DE102007022239A1

DE102007022239A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebe einer Walzenanordnung

Info

Publication number: DE102007022239A1
Application number: DE200710022239
Authority: DE
Inventors: Markus Dr. Schoisswohl; Jose-Lima Santos
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2007-05-09
Filing date: 2007-05-09
Publication date: 2008-11-27
Also published as: EP2152965B1; CN101688369A; WO2008138691A1; CN101688369B; EP2152965A1

Abstract

Bei einem Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebe einer Walzenanordnung mit wenigstens zwei zwischen sich einen Nip bildenden Walzen zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere Papier- und/oder Kartonbahn, werden die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen in Abhängigkeit von definierten Walzendurchmessern ermittelt. Dabei werden die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen herangezogenen definierten Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst. Es wird auch eine entsprechende Vorrichtung beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebe einer Walzenanordnung mit wenigstens zwei zwischen sich einen Nip bildenden Walzen zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen in Abhängigkeit von definierten Walzendurchmessern ermittelt werden. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 20 eingegebenen Art.
Bisher verwenden die Antriebe von Streichaggregaten von Papiermaschinen vor und während des Schließens der Aggregate einen fest definierten Durchmesser zur Berechnung der Umfangsgeschwindigkeit. Dieser Durchmesser wird entweder direkt physisch gemessen oder durch manuelle Analysen des Schließverhaltens angepasst. Der Durchmesser kann sich jedoch durch äußere Einflüsse wie beispielsweise Abnutzung oder thermische Expansion ändern. Zudem kann es vorkommen, dass eine Walze nachgearbeitet, deren Durchmesser jedoch nicht im System korrigiert wird.
Stimmt der betreffende Durchmesser nicht, so kommt es während des Schließvorgangs des Aggregats zu Relativgeschwindigkeiten zwischen den Walzen und dem Papier. Es erfolgt somit kurzfristig eine Kompensation der Geschwindigkeiten über das Papier, woraus sich Zugschwankungen ergeben, die bis zum Papierabriss führen können. Sind zusätzlich die Geschwindigkeiten der Ober- und Unterwalze nicht gleich, so muss auch dieser Geschwindigkeitsunterschied vom Papier aufgenommen werden, wodurch dieses zusätzlich belastet wird.
Weichen die Geschwindigkeiten der Ober- und Unterwalze vor und nach dem Schließen des Streichaggregates voneinander ab, so kann es zu einem Rattern der Walzen kommen, solange diese trocken sind. Entspricht die Walzengeschwindigkeit nicht der Papiergeschwindigkeit, so kommt es zu einem Momenten- und Papierzugsprung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen die zuvor genannten Probleme beseitigt sind. Dabei soll es auf einfache und zuverlässige Art und Weise insbesondere möglich sein, zumindest im Wesentlichen gleiche Walzenumfangsgeschwindigkeiten zu erzielen, die der Geschwindigkeit der Materialbahn beim Schließen der Walzenanordnung bzw. des Nips entsprechen.
Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen herangezogenen definierten Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Bevorzugt werden zunächst das Verhältnis der definierten Durchmesser der beiden Walzen und anschließend die definierten Durchmesser der Walzen an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Dabei ist insbesondere von Vorteil, wenn bei geschlossener Walzenanordnung bzw. geschlossenem Nip die Geschwindigkeiten vorzugsweise Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen gemessen werden und die Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen über eine solche Messung der Walzengeschwindigkeiten erfolgt.
Gemäß einer zweckmäßigen praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die bei geschlossener Walzenanordnung durchgeführte Messung der Walzengeschwindigkeiten ohne Materialbahn.
Gemäß einer vorteilhaften alternativen Ausgestaltung kann die bei geschlossener Walzenanordnung durchgeführte Messung der Walzengeschwindigkeiten auch während der Produktion bei durch den Nip geführter Materialbahn erfolgen.
Von zwei zwischen sich einen Nip bildenden Walzen kann eine erste Walze als Master und die zweite Walze als Slave definiert werden.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zur Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen die Antriebe bzw. die Walzenanordnung bei gesteuerter und/oder geregelter Geschwindigkeit der Walzenantriebe geschlossen, der Slaveantrieb auf Loadsharing oder Momentenregelung geschaltet, die Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen gemessen und aus den erhaltenen Messwerten das aktuelle Durchmesserverhältnis bestimmt.
Bevorzugt wird der definierte Durchmesser der Masterwalze während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Dabei werden vorteilhafterweise der definierte Durchmesser der Masterwalze über einen gemessenen Durchmesser und einen Korrekturfaktor bestimmt und der Korrekturfaktor während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Dazu werden bevorzugt die beim Schließen der Walzenanordnung auftretenden Bahn- und/oder Antriebsschwankungen gemessen und der Korrekturfaktor anhand des Ergebnisses dieser Messung an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Zur Anpassung des Korrekturfaktors wird vorteilhafterweise sowohl die maximale Abweichung als auch die integrale Abweichung während des Schließens der Walzenanordnung berücksichtigt.
Zweckmäßigerweise wird dann über den angepassten Durchmesser der Masterwalze und das angepasste Durchmesserverhältnis der angepasste Durchmesser der Slavewalze bestimmt.
Die Walzenanordnung kann insbesondere eine Oberwalze und eine Unterwalze umfassen. Dabei kann beispielsweise die Oberwalze als Masterwalze und die Unterwalze als Slavewalze definiert werden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Definition möglich.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die definierten Walzendurchmesser permanent an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Die angepassten definierten Walzendurchmesser werden vorzugsweise einer zumindest eine Rückkopplungsschleife umfassenden Geschwindigkeitsregelung für die Walzen zugeführt.
Die Walzenanordnung kann beispielsweise einem Streichaggregat, einer Wickelvorrichtung oder einem Kalander zugeordnet sein.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich entsprechend dadurch aus, dass sie Mittel umfasst, um die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walze herangezogenen definierten Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anzupassen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung kann somit vor allem zur automatischen Geschwindigkeitsoptimierung eingesetzt werden. Dabei kann die erfindungsgemäße Anpassung oder Adaptierung vorteilhafterweise auf den beiden folgenden Schritten basieren:

1. Adaptierung der relativen Durchmesser.
2. Adaptierung der effektiven, das heißt definierten Durchmesser.

Dabei können die beiden Schritte beispielsweise wie folgt durchgeführt werden:
1. Adaptierung der relativen Durchmesser, das heißt des Durchmesserverhältnisses.
Die Adaptierung der relativen Durchmesser von beispielsweise einer Ober- und einer Unterwalze erfolgt durch Messung der Geschwindigkeiten im geschlossenen Zustand des betreffenden Aggregats bzw. Nips. Je nach Anwendung kann diese Messung entweder in einer definierten Sequenz ohne Materialbahn, beispielsweise Papier- oder Kartonbahn, oder während der Produktion stattfinden. Wichtig ist hierbei, dass nur das Durchmesserverhältnis angepasst wird.
Dabei geltenden die folgenden Beziehungen: vOW = DeffOW·π·nOW und vUW = DeffUW·π·nUW,wobei

v_OW: = effektive Geschwindigkeit der Oberwalze
v_UW: = effektive Geschwindigkeit der Unterwalze
Deff_OW: = effektiver Durchmesser der Oberwalze
Deff_UW: = effektiver Durchmesser der Unterwalze
n_OW: = Rotationsgeschwindigkeit oder Drehzahl der Oberwalze
n_UW: = Rotationsgeschwindigkeit oder Drehzahl der Unterwalze.

Definiert man nun beispielsweise die Oberwalze als Master, dann ergibt sich mit dem Durchmesserverhältnis
die Geschwindigkeit vUW = RUO·DeffOW·π·nUW
Der Ablauf der Sequenz ist beispielsweise wie folgt:

– Schließen der Antriebe in Geschwindigkeitsregelung
– Schalten des Slaveantriebs auf Loadsharing oder Momentenregelung Messung der Rotationsgeschwindigkeiten bzw. Drehzahlen und daraus Ermittlung des Durchmesserverhältnisses R_UO.

2. Adaptierung der effektiven Durchmesser
Zur Adaptierung der effektiven Durchmesser kann beispielsweise zunächst der Durchmesser der Masterwalze adaptiert oder angepasst werden, um die Geschwindigkeit der Materialbahn bzw. Papierbahn und die Walzenoberflächengeschwindigkeiten einander anzugleichen.
Im Idealfall sollte beim Schließen der Walzenanordnung, die beispielsweise einem Streichaggregat zugeordnet sein kann, die folgende Beziehung gelten: VP = DeffOW·πwobei

V_P: = Papiergeschwindigkeit.

Da der effektive Durchmesser nicht bekannt ist und z. B. nur ein gemessener Außendurchmesser D_OW der Oberwalze vorliegt, kann zur Korrektur der Oberwalze bezüglich der Materialbahn bzw. Papierbahn vorteilhafterweise ein Korrekturfaktor k_OWP verwendet werden. Für die Papiergeschwindigkeit gilt dann die folgende Beziehung: VP = kOWPDOW·π·nOW.
Um nun diesen Korrekturfaktor k_OWP während des Betriebs beispielsweise einer Papiermaschine zu adaptieren oder anzupassen, werden mittels eines entsprechenden Algorithmus das Schließverhalten der beispielsweise einem Streichaggregat zugeordneten Walzenanordnung und die dabei entstehenden Zug- und Antriebsschwankungen analysiert.
Abhängig von der gemessenen Zugvariation beim Anstich bzw. Schließen des betreffenden Aggregats errechnet der Algorithmus eine Korrektur des Korrekturfaktors für den Durchmesser beispielsweise entsprechend der folgenden Beziehung: kOWP(neu) = kOWP(aktuell) + f(ΔTP(max), ∫ΔTP·dt, Papiersorte, Flächengewicht, Feuchte)
Dabei hängt die Korrektur vorteilhafterweise sowohl von der maximalen Abweichung als auch von der integralen Abweichung während des Schließvorgangs ab.
Die für die Korrektur verwendeten Faktoren können beispielsweise entweder manuell adaptiert oder wieder durch einen Lernalgorithmus definiert werden.
Mit der Erfindung lässt sich beispielsweise das Risiko von Papierabrissen während des Schließvorgangs von beispielsweise Streichaggregaten oder dergleichen minimieren, was eine entsprechende Erhöhung der Produktion und eine entsprechende Minimierung der Erzeugung von Papierausschuss mit sich bringt. Zudem ist eine permanente Berechnung des aktuellen effektiven Durchmessers möglich, welche für die Wartung erforderlich sein kann.
Wie bereits erwähnt, kann die Walzenanordnung beispielsweise einer Streicheinrichtung zugeordnet sein. Eine solche Streicheinrichtung kann beispielsweise zwischen verschiedenen Trockengruppen angeordnet sein. In Bahnlaufrichtung vor dem Streichaggregat kann eine Einrichtung für eine entsprechende Zugmessung vorgesehen sein.
Die Erfindung kann beispielsweise auch bei Tambourrollen einer Wickelvorrichtung angewandt werden, die über einen Motor oder ein Getriebe axial angetrieben werden. Diese können durch Abnutzung oder durch ungenaue Fertigung unterschiedliche Durchmesser aufweisen, was an dieser Position zu Problemen beim Überführen auf einen neuen Tambour führt (Reel Turn-Up). Für diese kann pro Tambourrolle derselbe Algorithmus verwendet werden, wobei allerdings eine Identifikation der Rollen durch das System benötigt wird. Dies kann entweder automatisch erfolgen oder über eine manuelle Eingabe der Tamboure. Überdies ist die Erfindung bei u. a. auch Kalandern anwendbar.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines zwischen zwei Trockengruppen einer Papiermaschine angeordneten Streichaggregats mit zugeordneter Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der zugehörigen Walzenanordnung;
2 ein Diagramm, aus dem sich ein typischer Schließvorgang des Streichaggregats mit starkem Papierverzug ergibt;
3 eine schematische Darstellung einer Wickelvorrichtung einer Papiermaschine mit zugeordneter Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der zugehörigen Walzenanordnung; und
4 ein Diagramm, aus dem sich ein beispielhafter Tambourwechsel ergibt.
Die 1 zeigt in schematischer Darstellung ein zwischen zwei Trockengruppen 10, 12 einer Papiermaschine 14 angeordnetes Streichaggregat 16 mit zugeordneter Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der zugehörigen Walzenanordnung 20.
Die im vorliegenden Fall beispielsweise einem Streichaggregat 16 zugeordnete Walzenanordnung 20 umfasst wenigstens zwei zwischen sich einen Nip 22 bildende Walzen, hier beispielsweise eine Oberwalze 24 und eine Unterwalze 26.
Bei der herzustellenden bzw. zu behandelnden Materialbahn handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn.
Mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 werden die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen 24, 26 in Abhängigkeit von definierten Walzendurchmessern ermittelt.
Dabei umfasst die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 Mittel, um die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 24, 26 herangezogenen definierten, das heißt effektiven Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anzupassen.
Bevorzugt werden mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 zunächst das Verhältnis der definierten Durchmesser der beiden Walzen 24, 26 und anschließend die definierten Durchmesser der Walzen an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Es ist eine Messeinrichtung 28 vorgesehen, um bei geschlossener Walzenanordnung 20 bzw. geschlossenem Nip 22 die Geschwindigkeiten, vorzugsweise Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen 24, 26 zu messen. Mittels der eine entsprechende Auswerteeinrichtung umfassenden Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 wird dann das Durchmesserverhältnis über eine solche Messung der Walzengeschwindigkeiten an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Mittels der Messeinrichtung 28 kann die Messung der Walzengeschwindigkeiten beispielsweise bei geschlossener Walzenanordnung ohne Papierbahn oder insbesondere auch bei geschlossener Walzenanordnung während der Produktion bei durch den Nip geführter Papierbahn erfolgen.
Es kann beispielsweise die Oberwalze 24 als Master und die Unterwalze 26 als Slave definiert werden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Definition denkbar.
Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 kann insbesondere Mittel umfassen, um zur Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen die Antriebe bzw. die Walzenanordnung bei gesteuerter und/oder geregelter Geschwindigkeit der Walzenantriebe zu schließen, den Slaveantrieb auf Loadsharing oder Momentenregelung zu schalten, die Messung der Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen durch die Messeinrichtung 28 zu veranlassen und aus den erhaltenen Messwerten das aktuelle Durchmesserverhältnis zu bestimmen.
Bevorzugt wird mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 der definierte Durchmesser der Masterwalze, hier also beispielsweise der Oberwalze 24, während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Dabei kann der definierte Durchmesser der Masterwalze 24 über einen gemessenen Durchmesser und einen Korrekturfaktor bestimmt sein. Mittels der eine entsprechende Auswerteeinrichtung umfassenden Steuer- und/oder Regeleinrichtung 18 kann dann dieser Korrekturfaktor vorzugsweise während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Zudem kann eine Einrichtung 30 zum Messen der beim Schließen der Walzenanordnung 20 auftretenden Bahn- und/oder Antriebsschwankungen vorgesehen sein. Mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 kann dann der Korrekturfaktor anhand des Ergebnisses dieser Messung an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Dabei erfolgt die Anpassung des Korrekturfaktors bevorzugt sowohl in Abhängigkeit von der maximalen Abweichung als auch in Abhängigkeit von der integralen Abweichung während des Schließens der Walzenanordnung 20 bzw. des Streichaggregats 16.
Über den angepassten Durchmesser der Masterwalze 24 und das angepasste Durchmesserverhältnis kann mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 dann der angepasste Durchmesser der Slavewalze bestimmt werden.
Bevorzugt werden die definierten Walzendurchmesser mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 18 permanent an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Die angepassten definierten Walzendurchmesser können insbesondere einer zumindest eine Rückkopplungsschleife umfassenden Geschwindigkeitsregelung für die Walzen 24, 26 zugeführt sein.
Die 2 zeigt ein Diagramm, aus dem sich ein typischer Schließvorgang des Streichaggregats 16 (vgl. 1) mit starkem Papierverzug ergibt.
Dabei sind im oberen Teil des Diagramms die Drehmomente der unteren feststehenden Walze 26 sowie der oberen bewegbaren Walze 24 dargestellt. Aus dem unteren Teil des Diagramms ergeben sich die Auswirkungen des Schließens des Streichaggregats 16 auf die Bahnspannung.
Die 3 zeigt in schematischer Darstellung eine Wickelvorrichtung 40 einer Papiermaschine 14 mit zugeordneter Vorrichtung zur Steuerung und/oder Regelung der zugehörigen Walzenanordnung 42.
Die im vorliegenden Fall beispielsweise der Wickelvorrichtung 40 zugeordnete Walzenanordnung 42 umfasst zwei zwischen sich einen Nip 44 bildende Walzen, hier beispielsweise eine Tragtrommel 46 und eine Wickelrolle 48.
Bei der herzustellenden bzw. zu behandelnden Materialbahn handelt es sich im vorliegenden Fall um eine Faserstoffbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn.
Mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 werden die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen 46, 48 in Abhängigkeit von definierten Walzendurchmessern ermittelt.
Dabei umfasst die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 Mittel, um die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen 46, 48 herangezogenen definierten, das heißt effektiven Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anzupassen.
Bevorzugt werden mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 zunächst das Verhältnis der definierten Durchmesser der beiden Walzen 46, 48 und anschließend die definierten Durchmesser der Walzen an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Es ist eine Messeinrichtung 52 vorgesehen, um bei geschlossener Walzenanordnung 20 bzw. geschlossenem Nip 22 die Geschwindigkeiten, vorzugsweise Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen 24, 26 zu messen. Mittels der eine entsprechende Auswerteeinrichtung umfassenden Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 wird dann das Durchmesserverhältnis über eine solche Messung der Walzengeschwindigkeiten an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Mittels der Messeinrichtung 52 kann die Messung der Walzengeschwindigkeiten beispielsweise bei geschlossener Walzenanordnung ohne Papierbahn oder insbesondere auch bei geschlossener Walzenanordnung während der Produktion bei durch den Nip geführter Papierbahn erfolgen.
Es kann beispielsweise die Tragtrommel 46 als Master und die Wickelrolle 48 als Slave definiert werden. Grundsätzlich ist jedoch auch eine umgekehrte Definition denkbar.
Die Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 kann insbesondere Mittel umfassen, um zur Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen die Antriebe bzw. die Walzenanordnung bei gesteuerter und/oder geregelter Geschwindigkeit der Walzenantriebe zu schließen, den Slaveantrieb auf Loadsharing oder Momentenregelung zu schalten, die Messung der Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen durch die Messeinrichtung 52 zu veranlassen und aus den erhaltenen Messwerten das aktuelle Durchmesserverhältnis zu bestimmen.
Bevorzugt wird mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 der definierte Durchmesser der Masterwalze, hier also beispielsweise der Tragtrommel 46, während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Dabei kann der definierte Durchmesser der Masterwalze 46 über einen gemessenen Durchmesser und einen Korrekturfaktor bestimmt sein. Mittels der eine entsprechende Auswerteeinrichtung umfassenden Steuer- und/oder Regeleinrichtung 50 kann dann dieser Korrekturfaktor vorzugsweise während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Zudem kann eine Einrichtung 54 zum Messen der beim Schließen der Walzenanordnung 42 auftretenden Bahn- und/oder Antriebsschwankungen vorgesehen sein. Mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 kann dann der Korrekturfaktor anhand des Ergebnisses dieser Messung an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Dabei erfolgt die Anpassung des Korrekturfaktors bevorzugt sowohl in Abhängigkeit von der maximalen Abweichung als auch in Abhängigkeit von der integralen Abweichung während des Schließens der Walzenanordnung 42 bzw. der Wickelvorrichtung 40.
Über den angepassten Durchmesser der Masterwalze 46 und das angepasste Durchmesserverhältnis kann mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 dann der angepasste Durchmesser der Slavewalze bestimmt werden.
Bevorzugt werden die definierten Walzendurchmesser mittels der Steuer- und/oder Regelvorrichtung 50 permanent an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst.
Die angepassten definierten Walzendurchmesser können insbesondere einer zumindest eine Rückkopplungsschleife umfassenden Geschwindigkeitsregelung für die Walzen 46, 48 zugeführt sein.
Die 4 zeigt ein Diagramm, aus dem sich ein beispielhafter Tambourwechsel der in der 3 dargestellten Wickelvorrichtung 40 bei einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt.
Dabei sind im Diagramm fünf Merkmale und der Verläufe über der Zeit aufgezeigt, die für den Tambourwechsel von Interesse sind. Die fünf Merkmale sind: die Position des Primärarms, die Geschwindigkeit des Leertambours, das Drehmoment des Leertambours, die Geschwindigkeit der Tragtrommel und der Bahnzug (Soll-Bahnzug/Ist-Bahnzug).

10: Trockengruppe
12: Trockengruppe
14: Papiermaschine
16: Streichaggregat
18: Steuer- und/oder Regelvorrichtung
20: Walzenanordnung
22: Nip
24: Walze, Oberwalze
26: Walze, Unterwalze
28: Messeinrichtung
30: Messeinrichtung
40: Wickelvorrichtung
42: Walzenanordnung
44: Nip
46: Tragtrommel
48: Wickelrolle
50: Steuer- und/oder Regelvorrichtung
52: Messeinrichtung
54: Messeinrichtung

Claims

Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebe einer Walzenanordnung (20; 42) mit wenigstens zwei zwischen sich einen Nip (22; 44) bildenden Walzen (24, 26; 46, 48) zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei dem die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen (24, 26; 46, 48) in Abhängigkeit von definierten Walzendurchmessern ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen (24, 26; 46, 48) herangezogenen definierten Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Verhältnis der definierten Durchmesser der beiden Walzen (24, 26; 46, 48) und anschließend die definierten Durchmesser der Walzen (24, 26; 46, 48) an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei geschlossener Walzenanordnung (20; 42) bzw. geschlossenem Nip (22; 44) die Geschwindigkeiten, vorzugsweise Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen (24, 26; 46, 48) gemessen werden und die Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingen über eine solche Messung der Walzengeschwindigkeiten erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bei geschlossener Walzenanordnung (20; 42) durchgeführte Messung der Walzengeschwindigkeiten ohne Materialbahn erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bei geschlossener Walzenanordnung (20; 42) durchgeführte Messung der Walzengeschwindigkeiten während der Produktion bei durch den Nip (22; 44) geführter Materialbahn erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von zwei zwischen sich einen Nip (22; 44) bildenden Walzen (24, 26; 46, 48) eine erste Walze (24; 46) als Master und die zweite Walze (26; 48) als Slave definiert wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen die Antriebe bzw. die Walzenanordnung (20; 42) bei gesteuerter und/oder geregelter Geschwindigkeit der Walzenantriebe geschlossen werden, der Slaveantrieb auf Loadsharing oder Momentenregelung geschaltet wird, die Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen (24, 26; 46, 48) gemessen werden und aus den erhaltenen Messwerten das aktuelle Durchmesserverhältnis bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Durchmesser der Masterwalze (24; 46) während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Durchmesser der Masterwalze (24; 46) über einen gemessenen Durchmesser und einen Korrekturfaktor bestimmt und der Korrekturfaktor während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beim Schließen der Walzenanordnung (20; 42) auftretenden Bahn- und/oder Antriebsschwankungen gemessen werden und der Korrekturfaktor anhand des Ergebnisses dieser Messung an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung des Korrekturfaktors sowohl die maximale Abweichung als auch die integrale Abweichung während des Schließens der Walzenanordnung (20; 42) berücksichtigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den angepassten Durchmesser der Masterwalze (24; 46) und das angepasste Durchmesserverhältnis der angepasste Durchmesser der Slavewalze (26; 48) bestimmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (20; 42) eine Oberwalze (24) bzw. eine Tragtrommel (46) und eine Unterwalze (26) bzw. eine Wickelrolle (48) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwalze (24) bzw. die Tragtrommel (46) als Masterwalze und die Unterwalze (26) bzw. die Wickelrolle (48) als Slavewalze definiert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Walzendurchmesser permanent an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen angepasst werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angepassten definierten Walzendurchmesser einer zumindest eine Rückkopplungsschleife umfassenden Geschwindigkeitsregelung für die Walzen (24, 26; 46, 48) zugeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (20) einem Streichaggregat (16) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (42) einer Wickelvorrichtung (40) zugeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (20; 42) einem Kalander zugeordnet ist.
Vorrichtung (18; 50) zur Steuerung und/oder Regelung der Antriebe einer Walzenanordnung (20; 42) mit wenigstens zwei zwischen sich einen Nip (22; 44) bildenden Walzen (24, 26; 46, 48) zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn, bei der die Umfangsgeschwindigkeiten der beiden Walzen (24, 26; 46, 48) in Abhängigkeit von definierten Walzendurchmessern ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel umfasst, um die zur Ermittlung der Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen (24, 26; 46, 48) herangezogenen definierten Durchmesser zumindest teilweise online an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anzupassen.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Verhältnis der definierten Durchmesser der beiden Walzen (24, 26; 46, 48) und anschließend die definierten Durchmesser der Walzen an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anpassbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messeinrichtung (28; 52) vorgesehen ist, um bei geschlossener Walzenanordnung (20; 42) bzw. geschlossenem Nip (22; 44) die Geschwindigkeiten, vorzugsweise Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen (24, 26; 46, 48) zu messen und dass das Durchmesserverhältnis über eine solche Messung der Walzengeschwindigkeiten an die jeweils aktuellen Betriebsbedingen anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (28; 52) zur Durchführung der Messung der Walzengeschwindigkeiten bei geschlossener Walzenanordnung (20; 42) ohne Materialbahn vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (28; 52) zur Messung der Walzengeschwindigkeiten bei geschlossener Walzenanordnung (20; 42) während der Produktion bei durch den Nip (22; 44) geführter Materialbahn vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von zwei zwischen sich einen Nip (22; 44) bildenden Walzen (24, 26; 46, 48) eine erste Walze (24; 46) als Master und die zweite Walze (26; 48) als Slave definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um zur Anpassung des Durchmesserverhältnisses an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen die Antriebe bzw. die Walzenanordnung (20; 42) bei gesteuerter und/oder geregelter Geschwindigkeit der Walzenantriebe zu schließen, den Slaveantrieb auf Loadsharing oder Momentenregelung zu schalten, die Messung der Rotationsgeschwindigkeiten der Walzen (24, 26; 46, 48) durch die Messeinrichtung (28; 52) zu veranlassen und aus den erhaltenen Messwerten das aktuelle Durchmesserverhältnis zu bestimmen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Durchmesser der Masterwalze (24; 46) während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der definierte Durchmesser der Masterwalze (24; 46) über einen gemessenen Durchmesser und einen Korrekturfaktor bestimmbar und der Korrekturfaktor während der Produktion an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Messen der beim Schließen der Walzenanordnung auftretenden Bahn- und/oder Antriebsschwankungen vorgesehen ist und dass der Korrekturfaktor anhand des Ergebnisses dieser Messung an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anpassbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpassung des Korrekturfaktors sowohl in Abhängigkeit von der maximalen Abweichung als auch in Abhängigkeit von der integralen Abweichung während des Schließens der Walzenanordnung (20; 42) erfolgt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den angepassten Durchmesser der Masterwalze (24; 46) und das angepasste Durchmesserverhältnis der angepasste Durchmesser der Slavewalze bestimmbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (20; 42) eine Oberwalze (24) bzw. eine Tragtrommel (46) und eine Unterwalze (26) bzw. eine Wickelrolle (48) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwalze (24) bzw. Tragtrommel (46) als Masterwalze und die Unterwalze (26) bzw. Wickelrolle (48) als Slavewalze definiert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die definierten Walzendurchmesser permanent an die jeweils aktuellen Betriebsbedingungen anpassbar sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die angepassten definierten Walzendurchmesser einer zumindest eine Rückkopplungsschleife umfassenden Geschwindigkeitsregelung für die Walzen (24, 26; 46, 48) zugeführt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (20) einem Streichaggregat (16) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (42) einer Wickelvorrichtung (40) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenanordnung (20; 42) einem Kalander zugeordnet ist.