DE19612155C2 - Method and system for controlling a drying process - Google Patents

Method and system for controlling a drying process

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DE19612155C2 DE1996112155 DE19612155A DE19612155C2 DE 19612155 C2 DE19612155 C2 DE 19612155C2 DE 1996112155 DE1996112155 DE 1996112155 DE 19612155 A DE19612155 A DE 19612155A DE 19612155 C2 DE19612155 C2 DE 19612155C2
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    • D21PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21GCALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009Paper-making control systems
    • D21G9/0036Paper-making control systems controlling the press or drying section

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Regelung eines Trocknungsprozesses, bei dem verschiedene, variable Energieströme mit zugehörigen Energieeinzelverbräuchen und spezifischen Energiestromkosten unter Erzielung eines vorgegebenen Trocknungsergebnisses einem zu trocknenden Produkt, insbesondere Papier, zugeführt werden.The invention relates to a method and a system for Regulation of a drying process in which various variable energy flows with associated individual energy consumption and specific energy flow costs while achieving a predefined drying result of a product to be dried, especially paper.

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.Such processes are used for example in paper drying used, the drying on the one hand by Contact drying using a steam heated cylinder and on the other hand by convection drying by inflating hot air occurs. Here, the temperature can also be caused by gas generated and the amount of air or blowing speed is controlled by a supply air fan with an electric drive generated.

Zur Regelung eines derartigen Prozesses gibt es verschiedenste Methoden, wobei vor allem danach getrachtet wird, daß bei vorgegebenen Papiersorten die erforderliche Qualität hinsichtlich Trockengehalt und Oberflächenbeschaffenheit bei der entsprechenden Durchsatzmenge erreicht wird.There are various ways of regulating such a process Methods, the main aim being that the required quality in terms of dryness and surface quality the corresponding throughput is reached.

Dazu wird vor allem die Maschinengeschwindigkeit bzw. die Energiezufuhr an Dampf (Dampfdruck, Dampfmenge) sowie Gastemperatur geregelt.Above all, the machine speed or the Energy supply to steam (steam pressure, steam quantity) as well Controlled gas temperature.

In regelmäßigen Abständen, wie z. B. wöchentlich oder monatlich, wird die in diesem Zeitraum verbrauchte Energie und deren Kosten nach Energieträgern in entsprechenden Berichten zusammengestellt.At regular intervals, such as B. weekly or monthly, the energy consumed during this period and its Costs according to energy sources in corresponding reports compiled.

Meist läßt sich daraus keine Aussage über die spezifischen 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.Most of the time there is no information about the specific Hit energy costs for a particular product. A Minimizing energy costs is practically impossible because Changes in operating mode usually have a strong impact the result, d. H. the dryness or the  Have throughput.

Bei kurzfristigem Wechsel der zu erzeugenden Produktqualität und auch bei kurzfristigen Änderungen der Energiepreise entweder durch andere Betriebsweise des firmeneigenen Kraftwerkes oder durch geänderte Strompreise ist eine Minimierung nicht durchführbar.When the product quality to be produced changes at short notice and even with short-term changes in energy prices either through another operation of the company's own Power plant or due to changed electricity prices is one Minimization not feasible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein System für den Trocknungsprozess für ein zu trocknendes Produkt, insbesondere Papier, zu schaffen, mit denen der Einsatz der einzelnen Energieströme bzw. -träger optimiert und die Gesamtenergiekosten minimiert werden.The invention has for its object a method and a System for the drying process for one to be dried To create product, especially paper, with which the Use of the individual energy flows or carriers optimized and the total energy costs are minimized.

Das wird mit einem Verfahren bzw. mit einem System wie in den Ansprüchen 1 bzw. 12 erzielt. Bevorzugte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 11 beschrieben.This is done with a procedure or with a system as in the Claims 1 and 12 achieved. Preferred further developments of the Processes are described in claims 2 to 11.

Durch das kontinuierliche Messen des jeweiligen zugeführten Energiestroms, dessen aktueller Verbrauchswert auch angezeigt werden kann, und woraus auch die Gesamtenergiekosten laufend angezeigt werden können, kann rasch ein automatischer Vergleich verschiedener Fahrweisen 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.By continuously measuring the respective feed Energy flow, whose current consumption value is also displayed can be, and from which the total energy costs continuously an automatic comparison can be displayed quickly different driving styles with regard to their economy and also achieved a quick reaction to changes be, the gradual change in the division a rapid approach to the minimum results without the danger again to get into areas of higher total energy costs.

Eine besonders günstige Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Energieströme zum Ändern des Verhältnisses der zugeführten Energieströme verändert werden. 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 Kostenminimum hin geregelt wird.This is a particularly favorable variant of the invention characterized in that at least two energy flows for changing the Ratio of the supplied energy flows can be changed. This will have all influences on the production and the Product quality excluded, so for a given Production state by dividing the energy supply individual energy flows are regulated to a minimum cost.

Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen spezifischen Energiestromkosten der einzelnen Energieströme fortlaufend für die Berechnung der Energieeinzelkosten vorgegeben werden, wobei die aktuellen spezifischen Energiestromkosten direkt von einem angeschlossenen Prozeßleitsystem, einem betriebsinternen Rechnersystem oder einer Datenbank übernommen werden. Speziell bei Änderungen der spezifischen Energiestromkosten 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 Energiestromkosten der einzelnen Energieströme aus einem betriebsinternen Kraftwerk oder auf die zur Verrechnung verwendeten Energiestromkosten zurückgegriffen werden. Werden die Energiestromkosten aus einer Datenbank entnommen, kann z. B. in einfacher Weise auf regelmäßige Strompreisänderungen durch Tag-/Nachtstrom bzw. Sommer-/Wintertarif Rücksicht genommen werden.A further development of the invention is characterized in that that the current specific energy cost of each  Energy flows continuously for the calculation of the Individual energy costs are specified, the current specific energy costs directly from one connected process control system, an in-house Computer system or a database. specially when changes in the specific energy costs for the individual energy flows can be controlled by an ongoing practically at any time a minimum of drying costs be achieved. Are the current values from the connected Process control system or another internal computer system taken over, z. B. on the current energy costs individual energy flows from an internal power plant or on the energy flow costs used for billing be used. Will the energy electricity costs come from a Database extracted, z. B. in a simple manner regular changes in electricity prices due to day / night electricity or Summer / winter tariffs are taken into account.

Besonders vorteilhaft lassen sich die Energieströme regeln, wenn die einzelnen Energieströme durch unterschiedliche Energieformen, wie z. B. Dampf, Öl, Gas, elektrische Energie, erzeugt werden. Werden die einzelnen Energieströme durch unterschiedliche Energieformen erzeugt kann ein wesentlich günstigeres Gesamtkostenminimum 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, when the individual energy flows through different Forms of energy such as B. steam, oil, gas, electrical energy, be generated. Are the individual energy flows through Different forms of energy can be generated cheaper total cost minimum can be achieved than at Change of energy flows with the same type of energy, whereby only the different drying efficiency due to the respective energy flow affects the energy costs.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Trocknungsergebnisses oder Produktionszustandes, d. h. des Gesamtenergiebedarfes, alle Energieströme im vorhandenen Verhältnis gleichmäßig geändert werden. Durch eine derartige Änderung der Energieströme ist eine schnelle Annäherung an das neue Gesamtkostenminimum gewährleistet.This is an advantageous development of the invention characterized in that with a predetermined change in Drying result or state of production, d. H. of Total energy requirements, all energy flows in the existing one Ratio can be changed evenly. By such Changing energy flows is a quick approach to that new total cost guaranteed.

Eine günstige Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Trocknungsergebnisses oder Produktionszustandes, d. h. des Gesamtenergiebedarfes, bei einer Erhöhung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den niedrigsten Energieeinzelkosten bzw. bei Verringerung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den höchsten Energieeinzelkosten verändert wird. Bei einer derartigen Änderung der Energieströme wird bei jedem Schritt in Richtung auf das neue Gesamtkostenminimum die kostengünstigste Aufteilung der Energieströme gefunden.This is a favorable variant of the invention characterized in that with a predetermined change in  Drying result or state of production, d. H. of Total energy demand, first with an increase in demand the energy flow with the lowest direct energy costs or when the demand is reduced, the energy flow with the highest individual energy costs is changed. At a Such change in energy flows will occur in every step Direction to the new total cost minimum the most cost-effective Distribution of energy flows found.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der Produktion und/oder der Energiestromkosten der einzelnen Energieströme das Verhältnis der einzelnen Energieströme entsprechend den Einstellungen bei Erreichung des Kostenminimums bei gleichen oder ähnlichen Produktionsparametern/Energiekosten von früheren Trocknungsergebnissen oder Produktionszuständen als Startwert eingestellt und anschließend geregelt wird.A particularly advantageous development of the invention is characterized in that when production changes and / or the energy flow costs of the individual energy flows Ratio of the individual energy flows according to the Settings when the cost minimum is reached at the same or similar production parameters / energy costs from previous ones Drying results or production conditions as a starting value adjusted and then regulated.

Erfolgt eine Änderung der Produktionsdaten wie z. B. Blattgewicht oder Trockengehalt, so führt die zu einem wesentlich geänderten Trocknungsverhalten und einen stark geänderten Energiebedarf. Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn auf Erfahrungswerte bei ähnlichen Trocknungsergebnissen oder 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.If there is a change in production data such as B. Leaf weight or dry matter content leads to one significantly changed drying behavior and a strong changed energy requirements. It is therefore particularly advantageous if based on experience with similar drying results or production states is used because these most likely already close to what you’re looking for Total cost minimum. The same applies to one sudden change in the cost of individual energy sources, such as this z. B. when switching from day electricity tariff to night electricity tariff (and vice versa) is the case. Here, too, it turns out to be particularly cheap if based on experience with similar ones Parameters is used.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung des Kostenminimums bzw. einer Schranke eines der geregelten Energieströme ein weiterer Energiestrom geändert wird, wobei in besonders günstiger Weise zuerst zwei Energieströme (Energiestromarten) variiert und nach Erreichen des Kostenminimums weitere Energieströmearten variiert werden können, bis das Energiegesamtkostenminimum erreicht ist.This is an advantageous embodiment of the invention characterized in that when the cost minimum or one barrier of one of the regulated energy flows another Energy flow is changed, being particularly favorable first two energy flows (energy flow types) varied and after Reaching the minimum cost of additional energy flows  can be varied until the total energy cost minimum is reached.

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 Energiegesamtkostenminimum für die Trocknung erreicht. Besonders günstig ist es, wenn die Schrittweite der Veränderung der Energieströme entsprechend den Änderungen der Energie­ gesamtkosten 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.By doing this, system-related limits, such as z. B. maximum permissible air temperatures or vapor pressures, not exceeded or fallen short of as well as when a "optimal" ratio of two energy flows Total energy cost minimum for drying reached. It is particularly beneficial if the increment of change of energy flows according to the changes in energy total costs are increased or decreased. With that is through a larger change in the energy flows during the starting process or after a production change or Change in energy costs to find the optimal one quickly Distribution of energy flows possible. When settling on the optimal division can then be smaller increments can be used, thereby avoiding fluctuations in operation become.

Eine vorteilhafte Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Energieströme an die Ansprechzeit der entsprechenden Verstellvorgänge angepaßt wird. Durch Berücksichtigung der unterschiedlichen Ansprechzeiten wird eine ungewünschte Produktionsbeeinflussung vermieden.This is an advantageous variant of the invention characterized in that the change in energy flows to the Response time of the corresponding adjustment processes is adjusted. By taking into account the different response times an undesired influence on production is avoided.

Dem Prozeßleitsystem ist zur Regelung eines Trocknungsprozesses insbesondere 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 process control system is used to control a drying process in particular an optimization system connected. Through the Separation of process control system and optimization system can can be achieved that the production settings constant remain and only the distribution of the drying energy the individual energy flows and / or types of energy varies and is optimized in terms of minimizing costs. Furthermore can thereby maintaining the previous system and the Drying system, if necessary, also without an optimization system operate.

Das Optimierungssystem besteht insbesondere 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.The optimization system consists in particular of one Control unit with signal acquisition and an optimization computer  to vary the energy flows to achieve a cost minimums exists. With such a configuration the signal acquisition and acquisition of the corresponding Energy flow data advantageous from the actual optimization separate so that even if the optimization computer fails trouble-free operation is possible, whereby by Manual control an approximation to 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 with reference to drawings, in which Fig. 1 shows an overall dryer system of a tissue machine with the corresponding controllers 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 werden. 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 the system are preferably used.

Der Trocknungsanlage 1 wird hierbei das Papier 2 zugeführt und über einen dampfbeheizten Trocknungszylinder 3 geleitet, wobei heiße Luft aus sogenannten Trocknungshauben 4, 4' auf das Papier aufgeblasen wird.In this case, the drying system 1 is fed the paper 2 and passed over a steam-heated drying cylinder 3 , hot air being blown onto the paper from so-called drying hoods 4 , 4 '.

Das Papier 2 wird in weiterer Folge durch ein Online Qualitätsmeßsystem 5 geleitet und auf einem Roller 6 aufgerollt.The paper 2 is subsequently passed through an online quality measurement system 5 and rolled up on a roller 6 .

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' aufgeblasen wird zugeführt.The drying energy is supplied on the one hand to the drying cylinder 3 via a steam line 7 and on the other hand via hot air which is heated by gas burners 8 , 8 'and inflated by fans 9 , 9 '.

Über einen Zuluftventilator 10 wird Frischluft über einen sogenannten Abluftwärmetauscher 11 geleitet und vorgewärmt und in weiterer Folge dem Ventilator 9' der zweiten Haubenhälfte zugeleitet. Diese 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 Abluftventilators 15 über den Abluftwärmetauscher 11 geleitet, in dem die Wärmeenergie zur Aufheizung der Frischluft verwendet wird.Fresh air is conducted 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 air fan 15 over the exhaust air heat exchanger 11 , in which the thermal energy is used to heat the fresh air.

Das Prozeßleitsystem 16 erhält vom Qualitätsmeßsystem 5 laufend Werte der Feuchte der Papierbahn, die mit dem Sollwert verglichen und über eine Geschwindigkeitsregelung 18 des Antriebs des Trocknungszylinders 3 und somit der gesamten Trocknungsanlage 1 geregelt wird.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 regulated via a speed control 18 of the drive of the drying cylinder 3 and thus of the entire drying system 1 .

Weiters kann durch eine Abluftregelung 19, die den Abluftventilator 15 und somit die Abluftmenge regelt, eine optimale Energienutzung zur Trocknung erreicht werden.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.

Die bisher beschriebene Regelung ist produktbezogen und berücksichtigt die Energiekostensituation nicht. Der aktuelle Energieeinsatz der einzelnen Energieströme 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.The regulation described so far is product-related and does not take into account the energy cost situation. The current energy consumption 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.

Die gemessenen Verbrauchswerte werden einerseits dem Prozeß­ leitsystem 16, andererseits aber auch dem Optimierungssystem 23 übermittelt.The measured consumption values are transmitted to the process control system 16 on the one hand, but also to the optimization system 23 on the other hand.

Zur Minimierung der Gesamtenergiekosten wird laufend die Bahngeschwindigkeit 24 und das Flächengewicht 25 gemessen und somit die Produktionsmenge festgestellt.In order to minimize the total energy costs, the web speed 24 and the weight 25 are continuously measured and the production quantity is thus determined.

Durch Eingabe der aktuellen spezifischen Energiestromkosten 26, die entweder von Hand vorgegeben, aus einer Datenbank entnommen oder aus einem Prozeßrechner direkt übernommen werden können, können jederzeit die aktuellen Energiegesamtkosten 27 ermittelt werden. The current total energy costs 27 can be determined at any time by entering the current specific energy flow costs 26 , which can either be specified manually, taken from a database or taken directly from a process computer.

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 Energiegesamtkosten 27 eine wirksame Kontrollmöglichkeit der Betriebsweise und auch des Anlagenzustandes.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 Energiegesamtkostenminimum gefunden ist. Alle anderen Produktionseinstellungen bleiben konstant, so daß die Maschinensteuerung wie gewohnt durch das Prozeß- und Qualitätsleitsystem 5, 16, 17, 18 erfolgt. Die Optimierung beginnt mit Startwerten, die z. B. aus früheren Optimierungsvorgängen stammen können.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 cost minimum is found. 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 . The optimization starts with start values, e.g. B. can come from previous optimization processes.

Alle Schritte der Kostenminimierung werden produktionsneutral, d. h. ohne Veränderung des Produktionszustandes, ausgeführt. Dazu wird bei Verringerung eines Energiestromes ein anderer Energiestrom, vorteilhaft mit anderer Energieart, soweit verstärkt, daß die Trocknung insgesamt gleich bleibt.All steps of minimizing costs become production-neutral, d. H. without changing the production status. To do this, another is reduced when one energy flow is reduced Energy flow, advantageous with another type of energy, so far reinforced that the drying remains the same overall.

Beispielsweise wird eine Verringerung der Ausblasgeschwin­ digkeit (elektrische Energie) durch eine entsprechende Erhöhung des Dampfdruckes oder der Blaslufttemperatur (Gas- bzw. Ölenergie) kompensiert.For example, a reduction in the blow-out speed (electrical energy) by a corresponding increase 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. After an optimization step has been completed, the energy costs 27 are compared with those of the previous state. 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.

Ist das Optimum, d. h. das Kostenminimum für die Variation der beiden Energiearten gefunden, wird das gleiche in rascher Folge mit allen Parametern durchgeführt, sodaß ein optimiertes Gesamtergebnis zustande kommt.Is the optimum, i.e. H. the minimum cost for the variation of Found both types of energy, the same will happen in quick succession performed with all parameters so that an optimized Overall result comes about.

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 umgeschaltet, um keine Schwankungen im Betrieb zu bewirken.By adaptively adapting the search steps, a larger adjustment can be done in a short time, which is a quick Locating the minimum cost when starting. At the Swinging to the optimum is based on smaller increments switched to avoid fluctuations in operation.

Das System wird vorteilhaft mit "Fuzzy-Logik-Methoden" unterstützt, so daß es sich um ein selbstlernendes System handelt, wodurch die Optimierungsdauer bis zur Erreichung des Kostenminimums wesentlich verringert wird.The system is advantageous with "fuzzy logic methods" supported, making it 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. Fig. 2 now represents the flow of control of the individual energy flows by way of example.

In einem ersten Schritt soll das Verhältnis von Gasverbrauch zum Verbrauch an elektrischer Energie hinsichtlich des Kostenminimums optimiert werden.In a first step, the ratio of gas consumption to the consumption of electrical energy in terms of Cost minimums are optimized.

Beim Anfahren werden die einzelnen Parameter, wie Ausblastemperatur(en) und Ausblasgeschwindigkeit(en) beispielsweise von früheren gleichen oder ähnlichen Produktionszuständen übernommen. Im späteren Verlauf ist der Startwert der jeweils letzte gespeicherte Wert des entsprechenden Parameters.When starting, the individual parameters, such as Blow-out temperature (s) and blow-out speed (s) for example, from previous same or similar ones Production states adopted. In the later course is Start value the last saved value of the corresponding parameters.

Es wird nun ein erstes Ergebnis der Gesamtenergiekosten ermittelt. Nun wird die Ausblasgeschwindigkeit um eine Schrittweite verringert und gleichzeitig die Ausblastemperatur um eine Schrittweite erhöht, so daß die Gesamtänderung produktionsneutral ist.It now becomes a first result of the total energy cost determined. Now the blow-out speed is one Increment and at the same time the blow-out temperature incremented so that the total change is production neutral.

Die Wahl, ob ein Parameter erhöht oder verringert werden soll, kann auch von der Energiekostensituation abhängig gemacht werden, d. h. bei hohen elektrischen Energiekosten wird die Ausblasgeschwindigkeit reduziert, bei hohen Gas- bzw. Ölkosten wird die Ausblastemperatur verringert.The choice of whether to increase or decrease a parameter  can also be made dependent on the energy cost situation become, d. H. with high electrical energy costs Blow-out speed reduced, with high gas or oil costs the blow-out temperature is reduced.

Nach erfolgter Änderung werden abhängig von der Änderung der Parameter und des Ergebnisses (besser/schlechter) die Parameter in gleicher Richtung oder in umgekehrter Richtung verändert.After the change is made dependent on the change of Parameters and the result (better / worse) the parameters changed in the same direction or in the opposite direction.

Wurde z. B. die Ausblasgeschwindigkeit erhöht und die Ausblas­ temperatur verringert, folgt man dem Pfeil der 1. Abfrage. War das Ergebnis erfolgreich, d. h. wurden geringere Energiekosten erzielt, so folgt man bei der 2. Abfrage ebenfalls dem Pfeil, und die Parameter werden in gleicher Weise erneut um eine Schrittweite verändert.Has z. B. increases the blow-out speed and the blow-out temperature decreases, follow the arrow of the 1st query. was the result is successful, d. H. were lower energy costs achieved, you also follow the arrow in the second query, and the parameters are increased by one in the same way Increment changed.

War das Ergebnis erfolglos, d. h. die Energiekosten wurden erhöht, so folgt man bei der 2. Abfrage dem Pfeil und die Parameter werden in entgegengesetzter Richtung geändert.If the result was unsuccessful, i. H. the energy costs were increased, follow the arrow and the Parameters are changed in the opposite direction.

Es kann hier nun auch die Schrittweite der Änderung verringert werden, da angenommen wird, daß sich das Kostenminimum zwischen den beiden letzten Werten befindet und eine Veränderung um dieselben Schrittweiten nur wieder zum vorherigen Ergebnis zurückführen würde.The step size of the change can now also be reduced here because it is assumed that the minimum cost is between the last two values and a change around the same increments only go back to the previous result would lead back.

Nach der Änderung der Parameter wird eine gewisse Wartezeit eingehalten, um die Ansprechzeit der Verstellvorgänge abzuwarten.After changing the parameters there will be a certain waiting time adhered to the response time of the adjustment processes to be seen.

Ergibt sich ein neuer Kostenwert innerhalb vorgegebener Schranken, wird das Verhältnis zweier anderer Energiströme, z. B. Dampf und Gas, unter Beibehaltung des bereits erzielten Verhältnisses elektrische Energie zu Gas bzw. Öl verändert. Dies erfolgt solange, bis auch hier ein Kostenminimum erreicht ist. Anschließend wird erneut das Verhältnis von elektrischer zu Gas- bzw. Ölenergie optimiert. If there is a new cost value within the specified one Bounds, the relationship between two other energy flows, z. B. steam and gas, while maintaining what has already been achieved Ratio of electrical energy to gas or oil changed. This continues until a cost minimum is reached here too is. Then the ratio of electrical 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 Kostenoptimierung 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 limited to the examples. It can rather drying at one Multi-cylinder paper machine can be regulated. Here in increasingly even with constant specific energy costs a cost optimization by optimizing the individual Energy flows also achieved in the individual drying groups become. Other drying processes such as. B. Infrared drying can be integrated into the control.

Claims (12)

1. Verfahren zur Regelung eines Trocknungsprozesses, bei dem verschiedene, variable Energieströme mit zugehörigen Energieeinzelverbräuchen und spezifischen Energiestromkosten unter Erzielung eines vorgegebenen Trocknungsergebenisses einem zu trocknenden Produkt, insbesondere Papier, zugeführt werden, wobei
der Energieeinzelverbrauch des jeweiligen zugeführten Energiestroms kontinuierlich gemessen wird,
anhand der gemessenen Energieeinzelverbräuche und der spezifischen Energiestromkosten die jeweils zugehörigen Energieeinzelkosten der Energieströme ermittelt werden und das Verhältnis der zugeführten Energieströme zueinander bei Aufrechterhaltung des Trocknungsergebnisses schrittweise eingestellt wird unter Minimieren der Energiegesamtkosten, welche sich als Summe der Energieeinzelkosten ergeben.
1. A method for controlling a drying process in which different, variable energy flows with associated individual energy consumption and specific energy flow costs are achieved with a predetermined drying result, a product to be dried, in particular paper
the individual energy consumption of the respective supplied energy flow is continuously measured,
the associated individual energy costs of the energy flows are determined on the basis of the measured individual energy consumption and the specific energy flow costs, and the ratio of the supplied energy flows to one another is maintained step by step while maintaining the drying result, while minimizing the total energy costs, which are the sum of the individual energy costs.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei Energieströme zum Ändern des Verhältnisses der zugeführten Energieströme verändert werden.2. The method according to claim 1, characterized in that at least two energy flows to change the ratio of the supplied energy flows are changed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktuellen spezifischen Energiestromkosten der einzelnen Energieströme fortlaufend direkt von einem angeschlossenen Prozeßleitsystem, einem anderen betriebsinternen Rechnersystem oder einer Datenbank übernommen und für die Berechnung der Energieeinzelkosten vorgegeben werden.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the current specific energy cost of each Energy flows continuously directly from a connected one Process control system, another in-house computer system or a database and used for the calculation of the Individual energy costs are specified. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Energieströme durch unterschiedliche Energieformen, wie z. B. Dampf, Öl, Gas, elektrische Energie erzeugt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the individual energy flows through different forms of energy, such as B. steam, oil, gas, electrical energy are generated. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Trocknungsergebnisses alle Energieströme im vorhandenen Verhältnis gleichmäßig geändert werden. 5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that with a predetermined change in Drying result of all energy flows in the existing one Ratio can be changed evenly.   6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Trocknungsergebnisses bei einer Erhöhung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den niedrigsten Energieeinzelkosten bzw. bei Verringerung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den höchsten Energieeinzelkosten verändert wird.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that with a predetermined change in Drying result with an increase in demand first the Energy flow with the lowest direct energy costs or at Reducing the need for energy flow with the first highest individual energy costs is changed. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 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 Produktionspara­ metern/Energiekosten von früheren Trocknungsergebnissen als Startwert eingestellt und anschließend geregelt wird.7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized characterized in that when the production and / or the change Cost of each energy flow is the ratio of each Energy flows according to the settings when the Minimum costs for the same or similar production pair meters / energy costs from drying results earlier than Start value is set and then regulated. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung des Kostenminimums bzw. einer Schranke eines der geregelten Energieströme ein weiterer Energiestrom geändert wird.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized characterized in that when the cost minimum or a Barrier one of the regulated energy flows another Energy flow is changed. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst zwei Energieströme variiert und nach Erreichen des Kostenminimums weitere Energieströme variiert werden, bis das Energiegesamtkostenminimum erreicht ist.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized characterized that first two energy flows varied and after Reaching the cost minimum further energy flows varies until the total energy cost minimum is reached. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittweite der Veränderung der Energieströme entsprechend den Änderungen der Energiegesamtkosten vergrößert oder verringert wird.10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized characterized in that the increment of change in Energy flows according to the changes in the Total energy cost is increased or decreased. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Energieströme an die Ansprechzeit der entsprechenden Verstellvorgänge angepaßt wird.11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized characterized in that the change in energy flows to the Response time of the corresponding adjustment processes is adjusted. 1. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.1. An apparatus for performing the method according to claim 1.
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