenden Schwingungen verhindert werden können. Auch wenn mit einer derartigen Lösung der DE-Patentanmeldung die im Walzenwerk entstehenden Schwingungen verhindert werden können, stellt sich als neues Problem ein, dass die Qualitätseigenschaften, wie zum Beispiel Dicke, Glanz, sich aufgrund der Belastungsveränderungen des Walzenwerks ändern.
  • Allgemeiner Zweck der vorstehenden Erfindung ist die Beseitigung oder zumindest Verminderung der mit der bekannten Technik verbundenen Beeinträchtigungen und Schwächen. Eine Aufgabe nach einem Aspekt der Erfindung besteht darin, ein neues und/oder verbessertes Verfahren zur Verhinderung oder wesentlichen Verminderung der Schwingungen des Walzenwerks zustande zu bringen. Eine Aufgabe nach einem anderen Aspekt der Erfindung besteht darin, ein neues und/oder verbessertes System zur Verhinderung oder wesentlichen Verminderung der Schwingungen des Walzenwerks zustande zu bringen. Insbesondere liegt damit die Aufgabe der vorstehenden Erfindung darin, das Entstehen von Schwingungen im Walzenwerk einer Faserbahnmaschine zu verhindern oder zumindest zu vermindern und somit eine Entstehung des Barring-Phänomens im Walzenwerk zu verhindern.
  • Zum Erreichen des Zwecks und Lösen der Aufgaben der vorstehenden Erfindung ist es für ein Verfahren nach der Erfindung zur Verhinderung von Schwingungen im Walzenwerk einer Faserbahnmaschine, bei dem die Bahn in der Faserbahnmaschine mit Bahngeschwindigkeit durch den Walzenspalt läuft und im Walzenspalt auf die Bahn mindestens mittels Pressen und Erwärmen eingewirkt wird, charakteristisch, dass zur Verminderung des Auftretens und/oder der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Barring-Phänomen eine Pressänderung des auf die Bahn einwirkenden Walzenspalts und gleichzeitig zur Kompensierung der Pressänderung mindestens in der/dem auf die Bahn einwirkenden Walze/Walzenwerk eine Änderung der auf die Bahn gerichteten Erwärmung zur Erhaltung der Qualitätseigenschaften der Bahn vorgenommen wird.
  • In einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel umfasst das Verfahren die Abschnitte: Feststellen der Schwingung der Walze/des Walzenwerks, der Querstreifenbildung und/oder des durch Querstreifenbildung verursachten Walzenspalts-/Walzenwerkslärms; Durchführung von Ände rungen im Walzenspalt oder Walzenwerk hinsichtlich der Oberflächentemperaturen der Walze und/oder der Walzen; Durchführung von Änderungen in der Walzenspaltbelastung und bei Bedarf der Bahngeschwindigkeit der Faserbahn aufgrund von Messungen oder eines Walzenspaltmodells in der Weise, dass die Qualitätseigenschaften der Bahn nicht verändert werden. Vorteilhaft ist hierbei, dass die Änderungen der Walzenspaltbelastung und der Oberflächentemperaturen des Walzenwerks sowie bei Bedarf der Bahngeschwindigkeit der Faserbahn gleichzeitig mit den Messungen durchgeführt werden.
  • Zum Erreichen des Zwecks und Lösen der Aufgabe der vorstehenden Erfindung ist es für ein System nach der Erfindung zur Verhinderung von Schwingungen im Walzenwerk einer Faserbahnmaschine, bei dem die Bahn in der Faserbahnmaschine mit Bahngeschwindigkeit durch den Walzenspalt läuft und im Walzenspalt auf die Bahn mindestens Pressen und Erwärmen einwirken, charakteristisch, dass zur Verminderung des Auftretens und/oder der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Barring-Phänomen das System gleichzeitig den auf die Bahn einwirkenden Liniendruck und zur Kompensierung der Pressänderung mindestens die Erwärmung der/des zu erwärmenden Walze/Walzenwerks zur Erhaltung der Qualitätseigenschaften der Bahn steuert.
  • Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel gehören zum System: ein Messsystem, das optional ein Schwin gungsmesssystem für eine vom Walzenwerk/von der Walze/Bahn verursachte Schwingung oder ein Schallmesssystem für eine von der Querstreifenbildung der Walze/Bahn verursachten akustischen Emission ist; ein Berechnungssystem, dessen Eingabe der Eingabewert des Messsystems zur Berechnung der Änderungen der Oberflächentemperaturen der Walze und/oder des Walzenwerks ist, und dessen Eingabewert als Steuermittel
    • – zur Änderung der Oberflächentemperaturen der Walze und/oder des Walzenwerks im Walzenspalt oder im Walzenwerk und im Walzenspalt oder
    • – im Walzenwerk für Belastungsveränderungen sowie bei Bedarf für Änderungen von Bahngeschwindigkeiten bewirkende Stellantriebe
    aufgrund von Messungen oder eines Walzenspaltmodells zur Durchführung derartiger Änderungen im Walzenspalt oder Walzenwerk und bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit dient, ohne die Qualitätseigenschaften der Bahn zu verändern. Hierbei ist es vorteilhaft, dass das System Änderungen für die Belastung des Walzenwerks und für die Oberflächentemperaturen sowie bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit gleichzeitig mit den Messungen durchführt, so dass – wenn das Mess- und Berechnungssystem eine Querstreifenbildung oder eine Walzen-/Walzenwerkschwingung oder Walzenwerklärm feststellt – das Berechnungssystem mittels Messungen oder eines Walzenspaltmodells neue Sollwerte für die Oberflächentemperaturen des Walzenwerks sowie zugleich für den Liniendruck des Walzenspalts und bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit einen solchen neuen Sollwert berechnet, dass die Qualitätsgrößen der Bahn, wie zum Beispiel Dicke und Glanz der Bahn, sich nicht ändern, und wobei der Walzenspalt/das Walzenwerk/der Kalander auch bei verändertem Arbeitspunkt qualitativ die gleiche Press-/Walzungs-/Kalandrierungs-Intensität beibehält.
  • Das Walzenwerk ist der Kalander vorzugsweise einer Faserbahnmaschine, vorzugsweise einer Papiermaschine, oder bildet den Teil eines Kalanders einer Faserbahnmaschine, vorzugsweise einer Papiermaschine.
  • Die Erfindung beruht also auf der gleichzeitigen Regelung der Walzentemperatur und des Liniendrucks des Walzenspalts, wenn eine Schwingung bemerkt wird, wonach der Liniendruck auf einen neuen Arbeitspunkt mittels eines Walzenspaltmodells eingestellt wird. Bei der Verwendung eines genauen Walzenspaltmodells können die Änderungen am Liniendruck durchgeführt werden ohne die Qualitätseigenschaften der Bahn, wie zum Beispiel Papier, zu ändern.
  • Hinsichtlich der anderen einzelnen Eigenschaften der vorteilhaften Ausführungsbeispiele des Verfahrens und Systems nach der Erfindung wird auf die abhängigen Ansprüche der beiliegenden Anspruchsaufstellung verwiesen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden mittels einiger ihrer als vorteilhaft gehaltenen Ausführungsformen, verweisend auf die beiliegende Patentzeichnung, welche die Seitenprojizierung des Mehrfachwalzenkalanders am trockenen Ende der Papiermaschine und des danach folgenden Aufrollers 2 schematisch darstellt, erläutert.
  • In der nach der vorstehenden Erfindung als vorteilhaft gehaltenen Ausführungsform kann die Schwingung des Walzenspalts des Kalanders oder des Walzenwerks 1 oder die darauf zurückzuführende Querstreifenbildung der weichflächigen Walze 11 des Walzenwerks 1 und/oder der Bahn 12 beispielsweise mittels nachstehender Verfahren wahrgenommen werden.
  • Die Schwingung des Walzenspalts oder des Walzenwerks 1 wird mit dem sachgemäßen Schwingungsmesssystem 3 gemessen. Als ein Beispiel des sachgemäßen Schwingungsmesssystems kann Sensodec oder entsprechendes angeführt werden, welches den allgemein bekannten Zeitmittelwert (STA) oder das RMS-Berechnungsverfahren zur Bestimmung des angestiegenen Schwingungsniveaus des Maschinenteils verwendet. In der Online-Durchführung, wie zum Beispiel das den Online-Kalander und den Aufroller 2 umfassende Maschinenaggregat, werden auch die Veränderungen des Schwingungs- und Geräuschpegels verfolgt, die eine beim Kalander erfolgende Querstreifenbildung der Bahn 12 indizieren. Die aus der Querstreifenbildung herrührende Oberflächenveränderung (Linien bildung, Linienbildung durch Verschleiß/Abrieb, Schmutz-Barring) der weichflächigen Walze 11, wie zum Beispiel der Polymerwalze, wird unter Verwendung der HighSpeed-Kameratechnik wahrgenommen. Die verwendeten Kameras können sowohl auf der Wellenlänge sichtbaren Lichts als auch im IR-Bereich (IR, Infrarot) arbeiten, wodurch man die Temperaturveränderungen einer Walzenfläche mit Querstreifung im Walzenumfang in axialer bzw. CD-Richtung (CD, Cross Direction) der Walze verfolgen kann. Die Querstreifenbildung der Bahn kann unter Verwendung eines allgemein bekannten Verfahrens wahrgenommen werden. Mit einem an die Punktmessung oder sogenannte kurze Traversierung angesetzten Glanz-/Dickemesser können die in der Faserbahn auftretenden periodischen Glanz-/Dickeschwankungen (Querstreifenbildung) in Maschinenrichtung wahrgenommen werden. Desgleichen können mit einem auf CCD-Kameratechnik 4 beruhenden Faserbahn-Fehlermeldesystem (zum Beispiel Ulma) von der Querstreifenbildung herrührende Glanzschwankungen (Streifen) wahrgenommen werden. Das vom Walzenspalt/Walzenwerk/Kalander 1 erzeugte Geräusch wird unter Verwendung einer allgemein bekannter Messtechnik gemessen. Unter Verwendung eines Spektralanalyseverfahrens kann ermittelt werden, wann ein vom Kalander verursachtes Geräusch vom Normalen abweicht und zur Querstreifenbildung führt, die eine typische Folge der Schwingung des Walzenwerks ist.
  • Mit dem Verfahren nach der Erfindung kann dem Messsystem 3"beigebracht" werden, ein von der Querstreifenbildung verursachtes Geräusch zu erkennen.
  • Ein anderes anwendungsfähiges akustisches Verfahren, das bei der Geräuschmessung verwendet werden kann, ist die akustische Emission. Unter Verwendung der akustischen Emission werden die Typgeräusche, d.h. "charakteristischen Geräusche" der weichflächigen Walze 11, wie zum Beispiel der Polymerwalze, verfolgt. Die mit der Querstreifenbildungserscheinung verbundenen Formänderungen der Oberflächenschicht, d.h. Spannungen, können als Änderungen der Kennzahlen der "charakteristischen Geräusche" bzw. der akustischen Geräusche der Walze (zum Beispiel Effektivwert, Spitzenwert, Kurtosis) vermerkt werden. Die akustische Emission kann auch so angewendet werden, dass die Polymerwalze mit der akustischen Emission (Geräuschwellen) belastet und der Anschlag der akustischen Emission registriert wird. Falls am Anschlag eine Änderung erfolgt, ist das ein Hinweis auf Veränderungen an der Polymerwalze, was typisch eine Änderung des Spannungszustands oder von der Querstreifenbildung ist.
  • Bei diesem anderen Verfahren werden die im Walzenspalt des Kalanders oder im Walzenwerk 1 vorzunehmenden Änderungen in der Oberflächentemperatur der Walze/Walzen und/oder Änderungen im Liniendruck unter Zuhilfenahme des sogenannten "Crotoginon"-Modells für die Zusam mendrückbarkeit des Papiers oder eines vom Antragsteller entwickelten allgemeinen Walzenspaltmodells, das als Parameter auch den Glanz berücksichtigt, verwirklicht. Diese Walzenspaltmodelle beschreiben den Walzenspaltprozess hinsichtlich der vorstehenden Erfindung ausreichend genau.
  • Nachstehend wird die Annäherungsart unter dem Aspekt des "Crotoginon"-Zusammendrückbarkeitsmodells in der Weise untersucht, dass die unbekannten Parameter des Modells automatisch aktualisiert werden, wenn der Arbeitspunkt (die Prozessbedingungen) oder die Bahnart sich ändert. Die Modellgleichung bindet die verwendete nichtkalandrierte und kalandrierte Bahn von 12 bulk (cm3/g), die Dicke (μm), den Liniendruck des Walzenspalts (kN/m), die Maschinengeschwindigkeit (m/s), den Radius der verwendeten Walzen (m), die im Walzenspalt vorhandene Temperatur (°C) und Feuchtigkeit (%) der Bahn aneinander. Das Modell enthält eine Gruppe von Parametern, die einzig und allein von den Eigenschaften der zu kalandrierenden Faserart abhängen. Die Modellfaktoren können zum Beispiel probeweise für jede Bahnqualität getrennt bestimmt werden, wonach die Modellgleichung in jedem Hart- oder Weichwalzenspalt-Walzenwerk 1 o.ä. angewendet werden kann. Die wichtigsten Regelgrößen, mit den herkömmlich auf die Dickeänderung eingewirkt wird, sind der Liniendruck des Walzenspalts und die Temperatur der Thermowalze. Die Bahngeschwindigkeit der Faserbahn 2 und die Radien der Walzen wirken auf die Verweilzeit im Walzenspalt, d.h. die Walzenspaltzeit, ein, aber allgemein wird darauf abgezielt, die Geschwindigkeit der Maschine konstant zu halten. Das die Dickeänderung der Bahn beschreibende Modell kann so formuliert werden, dass sie hinsichtlich der unbekannten Parameter linear sind. Hierbei können die verschiedenen Offline- oder Online-Identifizierungsverfahren direkt zur Festlegung der unbekannten Parameter des Modells angewendet werden, wobei für diesen Zweck das rekursive Verfahren der kleinsten Quadratsumme oder der Kalma-Filter anwendbar ist. Die Richtigkeit der im Verfahren identifizierten Parameter wird durch Berechnung der Schätzwerte mittels der geschätzten Parameter und der Modellgleichung für den Liniendruck des Walzenspalts und zum Beispiel für die Oberflächentemperatur der Walze überprüft. Durch Vergleichen zum Beispiel des Istwerts des Liniendrucks und des mittels Systemmodells ermittelten Schätzwerts des Liniendrucks kann darauf geschlossen werden, ob die erreichten Schätzwerte der Parameter akzeptabel sind. Die zu akzeptierenden arbeitspunktbezogenen Werte der Parameter der Bahnart und der Modellgleichung des Prozesses werden in einer getrennten Datenbank oder bei den Artenrezepten des Automationssystems abgespeichert, von wo sie übernommen werden können, wenn die betreffende Bahnart in die Produktion gelangt.
  • Wenn das Messsystem 3 eine Querstreifenbildung, eine Schwingung der Kalanderwalze/des Walzenwerks 1 oder Walzenwerkgeräusch wahrnimmt, ist es für die vorstehende Erfindung typisch, dass mit dem Berechnungssystem 5 die neuen Sollwerte für die Oberflächentemperaturen der Walze/Walzen des Walzenwerks mittels des Walzenspaltmodells berechnet werden. Desgleichen wird für den Liniendruck des Walzenspalts (und bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit) ein neuer Sollwert derart berechnet, dass die Qualitätsgrößen (Dicke und Glanz der Bahn 12) nicht verändert werden. Auf diese Weise behält der Walzenspalt/das Walzenwerk/der Kalander 1 qualitativ auch bei verändertem Arbeitspunkt die gleiche Press-/Walzungs-/Kalandrierungs-Intensität bei.
  • Die Regelung der Temperatur sowie des Liniendrucks des Walzenspalts wird nach der Erfindung zum Beispiel in der Weise umgesetzt, dass die unterschiedliche Dynamik der Stellantriebe (Belastung der Walze/des Walzenspalts/Walzenwerks 1, Steuerung der Walzentemperatur) berücksichtigt wird. Das kann zum Beispiel mit einer synchronisierten Rampeneinstellung, der PID-Regulierung der zu erwärmenden Walze (Thermowalze) oder unter Verwendung einer MPC-Regulierung (MPC, Model Predictive Control) auf Modellbasis durchgeführt werden.
  • Das Walzenspaltmodell kann Teil eines geschlossenen Regelkreises sein, wobei aufgrund der Messung (Wahrnahme einer Querstreifenbildung) eine Korrekturmaßnahme durchgeführt werden kann, zum Beispiel eine Änderung der Oberflächentemperatur der Walze/des Walzenwerks 1 sowie eine Kompensierung der Belastung, und die folgende Messung über eine Querstreifenbildung abgewartet wird, um zu klären, ob die durchgeführte Korrektur soweit ausreichend war, dass die Querstreifenbildung behoben wurde.
  • Das System 3, 5 kann auch so fungieren, dass es dem Anwender Hinweise gibt, bestimmte Maßnahmen durchzuführen. Hierbei nimmt das System die Querstreifenbildung wahr bzw. misst diese und berechnet die neuen Sollwerte für die Temperaturen und Walzenspaltbelastung der Walze/Walzen, überlässt jedoch die Durchführung bzw. das Akzeptieren der erhaltenen Sollwerte dem Ermessen des Anwenders.
  • Zum System kann als Berechnungssystem 5 eine lernende Fachkraftanwendung gehören, die typisch eine intelligente Datenbankanwendung ist, in die der Ereignisfolge der verschiedenen Querstreifen- und Schwingungsphänomene gespeichert wird. Hierbei ist das System 3, 5 in der Lage, aufgrund von Prozessmessungen und veränderten Betriebszuständen künftige Querstreifenbildungssituationen vorauszusehen und entweder die notwendigen Korrekturen für die Steuerungsgrößen (Temperatur, Li niendruck, Geschwindigkeit) automatisch vorzunehmen oder diese dem Anwender anzuzeigen.
  • Die Fachkraftanwendung 5, mit der in diesem Zusammenhang die sogenannte künstliche Intelligenz gemeint ist, kann mit verschiedenen Techniken umgesetzt werden, wie zum Beispiel lernende neuronale Netze, auf ereignisbezogene Schlussfolgerungen beruhende linguistische Gleichungen usw. Die Fachkraftanwendung ist vorteilhaft als Teil einem größeren Ferndiagnostik- und Zustandsüberwachungssystem angeschlossen, wobei alle Querstreifenbildungsvorkommen des Walzenwerks, wie zum Beispiel eines Kalanders, in das zuständige Ereignisregister eingetragen werden und der Anwender so bei Bedarf die Ferndiagnostikhilfe (HelpDesk) zur Klärung der entstandenen Situation abrufen kann. Aufgrund der Datenbank und des Ereignisregisters können die Walze/das Walzenwerk/den Kalander 1 betreffende Betriebs-, Zustands-, Überwachungs- und Wartungsempfehlungsanalysen vorgenommen werden. Der Anschluss eines solchen Verfahrens/Systems 3, 5 nach der Erfindung als Teil eines größeren Ferndiagnostik- und/oder Zustandsüberwachungssystems ist jedoch nicht wesentlich für die vorstehende Erfindung, und dieses ist auch nur im Zusammenhang mit der Erfindung erwähnt worden, um die vielfältigen Anwendungen der Möglichkeiten der vorstehenden Erfindung hervorzuheben.
  • Die Erfindung ist vorstehend nur in beispielhafter Weise mit Hilfe einiger als vorteilhaft gehaltenen Ausführungsformen der Erfindung erläutert worden. Hier wurde natürlich in keinerlei Weise die vorstehende Erfindung begrenzt, sondern im Rahmen der Grundidee der vorstehenden Erfindung sind viele Alternativen und Varianten sowie einzelne äquivalente Lösungen möglich, welche vom Schutzumfang in der beiliegenden Anspruchsaufstellung bestimmt sind.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Verhinderung von Schwingungen in der Faserbahnmaschine, bei der auf die Faserbahn (12) beim Transportieren mit Bahngeschwindigkeit mindestens mittels Pressen und Erwärmen eingewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verminderung des Auftretens und/oder der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Barring-Phänomen in dem auf die Bahn (12) einwirkenden Walzenspalt eine Pressänderung und gleichzeitig zur Kompensierung der Pressänderung mindestens in der/dem auf die Bahn einwirkenden Walze/Walzenwerk (1) eine Änderung der auf die Bahn gerichteten Erwärmung zur Erhaltung der Qualitätseigenschaften der Bahn vorgenommen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Phasen umfasst: – Feststellen der Schwingung der Walze/des Walzenwerks (1), der Querstreifenbildung und/oder der durch Querstreifenbildung verursachten Walzenspalts-/Walzenwerkgeräusches, – Durchführung von Änderungen im Walzenspalt oder Walzenwerk hinsichtlich der Oberflächentemperaturen der Walze und/oder der Walzen, und – Durchführung von Änderungen in der Walzenspaltbelastung und bei Bedarf der Bahngeschwindigkeit der Faserbahn (12) aufgrund von Messungen oder eines Walzenspaltmodells in der Weise, dass die Qualitätseigenschaften der Bahn nicht verändert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungen der Walzenspaltbelastung und der Oberflächentemperaturen des Walzenwerks (1) sowie bei Bedarf der Bahngeschwindigkeit der Faserbahn (12) gleichzeitig mit den Messungen durchgeführt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung im Walzenspalt und im Walzenwerk (1) oder die darauf zurückzuführende Querstreifenbildung der weichflächigen Walze und/oder Bahn (12) mit dem Mess- und Berechnungssystem (3, 5), das aus einer Gruppe ausgewählt wird, zu der als Messsystem ein Schwingungsmesssystem oder ein Messsystem für die akustische Emission gehören, wahrgenommen wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Messsystem (3, 5) beigebracht wird, das von der Querstreifenbildung verursachte Geräusch zu erkennen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenn eine Querstreifenbildung oder eine Schwingung der Walze/des Walzenwerks (1) oder Walzenwerkgeräusche wahrgenommen werden, für die Oberflächentemperaturen der Walze oder der Walzen des Walzenwerks (1) mittels Messungen oder eines Walzenspaltmodells neue Sollwerte berechnet werden, und dass zugleich für den Liniendruck des Walzenspalts und bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit ein solcher neuer Sollwert berechnet wird, dass die Qualitätsgrößen der Bahn (12), wie zum Beispiel Dicke und Glanz der Bahn, nicht verändert werden, wobei der Walzenspalt/das Walzenwerk/der Kalander auch bei verändertem Arbeitspunkt qualitativ die gleiche Press-/Walzungs-/Kalandrierungs-Intensität beibehalten, auch.
  7. System zur Verhinderung von Schwingungen in der Faserbahnmaschine, bei dem die Bahn (12) in der Faserbahnmaschine mit Bahngeschwindigkeit durch den Walzenspalt läuft und im Walzenspalt auf die Bahn mindestens Pressen und Erwärmen einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass das zur Verminderung des Auftretens und/oder der Wahrscheinlichkeit des Auftretens von Barring-Phänomen das System gleichzeitig den auf die Bahn (12) einwirkenden Liniendruck und zur Kompensierung der Pressänderung mindestens die Erwärmung der/des zu erwärmenden Walze/Walzenwerks (1) zur Erhaltung der Qualitätseigenschaften der Bahn steuert.
  8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zum System gehören: – ein Messsystem (3), das optional ein Schwingungsmesssystem für eine vom Walzenwerk/von der Walze/Bahn (1) verursachte Schwingung oder ein Schallmesssystem für eine von der Querstreifenbildung der Walze/Bahn verursachten akustischen Emission ist, und ein Berechnungssystem (5), dessen Eingabe der Eingabewert des Messsystems (3) zur Berechnung der Änderungen der Oberflächentemperaturen der Walze und/oder des Walzenwerks ist, und dessen Eingabewert als Steuermittel – zur Änderung der Oberflächentemperaturen der Walze und/oder des Walzenwerks (1) im Walzenspalt oder im Walzenwerk und im Walzenspalt oder – im Walzenwerk (1) für Belastungsveränderungen sowie bei Bedarf für Änderungen von Bahngeschwindigkeiten bewirkende Stellantriebe aufgrund von Messungen oder eines Walzenspaltmodells zur Durchführung derartiger Änderungen im Walzenspalt oder Walzenwerk (1) und bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit dient, ohne die Qualitätseigenschaften der Bahn (12) zu verändern.
  9. System nach Anspruch 7 und/oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das System Änderungen für die Belastung des Walzenwerks (1) und für die Oberflächentemperaturen sowie bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit gleichzeitig mit den Messungen durchführt.
  10. System nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenn das Mess- und Berechnungssystem (3,5) eine Querstreifenbildung oder eine Walzen/Walzenwerkschwingung (1) oder Walzenwerkgeräusche feststellt, das Berechnungssystem mittels Messungen oder eines Walzenspaltmodells • neue Sollwerte für die Oberflächentemperaturen des Walzenwerks (1) sowie • zugleich für den Liniendruck des Walzenspalts und bei Bedarf für die Bahngeschwindigkeit einen solchen neuen Sollwert berechnet, dass die Qualitätsgrößen, wie zum Beispiel Dicke und Glanz der Bahn, nicht verändert werden, wodurch der Walzenspalt/das Walzenwerk/der Kalander auch bei verändertem Arbeitspunkt qualitativ die gleiche Press-/Walzungs-/Kalandrierungs-Intensität beibehält.
  11. System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Walzenwerk (1) zur Einstellung der Oberflächentemperatur der Walze und des Liniendrucks des Walzenspalts die Belastung, Temperatursteuerung und unterschiedliche Dynamik von Stellantrieben, wie zum Beispiel Walze/Walzenspalt/Walzenwerk, berücksichtigt wurden, beispielsweise mit der Synchronisierung der Rampeneinstellung des Walzenwerks, mit der PID-Regulierung der Walze, zu erwärmenden Wal ze, sogenannte Thermowalze, oder unter Verwendung einer MPC-Regulierung auf Modellbasis.
  12. System nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzenspaltmodell Teil eines geschlossenen Regelkreises ist, wobei aufgrund der Messung eine Korrekturmaßnahme durchgeführt werden kann, zum Beispiel eine Änderung der Oberflächentemperatur der Walze/Walzen (1) sowie eine Kompensierung der Belastung.
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FI119334B (fi) * 2007-09-06 2008-10-15 Metso Paper Inc Menetelmä ja järjestely värähtelyjen estämiseksi paperi-/kartonkikoneen telaryhmässä

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