DE1813287C3

DE1813287C3 - Wood grinder drive

Info

Publication number: DE1813287C3
Application number: DE19681813287
Authority: DE
Inventors: H Goldner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-07
Filing date: 1968-12-07
Publication date: 1979-08-16
Also published as: SE373172B; DE1813287A1; DE1813287B2

Description

auch die Vorschubgeschwindigkeit durch Verändern der Begrenzung des oder der Leistungsregler so langealso the feed rate by changing the limitation of the power controller (s) for as long

y
erhöht bis der Ausdruck ^₁ wieder seinen alten Wert erreicht hat. Überschreitet hierbei die vom Schleifermotor aufgenommene Leistung den Sollwert seines eigenen Leistungsreglers, so wird die Drehzahl der zugeordneten Vorschubantriebe entsprechend gesenkt, überschreitet der Kurzzeitmittelwert der gesamten Schleiferei den vorgegebenen Gesamtmaximalwert so wird der Sollwert für den Mahlgrad zum Schutz der Zentrale zeitweise herabgesetzt Nachdem die Überlastung vorüber ist geht der Mahlgradsollwert auf den alten Wert zurück, der von der Regelung des Langzeitmittelwertes vorgeschrieben wird. y
increases until the expression ^ ₁ has reached its old value again. If the power consumed by the grinder motor exceeds the setpoint of its own power controller, the speed of the assigned feed drives is reduced accordingly, if the short-term mean value of the entire grinding shop exceeds the specified overall maximum value, the setpoint for the grinding degree is temporarily reduced to protect the control center.After the overload is over the grinding degree setpoint goes back to the old value, which is prescribed by the regulation of the long-term mean value.

Es sei hierbei besonders vermerkt, daß die Regelung der Gesamtleistung aller Schleifer nicht nur über die Begrenzung des Leistungsreglers erreicht werden kann, SGndern daß es im Rahmen der Erfindung genauso möglich ist in anderer Weise in die Vorschubregelung einzugreifen, beispielsweise direkt den Drehzahlsollwert vorzugeben.It should be noted here that the regulation of the total output of all grinders is not just about the Limitation of the power regulator can be achieved, SGchern that it is the same within the scope of the invention it is possible to intervene in the feed rate control in another way, for example the speed setpoint directly to pretend.

Anhand einer Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert:The invention is explained in more detail with the aid of a drawing:

Von einem asynchronen oder synchronen Steinantriebsmotor 1 werden ein oder mehrere Schleifsteine 2 angetrieben. Die zu schleifenden Holzstämme 8 werden durch eine Vorschubeinrichtung 3 auf den Schleifstein 2 gedrückt Im gezeichneten Fall besteht die Vorschubeinrichtung aus Ketten, die von einem Elektromotor 6 angetrieben werden. Der Leistungsistwert Λ/,« des elektrischen Antriebes 1 (oder gegebenenfalls der Strom) wird neben einem am Potentiometer 10 abzunehmenden Leistungssollwert Nsoii einem Leistungsregler 11 zugeführt, der an seinem Ausgang die Führungsgröße V₅ für die unterlagerte Vorschubgeschwindigkeitsregelung des Vorschubmoiors 6 oder gegebenenfalls auch für weitere Vorschubantriebe, wie durch den Pfeil 14 angedeutet, liefert. Durch das angedeutete Begrenzungspotentiometer 16 oder durch die späterhin erläuterte Mahlgradregelung kann diese Führungsgröße für die Vorschtihgeschwindigkeit in beliebiger Weise begrenzt werden. Die Führungsgröße für die Vorschubgeschwindigkeit V₅ wird mit dem Istwert V,« der Vorschubgeschwindigkeit welche aus einem mit dem Motor 6 gekuppelten Tachometerdynamo 19 abgeleitet wird, verglichen und einem Vorschubgeschwindigkeitsregler 12, dessen Ausgangsrignal ebenfalls durch eine Begrenzerschaltung 17 steuerbar ist, zugeführt. Dieser Hefen wieder die Führungsgröße /V für die Stromregelung des Vorschubmotors 6. Zusammen mit dem Stromistwert /,· liegt die Führungsgröße am Eingang eines Stromreglers 13, der über einen Verstärker und Stellglied 18 den Gleichstrommotor 6 aussteuert. Wie eingangs bereits erwähnt, wird dabei der Leistungssollwert am Potentiometer 10 auf den zulässigen oberen Leistungsgrenzwert eingestellt. Die Begrenzung für die Führungsgröße V_s der Vorschubgeschwindigkeit wird am Potentiometer 16 so vorgenommen, daß sie der technologisch günstigsten Vorschubgeschwindigkeit entspricht Bei diesen Einstellungen wird normalerweise die Leistungsaufnahme des Steinantriebes I kleiner als der am Potentiometer 10 eingestellte ! eistungssollwert bleiben. Dadurch wird der Leistungsregler 11 bis zu seiner Ausgangsbegrenzung aufgesteuert sein, so daß der Vorschubmotor 6 mit der gewünschten konstanten höchsten Drehzahl läuft. Zusätzlich zu dieser im Kauptpatent beschriebenenOne or more grinding stones 2 are driven by an asynchronous or synchronous stone drive motor 1. The logs 8 to be ground are pressed onto the grindstone 2 by a feed device 3. In the case shown, the feed device consists of chains that are driven by an electric motor 6. The actual power value Λ /, «of the electric drive 1 (or possibly the current) is fed to a power setpoint Nsoii to be taken from the potentiometer 10 to a power controller 11, which has the reference variable V ₅ at its output for the subordinate feed rate control of the feed motor 6 or possibly also for others Feed drives, as indicated by arrow 14, supplies. With the indicated limiting potentiometer 16 or with the grinding degree control explained later, this reference variable for the feed speed can be limited in any way. The reference variable for the feed rate V ₅ is compared with the actual value V, «of the feed rate, which is derived from a tachometer dynamo 19 coupled to the motor 6, and fed to a feed rate controller 12, the output signal of which can also be controlled by a limiter circuit 17. This yeast again provides the reference variable / V for the current control of the feed motor 6. Together with the actual current value /, the reference variable is at the input of a current regulator 13, which controls the direct current motor 6 via an amplifier and actuator 18. As already mentioned at the beginning, the power setpoint is set at the potentiometer 10 to the permissible upper power limit value. The limit for the _{reference variable V s of} the feed speed is made on the potentiometer 16 so that it corresponds to the technologically most favorable feed speed. With these settings, the power consumption of the stone drive I is normally lower than that set on the potentiometer 10! power setpoint remain. As a result, the power regulator 11 will be controlled up to its output limit, so that the feed motor 6 runs at the desired constant maximum speed. In addition to this described in the main patent

Einrichtung ist noch ein Wahlschzlter 20 vorgesehen, mit dem die Begrenzung des Leistungsreglers 11 auf eine selbsttätige, vom Mahlgrad abhängige Regelung umstellbar ist Diese Regelung wirkt auch alternativ (Pfeil 15) als zusätzlicher Drehzahisollwert, falls einem Antrieb 1 mehrere Schleifer zugeordnet sind.Device is still a voter 20 provided, with which the limitation of the power regulator 11 to an automatic control that is dependent on the degree of grinding can be changed This regulation also acts alternatively (arrow 15) as an additional speed setpoint, if one Drive 1 is assigned several grinders.

Für diese Regelung wird über Glättungsglieder 21 und 22, deren Zeitkonstanten für das Anfahren gegebenenfalls änderbar sind, ein der mittleren Leistung des Steinantriebes 1 entsprechender Wert erzeugt Bei der Alternativlösung mit 2 Schleifern je Motor muß hier der zum jeweiligen Vorschubantrieb gehörende Leistungsanteil gemittelt werden. Die so erzeugte Größe, die im Rechengerät 24 mit K potenziert wird, und die Vorschubgeschwindigkeit V/_s, werden einer Rechen-For this control, a value corresponding to the average power of stone drive 1 is generated via smoothing elements 21 and 22, the time constants of which can be changed if necessary. The size generated in this way, which is raised to the power of K in the arithmetic unit 24, and the feed rate V / _s , are used in a computation

schaltung 23 zugeführt, welche den Quotienten _;K bildet Dieser »Mahlgradistwert« M₁ wird mit einem am Potentiometer 27 eingestellten Mahlgradsollwert M₅ verglichen. Abhängig von der Differenz zwischen SoII- und Istwert wird über einen Regler 25 die. Begrenzung des Leistungsreglers 11 verändert.circuit fed 23 which the _quotient; form _K This "Mahlgradistwert" M ₁ is compared with a set on the potentiometer 27 Mahlgradsollwert M. ₅ Depending on the difference between the target value and the actual value, the. Limitation of the power regulator 11 changed.

Beim Anfahrvorgang gibt das Begrenzerpotentiometer 26 die Mindestvorschubgeschwindigkeit an, und zwar so lange, bis N^K so groß geworden ist, daß es die Vorschubgeschwindigkeit selbsttätig auf den optimalen Wert steigert. Die Glättungsglieder 21,22 können dabei so gewählt werden, daß der selbsttätige Hochlauf der langsamen Steinerwärmung Rechnung trägtDuring the start-up process, the limiter potentiometer 26 indicates the minimum feed rate until N ^K has become so great that it automatically increases the feed rate to the optimum value. The smoothing elements 21, 22 can be chosen so that the automatic run-up takes into account the slow heating of the stone

Die Regelung arbeitet folgendermaßen:
Erhöht sich z. B. infolge zunehmender Steinabnützung die vom Schleiferantrieb 1 aufgenommene Leistung, so erhöht sich der Mahlgrad. Abhängig von N^K, wobei K über technologische Messungen festgelegt ist, wird über den Regler 25 die Begrenzung weiter aufgesteuert so daß auch die Vorschubgeschwindigkeit und damit wieder die Leistung erhöht wird, und zwar so lange bis ein stabiler Arbeitspunkt erreicht ist, bei dem die Abweichung zwischen Mahlgradsoll- und Mahlgradistwert verschwunden ist. Mit dieser Produktionssteigerung sinkt der relative Energiebedarf (spezifische Schleifarbeit = kWh/kg Holzschliff), so daß bei der Bestimmung von K ein Kompromiß zwischen Mahlgrad und Energiebedarf zu treffen ist. Näheres über den Zusammenhang zwischen Steinschärfe, Energiebedarf und Produktion siehe z. B.: Papiertechnische Bibliothek, Band 9, Neuzeitliche Holzschlifferzeugung, Seite 154.The regulation works as follows:
Increases z. B. as a result of increasing stone wear, the power consumed by the grinder drive 1, the grind increases. Depending on N ^K , where K is determined by technological measurements, the limitation is further increased via the controller 25 so that the feed rate and thus again the power is increased until a stable operating point is reached at which the deviation has disappeared between the set grinding degree and the actual grinding degree. With this increase in production, the relative energy requirement falls (specific grinding work = kWh / kg of wood pulp), so that when determining K a compromise has to be made between the degree of grinding and the energy requirement. For more information on the relationship between stone sharpness, energy requirements and production, see z. E.g. Paper Technology Library, Volume 9, Modern wood pulp production, page 154.

Naturgemäß werden bei dieser Art der Regelung mit der Zeit Leistungsgrenzen erreicht, die nicht überschritten werden dürfen, danach muß der Stein erneut geschärft werden; kurzzeitige Überlastungen, die höher als der Sollwert am Potentiometer 10 sind, werden durch den Regler 11 begrenztNaturally, with this type of control, performance limits are reached over time that are not exceeded afterwards the stone has to be sharpened again; short-term overloads, the higher than the setpoint at potentiometer 10 are limited by controller 11

Bei größeren Schleifereien sind mehrere dieser Antriebe vorhanden, deren zulässige Gesamtleistungsaufnahme im allgemeinen kleiner sein wird als die Summe der an den Potentiometer 10 eingestellten Sollwerte. Hier bietet sich die Möglichkeit, den Mahlgradsollwert abhängig von dem Langzeitmittelwert der Leistungsaufnahme der Schleiferantriebe vorzugeben. Zu diesem Zweck wird der Leistungsistwert (Stromistwert) aller Schleiferantriebe /V«, mit dem Betriebssollwert am Potentiometer 31 verglichen. Über Gläitungsglied 30 wird die hiwer'ahvckhung der Leistungsaufnahme der Gesamtschleiterei geglättet und über Regler 3t als Begrtiuung des Reglers 32 der Sollwert für den Gesamtmahlgrad Mgebildet.In larger grinding shops there are several of these drives, the total permissible power consumption of which will generally be smaller than that Sum of the setpoints set on potentiometer 10. Here is the opportunity to use the Grinding degree setpoint depends on the long-term mean value of the power consumption of the grinder drives to pretend. For this purpose, the actual power value (actual current value) of all slider drives / V «, with the Operating setpoint on potentiometer 31 compared. The hindrance of the Power consumption of the general mess smoothed and about controller 3t as a comment on controller 32 of the Setpoint for the total degree of grinding M is formed.

Mit dem Sollwertpotentiometer J4 wird der Lei-With the setpoint potentiometer J4 the line

stiiiigsbegrenzungssollwert für den Schutz der elektrischen Versorgungsanlagen vorgegeben und mit der Summe der Leistungsistwerte der gesamten Anlage. Der Sollwert 34 st'.-l.i normalerweise höher als die Sunimc aller Leistungsistwerte, so daß der Regler 32 bis zur Begrenzung duicii Jem Regler 31 aufgrsttuci ι ist. Erst bei zu hohen Leistungsistwerten wird der über Regler 31 vorgegebene Sollwert M vorübergehend zum Schutz der Zentrale herabgesetzt.Continuous limitation setpoint for the protection of the electrical supply systems is specified and with the sum of the actual power values of the entire system. The nominal value 34 st '- li is normally higher than the Sunimc of all power actual values, so that the controller 32 is up to the limit duicii Jem controller 31 aufgrsttuci ι. Only when the actual power values are too high is the setpoint M specified by controller 31 temporarily reduced to protect the control center.

Der Sollwert des Gesamtmahlgrades M wird dem u Potentiometer 27 zugeführt, an dem der Sollwert M₅ für den gezeichneten Antrieb eingestellt wird. Gleichzeitig wird der Gesamtsollwert M auch anderen Antrieben (durch Potentiometer 28,29 angedeutet), zugeführt. Wie im einzelnen nicht näher dargestellt, wird der Mahlgradsoliwert am günstigsten vom Mittelwert der Gesamtleistungsaufnahme der Schleiferei beeinflußt, wobei z. B. Lastspitzen mit kleiner Zeitkonstante und die mittlere Leistungsaufnahme mit großer Zeitkonstante den Mahigrad derart verändern können, daß die Anfordc ruiigen dor KraftzeriLralc mit den technologischer Vorgängen sinnvoll verknüpft sind. Es kann liierdurcl' im wesentlichen mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit gefahren werden, die Nachteile einer Leistungsregelung mit itark schwankender Vorsdiiibgcschwindigkeit werden vermieden.The setpoint of the Gesamtmahlgrades M is fed to the potentiometer 27 and on which the set value M ₅ is set for the drawn drive. At the same time, the total setpoint M is also fed to other drives (indicated by potentiometers 28, 29). As not shown in detail, the solenoid degree of grinding is most favorably influenced by the mean value of the total power consumption of the grinding shop. B. load peaks with a small time constant and the average power consumption with a large time constant can change the Mahigrad in such a way that the requirements for the power cells are meaningfully linked to the technological processes. In this way it is possible to run essentially at a constant feed rate, and the disadvantages of a power control with a strongly fluctuating feed rate are avoided.

Abschließend sei noch erwähnt, daß die Potenzieren^ der Leistung z. B. in der Weise ausgeführt werden kann daß der Faktor mit dem Logarithmus der Leistung Λ multipliziert wird und dieses Produkt dann wieder ir einer Schaltung delogarithmiert wird.Finally it should be mentioned that the exponentiation ^ of the power z. B. can be carried out in the manner that the factor is multiplied by the logarithm of the power Λ and this product is then again ir a circuit is delogarithmized.

Erwähnt sei noch, daß es möglich ist, die bei einet Änderung von K oder des Mahlgradsollwertes auftretenden Auswirkungen im voraus zu beurteilen, inderr z.B. die Leistung N zeitlinear von 0 bis 100% in die Rechenschaltung eingegeben und das Ergebnis aufge zeichnet wird.It should also be mentioned that it is possible to assess in advance the effects that occur in the event of a change in K or the grinding degree setpoint, inderr, for example, the power N is entered linearly from 0 to 100% in the arithmetic circuit and the result is recorded.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Control device for a feed motor in a wood grinder, consisting of a power measuring element for recording the actual power value (actual current value) of the stone drive, a potentiometer for setting the nominal power value of the stone drive, a power controller connected to the power measuring element and potentiometer, an actuator for the feed motor controlled by the power controller and a speed meter - and current measuring device of the feed motor, whose output signals are used to limit the speed and current of the feed motor, a speed controller connected to the power controller and the speed measuring device and an adjustable limiting circuit assigned to the power controller for the output signal of the power controller fed to the speed controller are provided - according to the patent 15 11 170.3 - characterized in that a controller (25) is provided as an adjustable Beg ^r enzungsschaltung, of the actual value with a computation circuit (2 1—24) to form a variable proportional to the degree of grinding (M) and on the setpoint side is connected to a potentiometer (27) for specifying a setpoint of the degree of grinding.

The E./indication refers to a control device for a feed motor in a wood grinder, consisting of a power meter for detection of the power actual value (current actual value) of the stone drive, a potentiometer for setting the power setpoint of the stone drive, a power measuring element and potentiometer connected power controller, an actuator controlled by the power controller for the feed motor and a speed measuring and current measuring device of the feed motor, their output signals serve to limit the speed and current of the feed motor, furthermore a to the Power controller and the speed measuring device connected to the speed controller and the power controller Assigned, adjustable limiting circuit for the output signal of the fed to the speed controller Capacity regulator are provided - according to patent 15 11170.3.

With such a control, the power setpoint of the stone drive can be reduced to the just permissible upper limit can be set. The limitation of the power controller output signal is then like this made that the technologically most favorable feed rate results. With such a Setting, the power consumed by the stone drive is usually less than the permissible Limit setpoint remain. As a result, the power regulator is always up to its output limit be uptight; This corresponds - as mentioned - to the reference variable of the feed rate controller the technologically most favorable feed rate. In the event of load peaks, when exceeded of the power limit setpoint, the feed rate controller has a lower setpoint than that of the Limiter circuit of the power controller ?, set Value forwarded. This reduces the feed speeds and that which feeds the stone drive AC voltage network is relieved.

Conversely, it is also possible to set the power setpoint and the feed speed limit in such a way that that the power consumed by the stone drive is regulated to a constant value.

The degree of grinding of the product delivered by the grinder, a size that essentially corresponds to the fineness of the Indicates grist, changes with the sharpness of the grindstone. The grinder stays up for several days Weeks in operation until the stone is sharpened. The change in the degree of grinding can be considerable, especially if the grinder performance or the feed speed remain constant.

In turn, the paper can only be produced optimally if the products delivered by the grinder have a certain degree of freeness. To keep the degree of grinding constant, it is already known to influence the feed control device so that the degree of grinding is kept approximately constant even when the sharpness of the stone changes. The grind crap

defined by the relationship M = ^ ₁ , where V is the feed speed, A / is the power consumption of the drive of a stone and K is a specified exponent, which is between 0.3 and 1.7 (see DE-AS 12 22 578) .

The object of the present invention is to provide a control device of the type mentioned at the beginning to train that the feed rate automatically to an optimal value for the degree of grinding is set.

This object is achieved according to the invention in that a regulator is used as the adjustable limiting circuit is provided, which is on the actual value side with a computing circuit for the formation of the degree of grinding proportional Size and target value is connected to a potentiometer for specifying a grinding degree target value.

To create a substitute value for the actual grinding degree value a computing circuit can be used in a manner known per se, which calculates the quotient from the Feed speed and the power of the stone drive to the / C-th power. This quotient can then in a controller that controls the limitation of the power controller or the feed rate can be compared to a grinding degree setpoint. As a result of this comparison, the constant increases Grind the feed speed with decreasing stone sharpness and increasing power consumption only slowly, so that there is almost a control to constant feed speed, with the one on the individual Grinder, the power limit is set to a high value to protect the drive. These Power limitation is less effective for protecting the control center. It is therefore the case with several grinders It is more expedient to protect the control center, contrary to previous practice, depending on the total power consumption of all grinders. This task can e.g. B. can be met via the grinding degree setpoint. The grinding degree setpoint is briefly used Manipulated variable of a power limitation control for the entire grinding shop. It also becomes a manipulated variable made a power control that the total power consumption all grinders keep a long-term mean value above which the total production lines of the Grinding shop is specified.

So increases z. B. the performance of one or more stone drives by decreasing the stone sharpness, so will