DE19612155A1

DE19612155A1 - Procedure for control and regulation of drying process, esp. in paper mfr.

Info

Publication number: DE19612155A1
Application number: DE1996112155
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl Ing Cadek; Joerg Dipl Ing Dr Bauboeck; Reinhard Dr Ing Pinter
Original assignee: Andritz Patentverwaltungs GmbH
Current assignee: Andritz Patentverwaltungs GmbH
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1996-03-27
Publication date: 1996-11-21
Anticipated expiration: 2016-03-28
Also published as: DE19612155C2; AT404641B; ATA82995A

Abstract

A procedure entails control and regulation of a, esp. paper, drying process where different energy flows, each individually variable, are utilised. The flows are measured continually and the ratio of the energy flows one to another is instantaneously adjusted by steps till total energy costs, w.r.t. pre- specified specific costs for each energy type, attains a min.. Also claimed is a process control and regulation system where an optimisation system is connected to the process conduction system to achieve and regulate a desired prod. quality.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Trocknungsprozesses, insbesondere zur Papiertrocknung, bei dem verschiedene Energieströme zugeführt werden.The invention relates to a method for controlling and / or regulating a Drying process, especially for paper drying, in which various Energy flows are supplied.

Derartige Verfahren werden zum Beispiel bei der Papiertrocknung eingesetzt, wobei die Trocknung einerseits durch Kontakttrocknung mittels eines dampfbeheizten Zylinders und andererseits durch Konvektionstrocknung mittels Aufblasen von heißer Luft erfolgt. Hierbei kann noch die Temperatur durch Gas erzeugt werden und die Luftmenge - bzw. Ausblasgeschwindigkeit wird durch einen Zuluftventilator mit elektrischem Antrieb erzeugt. Zur Regelung eines derartigen Prozesses gibt es ver schiedenste Methoden wobei vor allem danach getrachtet wird, daß bei vorgegebe nen Papiersorten die erforderliche Qualität hinsichtlich Trockengehalt und Ober flächenbeschaffenheit bei der entsprechenden Durchsatzmenge erreicht wird. Dazu wird vor allem die Maschinengeschwindigkeit bzw. die Energiezufuhr an Dampf (Dampfdruck, Dampfmenge) sowie Gastemperatur geregelt. In regelmäßigen Ab ständen, wie z. B. wöchentlich oder monatlich wird die in diesem Zeitraum ver brauchte Energie und deren Kosten nach Energieträgern in entsprechenden Berichten zusammengestellt. Meist läßt sich daraus keine Aussage über die spezifi schen Energiekosten für ein bestimmtes Produkt treffen. Eine Minimierung der Energiekosten ist praktisch unmöglich, da Änderungen der Betriebsweise meist einen starken Einfluß auf das Ergebnis, d. h. den Trockengehalt bzw. auch die Durchsatzleistung haben. Bei kurzfristigem Wechsel der zu erzeugenden Produkt qualität und auch bei kurzfristigen Änderungen der Energiepreise entweder durch andere Betriebsweise des firmeneigenen Kraftwerkes oder durch geänderte Strom preise ist eine Minimierung nicht durchführbar.Such methods are used for example in paper drying, whereby drying on the one hand by contact drying using a steam-heated Cylinder and on the other hand by convection drying by blowing hot Air takes place. Here, the temperature can be generated by gas and the The air volume or blow-out speed is controlled by a supply air fan electric drive generated. There are ver Various methods, the main aim of which is to specify the required quality in terms of dry content and surface surface quality is achieved with the corresponding throughput. To especially the machine speed or the energy supply of steam (Steam pressure, steam quantity) and gas temperature regulated. In regular intervals stands, such as B. weekly or monthly in this period needed energy and its costs according to energy sources in corresponding Reports compiled. Usually no statement can be made about the speci energy costs for a specific product. Minimizing the Energy costs are practically impossible since changes in the operating mode are mostly a strong influence on the result, d. H. the dryness or the Have throughput. In the event of a short-term change of the product to be produced quality and even with short-term changes in energy prices either through different operation of the company's own power plant or due to changed electricity prices cannot be minimized.

Die Erfindung hat es sich somit zum Ziel gesetzt, den Einsatz der einzelnen Energie ströme bzw. -träger derart zu optimieren, daß die Gesamtenergiekosten ein Minimum ergeben. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Verbrauch der einzelnen Energieströme kontinuierlich gemessen und das Verhältnis der zugeführten Energie ströme zueinander laufend schrittweise geändert wird, bis bei vorgegebenen Kosten der Energieströme ein Minimum der Gesamtkosten erzielt wird. Durch das kontinuierliche Messen der Energieströme, deren aktuelle Verbrauchswerte auch angezeigt werden können und woraus auch die Gesamtenergiekosten laufend ange zeigt werden können, kann rasch ein automatischer Vergleich verschiedener Fahr weisen in Bezug auf ihre Wirtschaftlichkeit und außerdem ein schnelles Reagieren auf Veränderungen erreicht werden, wobei die schrittweise Änderung der Aufteilung eine rasche Annäherung an das Minimum ergibt, ohne die Gefahr wieder in Bereiche höherer Gesamtenergiekosten hinein zu kommen. The invention has therefore set itself the goal of using the individual energy streams or carriers to optimize so that the total energy costs a minimum surrender. This takes place according to the invention in that the consumption of the individual Energy flows continuously measured and the ratio of the energy supplied streams to each other is gradually changed until at given costs the energy flows achieve a minimum of the total costs. By the continuous measurement of energy flows, their current consumption values too can be displayed and from which the total energy costs are continuously displayed can be shown, an automatic comparison of different driving can quickly show in terms of their economy and also react quickly to be achieved on changes, the gradual change in the division A quick approach to the minimum results in the danger without returning to areas higher total energy costs.

Eine besonders günstige Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Energieströme derart verändert werden, daß keine Veränderung des Produktionszustandes erfolgt, wobei vorteilhaft bei Verringerung eines Energie stromes ein anderer Energiestrom soweit verstärkt wird, daß die Trocknung insge samt gleich bleibt. Dadurch werden alle Einflüsse auf die Produktion und die Produktqualität ausgeschlossen, so daß für einen gegebenen Produktionszustand eine Aufteilung der Energiezufuhr durch einzelne Energieströme auf ein Kosten minimum hin geregelt wird.A particularly favorable variant of the invention is characterized in that at least two energy flows are changed in such a way that no change in the Production state takes place, advantageously when reducing energy another energy flow is amplified to such an extent that the drying in total stays the same. This will have all influences on the production and the Product quality excluded, so that for a given production condition a distribution of the energy supply through individual energy flows at a cost minimum is regulated.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kosten bzw. spezifischen Kosten der einzelnen Energieströme veränderlich sind und laufend für die Regelung der Energieströme vorgegeben werden, wobei die aktuellen spezifi schen Kosten direkt von einem angeschlossenen Prozeßleitsystem, einem anderen internen Rechnersystem oder einer Datenbank übernommen werden können. Speziell bei Änderungen der Kosten bzw. spezifischen Kosten für die einzelnen Energieströme kann durch eine laufende Vorgabe praktisch zu jedem Zeitpunkt ein Minimum der Trocknungskosten erzielt werden. Werden die aktuellen Werte vom angeschlossenen Prozeßleitsystem oder einem anderen internen Rechnersystem übernommen, kann z. B. auf die aktuellen Kosten der einzelnen Energieströme aus einem betriebsinternen Kraftwerk oder auf die zur Verrechnung verwendeten Energiekosten zurückgegriffen werden. Werden die Energiekosten aus einer Daten bank entnommen, kann z. B. in einfacher Weise auf regelmäßige Strompreis änderungen durch Tag-/Nachtstrom bzw. Sommer-/Wintertarif Rücksicht genommen werden.A further development of the invention is characterized in that the costs or specific costs of individual energy flows are changeable and ongoing for the regulation of the energy flows are specified, the current specifi costs directly from one connected process control system, another internal computer system or a database. Especially when there are changes in costs or specific costs for the individual Energy flows can occur at any time due to an ongoing specification Minimum drying costs can be achieved. Are the current values from connected process control system or another internal computer system taken over, z. B. from the current costs of the individual energy flows an internal power plant or to those used for billing Energy costs can be used. Are the energy costs from one data bank taken, can z. B. in a simple manner on regular electricity price Changes due to day / night electricity or summer / winter tariffs are taken into account will.

Besonders vorteilhaft lassen sich die Energieströme regeln, wenn die einzelnen Energieströme durch unterschiedliche Energieformen, wie z. B. Dampf, Öl, Gas, el. Energie erzeugt werden. Werden die einzelnen Energieströme durch unterschied liche Energieformen erzeugt kann ein wesentlich günstigeres Gesamtkosten minimum erzielt werden, als bei Veränderung von Energieströmen mit gleicher Energieart, wobei nur der unterschiedliche Trocknungswirkungsgrad durch den jeweiligen Energiestrom die Energiekosten beeinflußt.The energy flows can be regulated particularly advantageously if the individual Energy flows through different forms of energy, such as. B. steam, oil, gas, el. Energy are generated. The individual energy flows are distinguished by Liche forms of energy can generate a much cheaper overall cost minimum can be achieved than when changing energy flows with the same Type of energy, whereby only the different drying efficiency through the respective energy flow affects energy costs.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Produktionszustandes, d. h. des Gesamtenergie bedarfes, alle Energieströme im vorhandenen Verhältnis gleichmäßig geändert werden. Durch eine derartige Änderung der Energieströme ist eine schnelle Annäherung an das neue Gesamtkostenminimum gewährleistet.An advantageous development of the invention is characterized in that at a predetermined change in the state of production, d. H. of the total energy required, all energy flows changed in the existing ratio evenly will. Such a change in the energy flows is a quick one Approximation to the new total cost minimum guaranteed.

Eine günstige Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vor gegebenen Änderung des Produktionszustandes, d. h. des Gesamtenergiebedarfes, bei einer Erhöhung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den niedrigsten Kosten bzw. bei Verringerung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den höchsten Kosten verändert wird. Bei einer derartigen Änderung der Energieströme wird bei jedem Schritt in Richtung auf das neue Gesamtkostenminimum die kosten günstigste Aufteilung der Energieströme gefunden.A cheap variant of the invention is characterized in that in front given change in the state of production, d. H. of the total energy requirement, when the demand increases, the energy flow with the lowest Costs or, if the demand is reduced, the energy flow with the highest cost is changed. With such a change in energy flows will cost each step towards the new total cost minimum cheapest distribution of energy flows found.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der Produktion und/oder der Kosten der einzelnen Energieströme das Verhältnis der einzelnen Energieströme entsprechend den Einstellungen bei Erreichung des Kostenminimums bei gleichen oder ähnlichen Produktions parametern/Energiekosten von früheren Produktionszuständen als Startwert einge stellt und anschließend geregelt wird. Erfolgt eine Änderung der Produktionsdaten wie z. B. Blattgewicht oder Trockengehalt, so führt diese zu einem wesentlich geänderten Trocknungsverhalten und einem stark geänderten Energiebedarf. Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn auf Erfahrungswerte bei ähnlichen Produktionszuständen zurückgegriffen wird, da sich diese sehr wahrscheinlich bereits nahe am gesuchten Gesamtkostenminimum befinden. Ähnliches gilt für eine plötzliche Änderung der Kosten einzelner Energieträger, wie dies z. B. bei Umstellung vom Tagstromtarif auf Nachtstromtarif (und umgekehrt) der Fall ist. Auch hier erweist es sich als besonders günstig, wenn auf Erfahrungswerte bei ähnlichen Parametern zurückgegriffen wird.A particularly advantageous development of the invention is characterized in that that when the production and / or the cost of the individual energy flows change the ratio of the individual energy flows according to the settings Reaching the minimum cost for the same or similar production parameters / energy costs from previous production states as start value provides and then regulated. There is a change in the production data such as B. leaf weight or dryness, this leads to a substantial changed drying behavior and a greatly changed energy requirement. It is therefore particularly advantageous if based on empirical values for similar ones Production states is used as this is very likely are already close to the total cost minimum you are looking for. The same applies to one sudden change in the cost of individual energy sources, such as. B. when switching from day electricity tariff to night electricity tariff (and vice versa) is the case. Here too it turns out it turns out to be particularly favorable if based on empirical values with similar parameters is used.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung des Kostenminimums bzw. einer Schranke eines der geregelten Energie ströme ein weiterer Energiestrom geändert wird, wobei in besonders günstiger Weise zuerst zwei Energiearten variiert und nach Erreichen des Kostenminimums weitere Energiearten variiert werden können, bis das Gesamtkostenminimum erreicht ist. Durch diese Vorgangsweise werden systembedingte Grenzen, wie z. B. maximal zulässige Lufttemperaturen oder Dampfdrücke, nicht über- bzw. unterschritten sowie auch bei Erreichung eines "optimalen" Verhältnisses zweier Energieströme ein Gesamtkostenminimum für die Trocknung erreicht.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that at Reaching the minimum cost or a barrier of one of the regulated energy currents another energy flow is changed, being particularly favorable first two types of energy are varied, and after reaching the minimum cost others Types of energy can be varied until the total cost minimum is reached. Through this procedure system-related limits, such as. B. maximum permissible air temperatures or vapor pressures, not exceeded or fallen below as well even when an "optimal" ratio of two energy flows is reached Total cost minimum for drying reached.

Besonders günstig ist es, wenn die Schrittweite der Veränderung der Energieströme entsprechend den Änderungen des Ergebnisses vergrößert oder verringert werden. Damit ist durch eine größere Veränderung der Energieströme beim Anfahrvorgang bzw. nach einer Produktionsumstellung oder Energiekostenänderung ein rasches Auffinden der optimalen Aufteilung der Energieströme möglich. Beim Einschwingen auf die optimale Aufteilung können dann kleinere Schrittweiten verwendet werden, wodurch Schwankungen im Betrieb vermieden werden.It is particularly favorable if the step size of the change in energy flows be increased or decreased in accordance with changes in the result. This is due to a major change in the energy flows during the starting process or after a production change or change in energy costs a quick one Finding the optimal distribution of energy flows possible. When settling in smaller increments can then be used for the optimal division, which avoids fluctuations in operation.

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Ver änderung der Energieströme an die Ansprechzeit der entsprechenden Verstell vorgänge angepaßt wird. Durch Berücksichtigung der unterschiedlichen Ansprech zeiten wird eine ungewünschte Produktionsbeeinflussung vermieden.An advantageous variant of the invention is characterized in that the Ver Change of energy flows to the response time of the corresponding adjuster operations is adjusted. By considering the different response undesired influencing of production is avoided at times.

Die Erfindung betrifft weiters ein System zur Steuerung und/oder Regelung eines Trocknungsprozesses, insbesondere zur Papiertrocknung, mit einem Trockner, dem über unterschiedliche Energieströme die Trocknungsenergie zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist dem Prozeßleitsystem zur Erzielung und Regelung einer ge wünschten Produktqualität ein Optimierungssystem angeschlossen. Durch die Trennung von Prozeßleitsystem und Optimierungssystem kann erreicht werden, daß die Produktionseinstellungen konstant bleiben und lediglich die Aufteilung der Trocknungsenergie auf die einzelnen Energieströme und/oder Energiearten variiert und hinsichtlich der Kostenminimierung optimiert wird. Weiters kann dadurch das bisherige System erhalten bleiben und die Trocknungsanlage gegebenenfalls auch ohne Optimierungssystem betrieben werden.The invention further relates to a system for controlling and / or regulating a Drying process, in particular for drying paper, with a dryer, the The drying energy is supplied via different energy flows. According to the process control system to achieve and control a ge desired product quality connected an optimization system. Through the Separation of process control system and optimization system can be achieved that the production settings remain constant and only the distribution of the Drying energy varies on the individual energy flows and / or types of energy and is optimized in terms of cost minimization. Furthermore, this can previous system will be retained and the drying system if necessary can be operated without an optimization system.

Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Optimierungssystem aus einer Steuereinheit mit Signalerfassung und einem Optimierungsrechner zur Variation der Energieströme zur Erreichung eines Kosten minimums besteht. Durch eine derartige Ausgestaltung läßt sich die Signalerfassung und Erfassung der entsprechenden Energiestromdaten von der eigentlichen Optimierung vorteilhaft trennen, so daß auch bei Ausfall des Optimierungsrechners noch ein störungsfreier Betrieb möglich ist, wobei durch Handsteuerung eine Annäherung an das Gesamtkostenminimum möglich ist.A favorable development of the invention is characterized in that the Optimization system consisting of a control unit with signal acquisition and one Optimization calculator for varying the energy flows to achieve a cost minimums exists. With such a configuration, the signal detection can and acquisition of the corresponding energy flow data from the actual one Separate optimization advantageously so that even if the optimization computer fails Trouble-free operation is still possible, with a manual control Approaching the total cost minimum is possible.

Die Erfindung wird nun im folgenden anhand von Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 ein Gesamttrocknersystem einer Tissuemaschine mit den entsprechenden Reglern und Fig. 2 das Ablaufschema der Regelung der einzelnen Energieströme darstellt.The invention will now be described by way of example in the following with reference to drawings, in which FIG. 1 shows an overall dryer system of a tissue machine with the corresponding regulators and FIG. 2 shows the flow diagram of the regulation of the individual energy flows.

Fig. 1 stellt als Beispiel eines Trocknungsprozesses mit Einsatz unterschiedlicher Energieströme und -arten eine Tissuetrocknungsanlage dar, bei der das Verfahren und das System bevorzugt angewandt wird. Der Trocknungsanlage 1 wird hierbei das Papier 2 zugeführt und über einen dampfbeheizten Trocknungszylinder 3 ge leitet, wobei heiße Luft aus sogenannten Trocknungshauben 4, 4′ auf das Papier aufgeblasen wird. Das Papier 2 wird in weiterer Folge durch ein on line Qualitäts meßsystem 5 geleitet und auf einem Roller 6 aufgerollt. Die Trocknungsenergie wird einerseits dem Trocknungszylinder 3 über eine Dampfleitung 7, andererseits über Heißluft, die durch Gasbrenner 8, 8′ aufgeheizt und durch Ventilatoren 9, 9′ aufge blasen wird zugeführt. Über einen Zuluftventilator 10 wird Frischluft über einen soge nannten Abluftwärmetauscher 11 geleitet und vorgewärmt und in weiterer Folge dem Ventilator 9′ der zweiten Haubenhälfte zugeleitet. Dieser Frischluft wird aus der Abluftleitung 12 der zweiten Haubenhälfte zugemischt. Der Rest der Abluft wird über einen Abluftventilator 13 dem Ventilator 9 zugeleitet und dort mit Abluft 14 aus der ersten Haubenhälfte vermischt. Der Rest der Abluft 14 wird mittels eines Abluft ventilators 15 über den Abluftwärmetauscher 11 geleitet, in dem die Wärmeenergie zur Aufheizung der Frischluft verwendet wird. Das Prozeßleitsystem 16 erhält vom Qualitätsmeßsystem 5 laufend Werte der Feuchte der Papierbahn, die mit dem Soll wert verglichen wird und über eine Geschwindigkeitsregelung 18 des Antriebs des Trocknungszylinders 3 und somit der gesamten Trocknungsanlage 1 geregelt wird. Weiters kann durch eine Abluftregelung 19, die den Abluftventilator 15 und somit die Abluftmenge regelt, eine optimale Energienutzung zur Trocknung erreicht werden. Die bisher beschriebene Regelung ist produktbezogen und berücksichtigt die Energiekostensituation nicht. Der aktuelle Energieeinsatz der einzelnen Energie ströme wird durch eine Dampfmengenmessung 20, Gasmengenmessung 21, 21′ und Stromverbrauchmessung 22, 22′ der Ventilatoren 9, 9′ bestimmt. Es kann auch der Verbrauch anderer Energiearten wie z. B. Öl gemessen werden. Die gemessenen Verbrauchswerte werden einerseits dem Prozeßleitsystem 16 andererseits aber auch dem Optimierungssystem 23 übermittelt. Zur Minimierung der Gesamtenergie kosten wird laufend die Bahngeschwindigkeit 24 und das Flächengewicht 25 ge messen und somit die Produktionsmenge festgestellt. Durch Eingabe 26 der aktuel len Energiekosten bzw. spezifischen Energiekosten 26, die entweder von Hand vor gegeben, aus einer Datenbank entnommen oder aus einem Prozeßrechner direkt übernommen werden können, können jederzeit die aktuellen Gesamtenergiekosten 27 ermittelt werden. Abhängig vom vorhergehenden Optimierungsschritt werden dann die einzelnen Energieströme laufend variiert. Besonders effizient kann der Optimierungsrechner arbeiten, wenn die Trocknungskapazität nicht bis zum äußersten ausgenützt und somit die systembedingten Grenzen nicht so schnell erreicht werden, wodurch noch ein entsprechender Optimierungsspielraum besteht. Dies trifft für viele Anlagen und bei vielen Produktionszuständen zu. Zusätzlich gibt die permanente Anzeige der aktuellen Gesamtenergiekosten 27 eine wirksame Kontrollmöglichkeit der Betriebsweise und auch des Anlagenzustandes. Fig. 1 illustrates an example of a drying process with the use of different energy flows and types of tissue is a drying system in which the method and system is preferably used. The drying system 1 , the paper 2 is fed and ge via a steam-heated drying cylinder 3 , hot air from so-called drying hoods 4 , 4 'is inflated onto the paper. The paper 2 is subsequently passed through an on-line quality measuring system 5 and rolled up on a roller 6 . The drying energy is supplied to the drying cylinder 3 on the one hand via a steam line 7 , on the other hand via hot air which is heated by gas burners 8 , 8 'and is blown up by fans 9 , 9 '. Fresh air is passed via a supply air fan 10 via a so-called exhaust air heat exchanger 11 and preheated and subsequently fed to the fan 9 'of the second hood half. This fresh air is mixed in from the exhaust air line 12 of the second hood half. The rest of the exhaust air is fed to the fan 9 via an exhaust air fan 13 and mixed there with exhaust air 14 from the first hood half. The rest of the exhaust air 14 is passed by means of an exhaust fan 15 over the exhaust air heat exchanger 11 , in which the thermal energy is used to heat the fresh air. The process control system 16 continuously receives values of the moisture of the paper web from the quality measuring system 5 , which is compared with the target value and is regulated via a speed control 18 of the drive of the drying cylinder 3 and thus the entire drying system 1 . Furthermore, an optimal use of energy for drying can be achieved by an exhaust air control 19 , which controls the exhaust air fan 15 and thus the exhaust air quantity. The regulation described so far is product-related and does not take into account the energy cost situation. The current energy use of the individual energy flows is determined by a steam quantity measurement 20 , gas quantity measurement 21 , 21 'and current consumption measurement 22 , 22 ' of the fans 9 , 9 '. The consumption of other types of energy such as B. Oil can be measured. The measured consumption values are transmitted on the one hand to the process control system 16 and on the other hand to the optimization system 23 . To minimize the total energy costs, the web speed 24 and the weight 25 are continuously measured and thus the production quantity is determined. The current total energy costs 27 can be determined at any time by entering 26 the current energy costs or specific energy costs 26 , which can either be given manually, taken from a database or taken directly from a process computer. Depending on the previous optimization step, the individual energy flows are then continuously varied. The optimization computer can work particularly efficiently if the drying capacity is not used to the utmost and thus the system-related limits are not reached as quickly, which means that there is still scope for optimization. This applies to many systems and in many production conditions. In addition, the permanent display of the current total energy costs 27 provides an effective means of checking the mode of operation and also the state of the system.

Die Regelung erfolgt nun derart, daß der Anteil der Energiearten elektrische Gas- bzw. Öl und Dampfenergie automatisch variiert wird, bis das Gesamtenergie kostenminimum gefunden ist. Alle anderen Produktionseinstellungen bleiben konstant, so daß die Maschinensteuerung wie gewohnt durch das Prozeß- und Qualitätsleitsystem 5, 16, 17, 18 erfolgt.The regulation is now carried out in such a way that the proportion of the energy types electrical gas or oil and steam energy is varied automatically until the total energy is found to be the minimum cost. All other production settings remain constant, so that the machine control takes place as usual through the process and quality control system 5 , 16 , 17 , 18 .

Die Optimierung beginnt mit Startwerten, die z. B. aus früheren Optimierungs vorgängen stammen können. Alle Schritte der Kostenminimierung werden produktionsneutral, d . h. ohne Veränderung des Produktionszustandes, ausgeführt. Dazu wird bei Verringerung eines Energiestromes ein anderer Energiestrom, vorteil haft mit anderer Energieart, soweit verstärkt, daß die Trocknung insgesamt gleich bleibt. Beispielsweise wird eine Verringerung der Ausblasgeschwindigkeit (elektrische Energie) durch eine entsprechende Erhöhung des Dampfdruckes oder der Blaslufttemperatur (Gas- bzw. Ölenergie) kompensiert.The optimization starts with start values, e.g. B. from previous optimization events can originate. All steps of minimizing costs will be production-neutral, d. H. without changing the production status. Another energy flow is advantageous when reducing an energy flow adheres with a different type of energy, to the extent that the drying is the same overall remains. For example, there will be a reduction in the blowing speed (electrical energy) by a corresponding increase in the vapor pressure or the blown air temperature (gas or oil energy) compensated.

Nach Abschluß eines Optimierungsschrittes wird ein Vergleich der Energiekosten 27 mit jenen des vorhergehenden Zustandes durchgeführt. Je nachdem, ob damit eine Verbilligung oder Verteuerung eingetreten ist, wird daraus die Veränderung für den nächsten Optimierungsschritt abgeleitet. Ist das Optimum, d. h. das Kostenminimum für die Variation der beiden Energiearten gefunden, wird das gleiche in rascher Folge mit allen Parametern durchgeführt, so daß ein optimiertes Gesamtergebnis zustandekommt.After an optimization step has been completed, a comparison of the energy costs 27 with those of the previous state is carried out. Depending on whether this has led to a reduction in price or an increase in price, the change for the next optimization step is derived from this. If the optimum, ie the minimum cost for the variation of the two types of energy is found, the same is carried out in rapid succession with all parameters, so that an optimized overall result is achieved.

Durch eine adaptive Anpassung der Suchschritte kann eine größere Verstellung in kurzer Zeit erfolgen, was ein rasches Auffinden des Kostenminimums beim Anfahren ermöglicht. Beim Einschwingen auf das Optimum wird auf kleinere Schrittweiten um geschaltet, um keine Schwankungen im Betrieb zu bewirken. Das System wird vorteilhaft mit "Fuzzy-Logic-Methoden" unterstützt, so daß es sich um ein selbst lernendes System handelt, wodurch die Optimierungsdauer bis zur Erreichung des Kostenminimums wesentlich verringert wird.By adaptively adapting the search steps, a larger adjustment in take a short time, which makes it easy to find the minimum cost when starting off enables. When settling down to the optimum, the step size is reduced switched so as not to cause fluctuations in operation. The system will advantageously supported with "fuzzy logic methods", so that it is a self learning system acts, whereby the optimization period until reaching the Cost minimum is significantly reduced.

Fig. 2 stellt nun anhand eines Beispieles den Ablauf der Regelung der einzelnen Energieströme dar. In einem ersten Schritt sollen das Verhältnis von Dampf verbrauch zu Gasverbrauch hinsichtlich des Kostenminimums optimiert werden. Beim Anfahren werden die einzelnen Parameter, wie Dampfdruck und Ausblas temperatur(en), durch die der jeweilige Energieeinsatz bestimmt wird, beispielsweise von früheren gleichen oder ähnlichen Produktionszuständen übernommen. Im späteren Verlauf ist der Startwert der jeweils letzte gespeicherte Wert des ent sprechenden Parameters. Es wird nun ein erstes Ergebnis der Gesamtenergiekosten ermittelt. Nun wird die der Dampfdruck um eine Schrittweite verringert und gleich zeitig die Ausblastemperatur um eine Schrittweite erhöht, so daß die Gesamt änderung produktionsneutral ist. Die Wahl, ob ein Parameter erhöht oder verringert werden soll, kann auch von der Energiekostensituation abhängig gemacht werden, d. h. bei hohen Dampfkosten wird der Dampfdruck reduziert, bei hohen Gas- bzw. Ölkosten wird die Ausblastemperatur verringert. Fig. 2 now shows an example of the process of regulating the individual energy flows. In a first step, the ratio of steam consumption to gas consumption should be optimized with regard to the minimum cost. When starting up, the individual parameters, such as steam pressure and blow-out temperature (s), through which the respective energy input is determined, are adopted, for example, from previous identical or similar production states. In the later course, the start value is the last saved value of the corresponding parameter. A first result of the total energy costs is now determined. Now the steam pressure is reduced by one step and at the same time the blow-out temperature is increased by one step, so that the overall change is production-neutral. The choice of whether a parameter should be increased or decreased can also be made dependent on the energy cost situation, ie the steam pressure is reduced when the steam costs are high, and the blow-out temperature is reduced when the gas or oil costs are high.

Nach erfolgter Änderung werden abhängig von der Änderung der Parameter und des Ergebnisses (besser/schlechte) die Parameter in gleicher Richtung oder in umge kehrter Richtung verändert. Wurde z. B. der Dampfdruck erhöht und die Ausblas temperatur verringert folgt man dem linken Pfeil der 1. Abfrage. War das Ergebnis erfolgreich, d. h. wurden geringere Energiekosten erzielt, so folgt man bei der 2. Ab frage ebenfalls dem linken Pfeil und die Parameter werden in gleicher Weise erneut um eine Schrittweite verändert. War das Ergebnis erfolglos, d. h. die Energiekosten wurden erhöht, so folgt man bei der 2. Abfrage dem rechten Pfeil und die Parameter werden in entgegengesetzter Richtung geändert. Es kann hier nun auch die Schritt weite der Änderung verringert werden, da angenommen wird, daß sich das Kosten minimum zwischen den beiden letzten Werten befindet und eine Veränderung um die selben Schrittweiten nur wieder zum vorherigen Ergebnis zurückführen würde. Nach der Änderung der Parameter wird eine gewisse Wartezeit eingehalten, um die Ansprechzeit der Verstellvorgänge abzuwarten. Ergibt sich ein neuer Kostenwert innerhalb vorgegebener Schranken, wird das Verhältnis zweier anderer Energie ströme, z. B. elektrische Energie (Ausblasgeschwindigkeit) und Gas (Ausblastemperatur), unter Beibehaltung des bereits erzielten Verhältnisses Dampf energie zu Gas- bzw. Ölenergieeinsatz verändert. Dies erfolgt solange, bis auch hier ein Kostenminimum erreicht ist. Anschließend wird erneut das Verhältnis von Dampfenergie zu Gas- bzw. Ölenergie optimiert.After the change has been made, the parameters and the Result (better / bad) the parameters in the same direction or in reverse changed direction. Has z. B. the vapor pressure increases and the blowout temperature reduced, follow the left arrow of the 1st query. Was the result successful, d. H. if lower energy costs have been achieved, the second also ask the left arrow and the parameters will be repeated in the same way changed by one step. If the result was unsuccessful, i. H. the energy costs have been increased, follow the right arrow and the parameters in the second query are changed in the opposite direction. It can now also be the step here wide of the change can be reduced since it is assumed that the cost minimum between the last two values and a change by would only return the same increments to the previous result. After changing the parameters, a certain waiting time is observed to allow the Wait for the response time of the adjustment processes. There is a new cost value within given bounds, the ratio of two other energy currents, e.g. B. electrical energy (blowing speed) and gas (Blow-out temperature), while maintaining the already achieved steam ratio energy changed to gas or oil energy use. This continues until here too a minimum cost has been reached. Then the ratio of Steam energy optimized for gas or oil energy.

Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt. Es kann vielmehr auch die Trocknung bei einer Mehrzylinderpapiermaschine geregelt werden. Hier kann in vermehrtem Maße auch bei konstanten spezifischen Energiekosten eine Kosten optimierung durch Optimierung der einzelnen Energieströme auch in den einzelnen Trockengruppen erreicht werden. Auch können andere Trocknungsvorgänge wie z. B. Infrarottrocknung in die Regelung integriert werden.The invention is not restricted to the examples. Rather, it can Drying can be regulated in a multi-cylinder paper machine. Here in increased costs even with constant specific energy costs optimization by optimizing the individual energy flows also in the individual Dry groups can be reached. Other drying processes such as e.g. B. Infrared drying can be integrated into the control.

Claims

1. A method for controlling and / or regulating a drying process, in particular special for paper drying, in which different energy flows are supplied, these individual energy flows being variable, characterized in that the consumption of the individual energy flows is measured continuously and the ratio of the supplied energy flows to one another is gradually changed until a minimum of the total costs is achieved with the specified specific costs of the energy types.

2. The method according to claim 1, characterized in that at least two Energy flows are changed so that no change in production state is done.

3. The method according to claim 2, characterized in that when reducing one energy flow another energy flow is amplified or several other energy flows are amplified so far that the drying is the same overall remains.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the Costs or the specific costs per energy unit of the individual energy currents are changeable and continuously pre-selected for the regulation of the energy flows will give.

5. The method according to claim 4, characterized in that the current specific costs of the individual energy flows continuously directly from one closed process control system, another in-house computer system or a database and used to regulate the ratio of Energy flows are specified.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the individual energy flows through different forms of energy, such as. B. steam oil, Gas, el. Energy are generated.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at a predetermined change in the state of production, d. H. of the total energy required, all energy flows changed in the existing ratio evenly will.

8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at a predetermined change in the state of production, d. H. of the total energy if the demand increases, the energy flow with the low most costs or, if the demand is reduced, the energy flow with the highest cost is changed.

9. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that at Change in production and / or cost of individual energy flows Ratio of the individual energy flows according to the settings Reaching the minimum cost for the same or similar production parameters / energy costs from previous production states as start value provides and then regulated.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that at Reaching the minimum cost or a barrier of one of the regulated energy currents another energy flow is changed.

11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that first two types of energy are varied, and after reaching the minimum cost others Types of energy can be varied until the total cost minimum is reached.

12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the increment of change in energy flows according to the changes the result can be increased or decreased.

13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the change in energy flows to the response time of the corresponding Adjustment processes is adjusted.

14. System for controlling and / or regulating a drying process, esp especially for drying paper, with a dryer that can be Energy flows the drying energy is supplied, characterized in that the process control system to achieve and control a desired product quality an optimization system is connected.

15. System according to claim 14, characterized in that the optimization system consisting of a control unit with signal acquisition and an optimization computer to vary the energy flows to achieve a minimum cost.