DE102011075678A1 - Method for computer-aided optimization of overall efficiency of production plant for producing web of material e.g. paper, involves generating energy consumption data of energy consumers as function of consumed and calculated energy - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur computergestützten Optimierung des Gesamtwirkungsgrades einer Produktionsanlage oder zumindest einer Teileinheit einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn.The invention relates to a method for computer-aided optimization of the overall efficiency of a production plant or at least a subunit of a production plant for the production and / or refinement of a material web.
Bei Anlagen zur Papierherstellung handelt es sich um technisch aufwändige Großanlagen, die neben der eigentlichen Papiermaschine mit Nassteil, Trockenteil, Kalander, Roller und zugehörigen Peripherieeinheiten vorgeschaltete Einheiten wie zum Beispiel Flotation, Sortierung, Deculatoren sowie nachgeschaltete Systeme wie Rollenwickeleinheiten sowie Rollenschneidmaschinen, die Rollenverpackung und den Rollentransport umfassen. Dazu gehören die jeweils erforderlichen elektrischen Antriebe, Pumpen, Vakuumanlagen, Chemikalienaufbereitung, Druckluftversorgung und/oder dergleichen. Equipment for papermaking is technically complex large-scale systems, in addition to the actual paper machine with wet end, dry part, calender, roller and associated peripheral units upstream units such as flotation, sorting, decolators and downstream systems such as reel winding units and slitter, the roll and the packaging Include reel transport. These include the required electrical drives, pumps, vacuum systems, chemical treatment, compressed air supply and / or the like.
Bei der Papiererzeugung in einer solchen Anlage wird sehr viel Energie verbraucht, die bisher nicht direkt erfasst werden kann, was den Gesamtwirkungsgrad der Anlage deutlich verringert. In paper production in such a plant, a lot of energy is consumed, which can not be detected directly so far, which significantly reduces the overall efficiency of the plant.
So treten in der Produktionsanlage beispielsweise Energieverluste auf, die keinem Energieverbraucher direkt zugeordnet werden können. For example, energy losses occur in the production plant that can not be directly attributed to any energy consumer.
Energieinformationen sind bislang in der Papierindustrie zwar in verschiedenen Systemen vorhanden, aber sie stehen nicht in der Form zur Verfügung, dass der Energieverbrauch optimiert werden kann.Energy information is present in different systems in the paper industry, but it is not available in the form that energy consumption can be optimized.
Zur Optimierung einer derartigen Anlage ist bereits bekannt, dass zur Nutzung von Abwärme Wärmetauscher, Wärmepumpen, thermoelektrische Generatoren (TEG) oder der Erzeugung von elektrischer Energie aus Wärme dienende Heißluft-Generatoren einzusetzen, wie sie z.B. in der
Oder in der
Die vorgeschlagenen Maßnahmen können zwar den Energieverbrauch reduzieren, sind aber sehr aufwendig in der Umsetzung.Although the proposed measures can reduce energy consumption, they are very expensive to implement.
Aufgabe der Erfindung ist es ein verbessertes Verfahren bereitzustellen, mit dem der Energieverbrauch in einer Produktionsanlage oder zumindest einer Teileinheit einer Produktionsanlage zur Herstellung und/oder Veredelung einer Materialbahn bewertet und zur Steuerung oder Regelung verwendet werden kann.The object of the invention is to provide an improved method with which the energy consumption in a production plant or at least a subunit of a production plant for the production and / or refinement of a material web can be evaluated and used for control or regulation.
Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by means of a method having the features of
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren entsprechend dem oben genannten Gegenstand vorgeschlagen, bei dem von einer Mehrzahl von unterschiedlichen Energieverbrauchern der Energieverbrauch in Abhängigkeit von mindestens einer Energieverbrauchsmessung oder Energieverbrauchsberechnung als Funktion einer weiteren Produktionsbezugsgröße berechnet wird und die berechneten Energieniveauwerte in einer Datenbank abgelegt werden und mittels eines Informationsverarbeitungssystems die Produktionsanlage derart steuerbar wird, dass die Energiekosten minimiert werden. According to the invention, a method is proposed according to the above-mentioned subject matter, in which the energy consumption is calculated by a plurality of different energy consumers as a function of at least one energy consumption measurement or energy consumption calculation as a function of another production reference quantity and the calculated energy level values are stored in a database and by means of an information processing system Production plant is controlled so that the energy costs are minimized.
Durch diese Vorgehensweise wird erreicht, dass der Energieverbrauch nicht nur einfach erfasst wird, sondern ein Bezug auf eine Produktionsgröße hergestellt wird, so dass der Produktionsprozess als gesamtes betrachtet werden kann. By doing so, it is achieved that the energy consumption is not simply detected, but a reference to a production quantity is made, so that the production process can be considered as a whole.
Vorzugsweise wird der Energieverbrauch der unterschiedlichen Energieverbraucher durch eine Energieverbrauchsmessung die eine Dampf-, Gasverbrauchs- und/oder Stromverbrauchsmessung sein kann, ermittelt.The energy consumption of the different energy consumers is preferably determined by an energy consumption measurement which can be a steam, gas consumption and / or electricity consumption measurement.
Die Berechnung des Energieverbrauchs bei elektrischen Verbrauchern erfolgt vorzugsweise als Funktion von mindestens zwei der folgenden Werte: Drehzahl, Drehmoment, Drehmomentbereiche, Nennleistungen, Nennspannung und/oder Strom.The calculation of the energy consumption in electrical consumers is preferably carried out as a function of at least two of the following values: speed, torque, torque ranges, rated power, rated voltage and / or current.
Die Berechnung des Energieverbrauchs erfolgt bei thermischen Verbrauchern als Funktion von mindestens einem der folgenden Werte: Dampftemperatur, -druck und/oder -menge; Kondensattemperatur und -menge; Lufttemperatur und -menge; Heizmediumtemperatur und -menge.The calculation of the energy consumption for thermal consumers is a function of at least one of the following values: steam temperature, pressure and / or quantity; Condensate temperature and quantity; Air temperature and quantity; Heating medium temperature and quantity.
Des Weiteren kann der Energieverbrauch als Funktion weiterer Produktionsparameter berechnet werden, die vorzugsweise Geschwindigkeit, Flächengewicht, Feuchtemessungen und/oder Presseneinstellungen und/oder Vakuumeinstellungen sein können.Furthermore, the energy consumption can be calculated as a function of further production parameters, which may preferably be speed, basis weight, humidity measurements and / or press settings and / or vacuum settings.
In einem Weiteren Verfahrenschritt können die ermittelten Energieniveauwerte der Datenbank zur Optimierung einzelner Maschinenregelungen verwendet werden. In a further method step, the ascertained energy level values of the database can be used to optimize individual machine controls.
Vorteilhafterweise findet das Verfahren nach der vorgenannten Ausführung Anwendung in einer Maschine zur Papierherstellung, die eine Papiermaschine mit vorgeschalteter Stoffaufbereitung und Konstant-Teil zur Entlüftung der Faserstoffsuspension und zur Einstellung der Konzentration der Faserstoffsuspension sowie zumindest eine nachgeordnete Bahn-Aufwickeleinheit umfasst, wobei vorzugsweise die im Dauerbetrieb arbeitende Papiermaschine zusätzlich die Einheit zur Rohstoffherstellung umfasst, oder bei einer Anlage zur Veredelung einer Papier-, Karton-, Tissue-Faserstoffbahn oder dergleichen umfasst.Advantageously, the method according to the aforementioned embodiment finds application in a papermaking machine comprising a paper machine with upstream stock preparation and Constant part for deaerating the pulp suspension and for adjusting the concentration of the pulp suspension and at least one downstream web take-up unit, preferably wherein the continuous papermaking machine additionally comprises the unit for raw material production, or in a plant for processing a paper, cardboard, Tissue fibrous web or the like.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to the drawings. Show:
In
Produktionsbezugsgrößen
Aus diesen Werten wird in dem Berechnungs-/Korrekturmodul ein Energieverbrauchswert als Funktion von einer Produktionsbezugsgröße
Beispiele: Examples:
- – Berechnung von Energieverbrauch als Funktion von Drehmoment, Drehmomentbereichen und Nennleistung.- Calculation of energy consumption as a function of torque, torque ranges and rated power.
- – Berechnung von Energieverbrauch als Funktion von Strom und Nennspannung - Calculation of energy consumption as a function of current and rated voltage
- – Korrektur der Dampfmessung über die Bilanzen und Kraftwerksinformationen- Correct the vapor measurement over the balances and power plant information
- – Korrektur von Energieverbrauchswerten über Bilanzrechnungen und Transformatormessungen - Correction of energy consumption values via balance and transformer measurements
Die berechneten Energieniveauwerte werden anschließend in einer Datenbank zur Analyse abgelegt und derart aufbereitet, dass sie auf einem Ausgabegerät anzeigt werden können. So können die Informationen gezielt in optisch eindeutiger Form und mittels Filtern z.B. nach Sorten oder Produktionsparametern gefiltert oder gruppiert dargestellt werden.The calculated energy level values are then stored in a database for analysis and processed so that they can be displayed on an output device. Thus, the information can be targeted in optically unambiguous form and by filtering e.g. Filtered or grouped by variety or production parameters.
Die Darstellung erlaubt somit eine Produktionsanlage oder Teilanlagen derart zu steuern, dass die Energiekosten oder aber auch die Produktionskosten minimiert werden.The representation thus allows a production plant or subsystems to be controlled in such a way that the energy costs or also the production costs are minimized.
Die auf dem Ausgabegerät angezeigten Daten bzw. die angezeigten Informationen erlauben eine einfache und zielgerichtete Anpassung an die Produktionsplanung und/oder an die Energiepreise zur Energie- und Kostenoptimierten Betriebsweise.The data displayed on the output device or the displayed information allow an easy and targeted adaptation to the production planning and / or energy prices for energy and cost-optimized operation.
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schema scheme
- 22
- Messung Energieverbrauch einzelner Verbraucher Measurement of energy consumption of individual consumers
- 33
- Produktionsbezugsgrößen Production benchmarks
- 44
- Berechnungs/Korrekturmodul Calculation / correction module
- 55
- Produktionsmesswerte Production readings
- 66
- Datenbank/Informationsverarbeitungssystem Database / information processing system
- 77
- Ausgabegerät output device
- 88th
- Maschinenregelungsmodul Engine control module
- 99
- Produktionsparameter production parameters
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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EP2838058A1 (en) * | 2013-08-13 | 2015-02-18 | Schneider Electric Automation Gmbh | Method and system for optimising a production process |
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DE102007006960A1 (en) | 2007-02-13 | 2008-08-14 | Voith Patent Gmbh | Device for drying a fibrous web |
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