DE2926072C2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- DE2926072C2 DE2926072C2 DE2926072A DE2926072A DE2926072C2 DE 2926072 C2 DE2926072 C2 DE 2926072C2 DE 2926072 A DE2926072 A DE 2926072A DE 2926072 A DE2926072 A DE 2926072A DE 2926072 C2 DE2926072 C2 DE 2926072C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- headbox
- control system
- central control
- valve
- speed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Classifications
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
- D21G9/0009—Paper-making control systems
- D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
-
- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F1/00—Wet end of machines for making continuous webs of paper
- D21F1/06—Regulating pulp flow
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
- Y10S162/06—Moisture and basic weight
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
- Y10S162/09—Uses for paper making sludge
- Y10S162/10—Computer control of paper making variables
- Y10S162/11—Wet end paper making variables
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Regelung
der Parameter (Prozeßgrößen) des Stoffauflaufs einer Papiermaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Funktionsparameter wie die Geschwindigkeit des am Ausgang
des Stoffauflaufkastens austretenden Papierstoffes, die
Konsistenz des Papierstoffes und dessen Ausflußmengen bestimmen
die Eigenschaften des fertigen Papiers. Man hat
sich bemüht, die Regelung dieser Parameter automatisch auszuführen.
Beispielsweise für Stoffaufläufe mit Luftkissen hat man daher
eine erste Regelung für das Niveau des mit Wasser verdünnten
Papierstoffs in dem Stoffauflaufkasten und für die
Geschwindigkeit des auslaufenden Papierstoff-Strahls, sowie
eine zweite Regeleinrichtung vorgesehen, deren Aufgabe es
ist, entweder das Verhältnis oder die Differenz zwischen
der Geschwindigkeit des Papierstoff-Strahls (Auslaufgeschwindigkeit)
und der Vorlaufgeschwindigkeit des Siebes
(Siebgeschwindigkeit) konstant zu halten. Dies ist beispielsweise
der Fall in der Vorrichtung gemäß der
US-PS 36 61 701.
Diese erste Regeleinrichtung kann erstens eine Regelung
eines Ventils für die Zufuhr von Luft für das Druckluftkissen
mittels einer Regeleinrichtung aufweisen, an der eingangsseitig
ein Informationssignal über die Stoffstand-Einstellwerte
und ein Informationssignal über den mittels
eines Niveaumessers ermittelten Stoffstand anliegt und zweitens
eine Regelung der Speisepumpe für die Zufuhr des
frischen Papierstoffes in den Auflaufkasten mittels einer
Regeleinrichtung aufweisen, welche als Eingangssignale eine
Information über die Sollgeschwindigkeit des auslaufenden
Papierstoffes und eine Information über eine
Messung der Auslaufgeschwindigkeit erhält, die, nach Umwandlung
des Signals, durch einen Fühler für den in dem
Auflaufkasten existierenden Gesamtdruck erhalten wird.
Da die Auswirkungen dieser beiden Regelungen nicht voneinander
unabhängig sind, hat man zusätzlich vorgeschlagen,
eine Entkopplung durchzuführen, indem die Eingangssignale
einer jeden Regeleinrichtung ebenfalls der anderen Regeleinrichtung
zugeführt werden, um dadurch eine Kompensation
der Wirkung zu erreichen, die von der ersten Regeleinrichtung
auf diejenigen Parameter ausgeübt wird, deren Messung
die zweite Regeleinrichtung steuert.
Die zweite Regeleinrichtung bewirkt ein konstantes Verhältnis
zwischen der Siebgeschwindigkeit und der Auslaufgeschwindigkeit
des Papierstoff-Strahls. Man entnimmt hierzu
eine Information über die Vorlaufgeschwindigkeit des Siebes
und eine Information über die Auslaufgeschwindigkeit
des Papierstoffes, bildet das Verhältnis zwischen diesen
beiden Informationsgrößen und legt dieses so gewonnene
Signal gleichzeitig mit einem Steuersignal an eine Regeleinrichtung,
die eine der beiden folgenden Stelleinrichtungen
steuert: Entweder die Stelleinrichtung für die Luftzuführung
oder die Stelleinrichtung für die Speisepumpe,
entweder direkt oder indirekt, indem der Steuerbefehl einer
anderen Regeleinrichtung ermittelt wird, letztere ist entweder
die Regeleinrichtung für den Stoffstand oder für die
Auslaufgeschwindigkeit des Papierstoff-Strahls.
Die zweite Regeleinrichtung kann in gleicher Weise nicht
nur das Verhältnis zwischen der Siebgeschwindigkeit und der
Auslaufgeschwindigkeit, sondern auch die Differenz zwischen
diesen beiden Werten konstant halten.
Eine dritte Regelung wird für das Papiergewicht und die
-feuchtigkeit ausgeführt. Diese Regelung weist zwei Meßfühler
auf, die gewöhnlich in einem gemeinsamen Meßkopf
zusammengefaßt und hinter der Trockenpartie angeordnet sind,
die nach dem Stoffauflaufkasten, dem Naßbereich und der
Pressenpartie der Papiermaschine angeordnet ist. Zwei Regeleinrichtungen
empfangen eingangsseitig Sollwerte für das
Papierflächengewicht und die Papierfeuchtigkeit (Trockengehalt),
sowie die von den genannten Meßfühlern gelieferten
Signale und geben zwei Steuersignale einerseits an das hinter
der Speisepumpe angeordnete Ventil für die Zufuhr des
frischen Papierstoffes oder gegebenenfalls an einen Steuerpunkt
für die lokale Regulierung der Durchflußmenge des
Stoffs und andererseits entweder an mindestens ein Dampfventil
oder gegebenenfalls einen Steuerpunkt für die Druckregulierung
oder an eine Regeleinrichtung für die Maschinengeschwindigkeit.
Man findet auch häufig eine vorgreifend wirkende Korrektur
für die Variation der Konsistenz des frischen Papierstoffes,
die die Durchflußmenge als Funktion dieser Konsistenz
beeinflußt. Diese Korrekturmöglichkeit wird geläufig als
Regulierung der Durchflußmenge des trockenen Stoffes bezeichnet.
Man hat auch andere, Einzel-Regelungen ausgeführt, die
jeweils auf einen bestimmten Parameter wirken. Nach der
US-PS 37 03 436 betrifft eine dieser Steuerfunktionen die
Öffnung der Lippe, diese Steuereinrichtung wirkt, unter Zuhilfenahme
einer Datenverarbeitungsanlage, nur auf die Stelleinrichtung
für die Lippe.
In der Veröffentlichung "Computer Control of paper-making
plant" von A. W. Sidebottom, Proc. IEE Vol 116, Nr. 10, Oktober
1969, Seiten 1755 bis 1758, wird eine Papiermaschine beschrieben,
die eine Datenverarbeitungsanlage verwendet, welche
auf verschiedene Punkte im Produktionsablauf einwirkt,
dies jedoch stets nach dem klassischen System von Einzel-
Regelungen tut.
Im Artikel "Control of a paper machine using an analogue
computer" von Sharp und Farmer, der erschienen ist in
"Instrument practice" Januar 1970, Vol 24, Nr. 1, Seiten 31
bis 34, herausgegeben von Industrial Trade Press, London,
wird ein System mit geschlossener Regelschleife und einem
Rechner beschrieben, aber auch dieses System bleibt klassisch
in der Steuerung des Papierflächengewichtes und des
Trockengehalts, indem es auf Stelleinrichtungen wirkt, die
auf Steuerbefehle reagieren, welche vom Bedienungsmann der
Maschine gegeben werden.
In dem Artikel "Paper Machine Regulatory coordinated control
system" Product Licensing Index, No. 73, Mai 1970, Seiten
12 bis 15, herausgegeben von Industrial Opportunities,
HAVANT (Großbritannien), wird eine Entkopplung der beiden
Regelungen vorgesehen, das beschriebene System bleibt jedoch
ein durch Einzelregelung geregeltes System.
Diese bekannten Regelvorrichtungen haben erhebliche Nachteile.
So entnimmt beispielsweise die Regeleinrichtung für das
Papierflächengewicht eine Information arbeitsabwärts der
Maschine, obwohl sie auf den Stoffauflauf der Papiermaschine,
beispielsweise auf das Ventil für die Stoffzufuhr,
einwirkt. Daraus resultiert eine relativ lange "Reaktionszeit",
die um so störender ist, als die Meßwerte nicht sofort
zur Verfügung stehen. Auch ist es unmöglich, schnelle Variationen
im Papierflächengewicht zu korrigieren, die sich
beispielsweise in Perioden unterhalb von 1 Minute ereignen.
Eine andere Schwierigkeit resultiert aus der Tatsache, daß
ein Verfahrensablauf vorliegt, bei dem sehr einschneidende
Verkopplungen zwischen den einzelnen verschiedenen Parametern
vorhanden sind. So kann die hydraulische Regelung im
einzelnen eine Verschlechterung des Materialflusses hervorrufen.
Kann man dagegen Instabilitätserscheinungen dieser beiden
Größen vermeiden, indem die beiden Größen entkoppelt werden,
wie dies im oben gegebenen Beispiel über Regelschleifen für
den Stoffstand und für die Ausflußgeschwindigkeit erfolgte,
so kann man dennoch keineswegs ein Ausweiten dieses Systems
auf mehr als zwei Variable in Angriff nehmen, ohne daß hierdurch
die gesamte Vorrichtung eine störende Größe und
Kompliziertheit erreicht.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Papiermaschine mit einer
Regelvorrichtung zu schaffen, bei der die einzelnen
Parameter unabhängig voneinander geregelt werden können, um
die Nachteile der bekannten Regelvorrichtungen zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß zumindest die
Mehrzahl der Meßfühler mit einer zumindest gleichen Anzahl
von Stellgliedern über ein zentrales Regelsystem verbunden
sind, welches eine Steuerung eines jeden Stellgliedes unter
Berücksichtigung und Verarbeitung des Meßwertes wenigstens
eines Meßfühlers durchführt, wobei unter Auswertung der
Ausgangssignale sämtlicher Meßfühler in einem resultierenden
Regelungsvorgang nur der regelungsbedürftige Parameter
ohne Rückwirkung auf die übrigen verstellt wird.
Die Erfindung beruht mithin auf einer gegenüber dem Vorbekannten
vollständig anderen Konzeption, indem ein zentrales
Regelsystem die Ausgangssignale der einzelnen Meßfühler
aufnimmt und derart verarbeitet, daß in einem resultierenden
Regelvorgang im wesentlichen allein der Parameter verändert
wird, der korrekturbedürftig ist, wohingegen die sekundären
Wechselwirkungen mit den anderen Parametern neutralisiert
sind.
Als weiteren wichtigen Vorteil ermöglicht die Erfindung ein
rasches Eingreifen und Einflußnehmen unter Berücksichtigung
der Information über den Materialfluß im Bereich des Stoffauflaufs.
Dabei werden die gewöhnlich aufgrund der hydraulischen
Größen des Prozesses auftretenden Störeinflüsse
eliminiert.
Diese Information kann ausgehend von einer Messung der Konsistenz
im Auflaufkasten errechnet werden. Die Messung kann
mittels eines herkömmlichen Konsistenzmeßfühlers kontinuierlich
durchgeführt werden. Die Pilotfunktion wird dabei
von dem Meßfühler für das Papierflächengewicht übernommen,
dessen Auswirkung verläuft verzögert und ermöglicht es, die
derartigen Einrichtungen innewohnenden Fehler zu kompensieren.
In keiner der oben angeführten Schriften zum Stand der Technik
ist vorgesehen, den Materialfluß am Ausgang des Auflaufkastens
noch die Konsistenz des Stoffes im Auflaufkasten
zu messen.
Existiert in einer Papiermaschine bereits mindestens eine
lokale Einzel-Regeleinrichtung, so kann man vorteilhafterweise
ein Informationssignal der Messung des durch diese
lokale Einzel-Regelung geregelten Parameters dem zentralen
Regelsystem als meßbare Störung eingeben.
Es ist weiterhin vorteilhaft, dem zentralen Regelsystem als
meßbare Störgröße eine Information über die Konsistenz des
frischen Papierstoffes einzugeben.
Man kann weiterhin, als Sicherheitsmaßnahme, neben dem
zentralen Regelsystem lokale Einzel-Regeleinrichtungen vorsehen,
die bei Normalbetrieb nicht eingreifen, die jedoch
bei Ausfall des zentralen Regelsystems in Betrieb gelangen.
Auch kann man vorsehen, daß die lokalen Einzel-Regeleinrichtungen
permanent arbeiten und das zentrale Regelsystem
auf die Steuerbefehle (Sollwerte) dieser lokalen Regeleinrichtung
einwirkt.
Weitere Ausbildungen der Erfindung sind Gegenstand der
übrigen Ansprüche.
Weitere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus
den folgenden Ausführungsbeispielen deutlich, die unter
Bezugsnahme auf die Zeichnung erläutert werden. In der Zeichnung
zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Stoffauflaufs und
der Siebpartie einer Papiermaschine,
Fig. 2 eine synoptische Darstellung einer erfindungsgemäßen
Regelung,
Fig. 3 eine Schemadarstellung eines Ausführungsbeispiels mit
zentralem Regelsystem, bei der die einzelnen Signale
voneinander separiert sind,
Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für ein zentrales Regelsystem,
wie es in Fig. 3 benutzt ist,
Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des zentralen Regelsystems,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Regelsystems mit Regelung des Papierflächengewichtes,
Fig. 7 eine Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen Regelsystems
mit Regelung der Strahlgeschwindigkeit im
Verhältnis zur Siebgeschwindigkeit,
Fig. 8 und 9 Zeitdiagramme der Schwankungen der Meßwerte
für den Fall einer klassischen Regeleinrichtung und
für den Fall einer Regeleinrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 10 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Regelsystems für den Anwendungsfall, bei dem
die Öffnung der Lippen nicht automatisch geregelt
wird,
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Regelsystems für den Fall, bei dem der Stoffstand
im Stoffauflaufkasten mittels einer Einzel-
Regelschleife konstant gehalten wird,
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen
Regelsystems bei einem Stoffauflaufkasten mit
Rückführung und
Fig. 13 und 14 ein Regelsystem, kombiniert mit Einzel-Regeleinrichtungen.
In Fig. 1 ist sehr schematisch eine Siebpartie mit Stoffauflauf
in klassischer Bauweise dargestellt, bei dieser kommt
der Papierstoff über eine Zuleitung 1 an, diese ist mit einem
Ventil 2 für den Stoff ausgerüstet. Nach Verdünnung wird
der Stoff mittels einer Stoffpumpe 3 in eine Verbindungsleitung
4 gefördert, diese endet an einem Reiniger 5, welcher
über eine Leitung 6 mit einem Stoffauflaufkasten 7 in
Verbindung steht, von welchem der frische Papierstoff in
einen Auslaufschlitz 8 in Form eines Strahls heraustritt.
Dieser Strahl gelangt auf ein umlaufendes Endlossieb 9, das
mit großer Geschwindigkeit angetrieben ist und unter dem
ein Trog 10 das abtropfende Wasser sammelt. Diesem Naßbereich
der Papiermaschine folgt eine Pressenpartie, welche
in der Figur nicht dargestellt ist. Im Stoffauflaufkasten 7
wird ein Luftkissen 11 ausgebildet, indem Druckluft mittels
einer Luftpumpe 12 durch eine Rohrleitung 13, die mit einem
Ventil 14 ausgerüstet ist, hineingedrückt wird. Eine Rückflußleitung
15, die ein Rückflußventil 16 aufweist, ist zur
Stoffpumpe 3 parallelgeschaltet.
Vier Stelleinrichtungen sind zur Durchführung der verschiedenen
Regelvorgänge vorgesehen: Ein Stellglied U₁, welches
das Stoffventil 2 einstellt, ein Stellglied U₂, das die Umlaufgeschwindigkeit
der Stoffpumpe 3 und/oder das Rückflußventil
16 einstellt und das im folgenden Pumpenstellglied
genannt wird, ein Stellglied U₃, das die Geschwindigkeit
der Druckluftpumpe 12 und/oder das Luftventil 14 einregelt
und das im folgenden einfach als Luftventilstellglied bezeichnet
wird, sowie ein Stellglied U₄, das den Spalt einer
Lippe 17 am Auslaufschlitz 8 einstellt.
Gemäß Fig. 2 ist ein zentrales Regelsystem 18 vorgesehen,
das zumindest die Mehrzahl der von den Meßfühlern gegebenen
Meßinformationen über Verfahrensparameter empfängt.
Diese Informationssignale sind schematisch durch den Ausgangsvektor
Y dargestellt, alle zugehörigen Sollwertsignale
sind schematisch durch den Sollwertvektor Z zusammengefaßt.
Das zentrale Regelsystem gibt mehrfache Steuerbefehle, die
schematisch durch den Vektor U dargestellt sind, an die
Stelleinrichtungen der aus dem Stoffauflaufkasten 7 und den
zugehörigen Elementen (s. Fig. 1) bestehenden Siebpartie
19. An dem zentralen Regelsystem 18 ist außerdem ein Eingang
für meßbare Störungen vorgesehen, die schematisch durch
den Vektor P dargestellt sind. Diese Störungen betreffen
Parameter, die auf die Ausgangssignale Y wirken, die man
aber meßtechnisch erfassen kann.
Diese Störungen werden kompensiert,
bevor ihr Einfluß sich auf die Ausgangsgrößen Y auswirken
kann.
In Fig. 3 sind die einzelnen Komponenten der Vektoren Y, Z,
und U detailliert dargestellt. Der Vektor Y enthält eine Information
20 über den Stoffzustand im Stoffauflaufkasten 7.
Dieses Signal wird durch den Meßfühler 20′ geliefert, weiterhin
eine Information 21 über die Konsistenz des frischen
Stoffes im Auflaufkasten 7, die von einem Meßfühler 21′ geliefert
wird, eine Information 22 über den Gesamtdruck im
Auflaufkasten 7 (oder die Stoffgeschwindigkeit), geliefert
durch einen Meßfühler 22′ und schließlich eine Information
23 über die Öffnungsweite der Lippe 17, die ermittelt wird
über einen Meßfühler 23′. Der Vektor Z weist einen Sollwert
24 für den Stoffstand im Stoffauflaufkasten 7 auf, einen
Sollwert 25 für die Konsistenz, der je nach der Qualität
der Blattbildung (Durchsicht) und der Schnelligkeit der
Entwässerung auf dem Sieb (Position der Wasserlinie) modifiziert
wird, einen Sollwert 26 für die Stoffgeschwindigkeit,
der während der Optimierung der Fabrikation und bei
Änderungen in der Herstellung modifiziert wird, und einem
Sollwert 27 für den Stoffausfluß im Bereich der Lippe 17.
Dieses Signal wird bei der Einstellung des Flächengewichtes
und bei Änderungen der Herstellung variiert. Der Vektor U
weist auf: einen Steuerbefehl 28 für das Stellglied des
Luftventils 14, einen Steuerbefehl 29 für das Stellglied
des Einlaßventils 2 für den Stoff, einen Steuerbefehl 30
für das Stellglied der Stoffpumpe 3 und einen Steuerbefehl
31 für das Stellglied des Spalts der Lippe 17. Im Beispiel
nach Fig. 3 hat der Vektor P nur eine einzige Komponente 32,
diese enthält eine Information über die Konsistenz des
frischen Papierstoffes. Dieses Informationssignal 32, das
eine meßbare Störung darstellt, kann in allen folgenden
Schemadarstellungen eingefügt werden, wo es aus Vereinfachungsgründen
nicht immer dargestellt ist. Es ist selbstverständlich,
daß man als meßbare Störung ebenfalls alle
anderen Komponenten heranziehen kann, die meßtechnisch erfaßbar
sind und auf die Ausgangssignale einwirken.
Bei diesem System kann die von einem Meßfühler gewonnene
Information nicht nur wie im klassischen System einfach auf
ein zugehöriges Stellglied oder gegebenenfalls auf zwei
Stellglieder wirken, sondern auf alle die Stelleinrichtungen,
deren Beeinflussung notwendig ist, damit, wie gewünscht,
allein der von dem betreffenden Meßfühler erfaßte Meßwert
beeinflußt wird.
Man stellt sich zu diesem Zweck ein Modell für den Prozeß
der Siebpartie 19 in Abhängigkeit von den Eigenschaften dar,
die man im einzelnen zu erreichen wünscht.
In Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel für das Regelsystem
nach der Erfindung dargestellt. Ein Prozeßmodell 33 (beispielsweise
Stoffventil, Geschwindigkeit der Stoffpumpe,
Luftventil, Öffnung der Lippe) ist zum Prozeß der Siebpartie
19 parallelgeschaltet und empfängt dieselben Eingangssignale
U (k) wie dieser. Dieses Prozeßmodell 33 ist durch
die folgenden, klassischen Beziehungen zwischen den Eingangsgrößen
U (k), den Zuständen X und den Ausgangsgrößen Y definiert:
X (k + 1) = A · X(k) + B · U(k)
Y (k + 1) = C · X(k)
Y (k + 1) = C · X(k)
wobei A eine quadratische Matrix der Dimension n · n und
B und C Matrizen sind, deren Dimension von der Anzahl der
Eingangsgrößen und Ausgangsgrößen abhängt. Die Matrizen A,
B, C können unmittelbar durch Feststellung, ausgehend von
den Eingangsgrößen und den Ausgangsgrößen des Prozesses
oder aber ausgehend von den Resultaten mathematischer, erkenntnistheoretischer
Modelle erhalten werden, wie beispielsweise
die Werte in dem Artikel von P. A. A., Talvio:
"A study of paper machine headbox control system with
linear transfer fuctions" Kongress IFAC, London 1966-
Session 22 - Veröffentlichung (Paper) 22-A und in der
Dissertation von A. Barraud: "R´alisation minimale et
Approximation optimale de systèmes dynamiques lin´aires
invariants" (Thèse de Docteur es Sciences - Januar 1978 -
Laboratoires D′Automatique ENSM Nantes - Frankreich).
Ein Modell 34 für die meßbaren Störungen empfängt dieselben
gemessenen Störsignale Up(k) wie der Prozeß 19 (Siebpartie)
(zum Beispiel: ein Signal über die Konsistenz des frischen
Papierstoffes und gegebenenfalls einen Meßwert, der in einer
Einzel-Regeleinrichtung benutzt wird). Dieses Modell, das
ebenfalls durch Variable mit diskreten Zuständen dargestellt
wird, ist vom selben Typ wie das Prozeßmodell 33 und kann
in derselben Art und Weise wie dieses erhalten werden.
Die Ausgangssignale Y(k) und Yp(k) des Prozeßmodells 33 bzw.
des Modells 34 der meßbaren Störungen werden in einem
Addierglied 35 aufsummiert, das Ergebnis dieser Summenbildung
wird mit den Ausgangssignalen Ys(k) des Prozesses im
Komparator 36 verglichen (beispielsweise: Stoffstand, Konsistenz
des frischen Papierstoffes, Stoffgeschwindigkeit,
und zwar vom Gesamtdruck ausgehend errechnet oder direkt
gemessen, und der Stoffausfluß, der anhand der Stoffgeschwindigkeit,
der Konsistenz und der Öffnung der Lippe errechnet
ist). Die Ausgangssignale dieses Komparators sind
die Fehlersignale E(k). Diese Signale E(k) werden einem
Regelungs-Bezugs-Modell 37 zugeführt, dessen Ausgang an ein
Addierglied 38 angeschlossen ist. Dieses Addierglied 38
empfängt auch die Ausgangssignale des Ablauf-Bezugs-Modells
39, an dessen Eingang die Steuerbefehle Z(k) anliegen;
am Addierglied 38 liegt ebenfalls der Ausgang Yp(k) des
Modells der meßbaren Störungen 34 an. Das Regelungs-Bezugs-
Modell 37 und das Ablauf-Bezugsmodell 39 sind dergestalt
ausgewählt, daß das System entkoppelt ist. Wählt man eine
Darstellung in den Zustandsgrößen, so sind die Matrizen A,
B und C diagonal.
Der Ausgang Yd(k) des Addiergliedes 38 wird einem Addierglied 40
zugeleitet (dieses liefert das Ausgangssignal U(k)), und
zwar mittels einer Matrix KYd 41 und eines Addiergliedes 42,
das wiederum, um das System zu stabilisieren, die Ausgangssignale
U(k) des Addiergliedes 40 über ein Verzögerungsglied
Δ T 43 und eine Matrix KU₁ 44 erhält. Das Addierglied
40 empfängt den Ausgang X(k) eines Addiergliedes 45, an dem
wiederum eingangsseitig der Ausgang des Prozeß-Modells 33
nach Durchgang durch eine Matrix KX 46 anliegt. Weiterhin
werden die Fehlersignale E(k) zur Erzeugung eines vorgreiflichen
Stellsignals herangezogen, indem sie einerseits über
eine Matrix KE 47 dem Addierglied 45 zugeführt werden und
andererseits, indem sie über eine Matrix KES 48 eingangsseitig
an dem Prozeß-Modell 33 anliegen.
In den besprochenen Beispielen beruht die Berechnung der Matrizen
KX, KYd, KU₁, KE, KES auf der Theorie der optimalen
Steuerung durch Minimalisierung eines quadratischen Kriteriums
auf einem zurücktretenden Horizont, wie sie beschrieben
ist von C. Foulard, S. Gentil und J. P. Sandraz in:
"Commande et r´gulation par calculateur num´rique" -
Edition Eyrolles 1977.
Fig. 5 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel für das Regelsystem,
bei diesem findet sich die Mehrzahl der Organe
aus Fig. 4 wieder, jedoch sind mehrere Einzelteile durch einen
Rechnerblock 49 ersetzt, der einerseits an seinem Eingang
50 Informationen über Nebenbedingungen, wie beispielsweise
Veränderungen der Grenzen der Stellglieder oder der Ausgangssignale,
der Arbeitsgeschwindigkeit dieser Stelleinrichtungen
oder dieser Ausgangssignale und andererseits die Ausgangssignale
Yd(k) des Addiergliedes 38, U(k - 1) des Verzögerungsgliedes
43 und X(k) des Prozeß-Modells 33 erhält.
Der Rechnerblock gibt die Steuersignale U(k) ab. Für den Anwendungsfall,
in dem keine Nebenbedingungen vorgegeben sind,
führt dieser Rechnerblock die Funktionen aus, wie sie in
Fig. 4 dargestellt sind, d. h. die Produkte der Matrizen 41
bis 44, 46 bis 47 und die Additionen der Addierglieder 40,
42, 45.
Für den Anwendungsfall, daß das System mit Nebenbedingungen
arbeitet, wird das Optimieren des quadratischen Kriteriums
unter Verwendung von nicht linearen Programmierungsmethoden
erreicht, wie beispielsweise die Methode der Relaxation, die
Methode des modifizierten Gradienten oder das Verfahren von
Frank und Wolf, das von G. Bornand und J. P. Gauthier in der
Veröffentlichung "Commande dynamique multivariable des
systèmes industriels de production" - Note LAG Nr. 77-29,
November 1977, beschrieben wurde.
Das erfindungsgemäße Regelungssystem verarbeitet, so wie es
oben dargestellt wurde, insgesamt beispielsweise vier Eingangsgrößen
und vier Ausgangsgrößen des Prozesses und entkoppelt
die Ausgangsgrößen dergestalt, daß man die vier
Eingangsgrößen unabhängig voneinander und unter Erzielung
des gewünschten Erfolges regeln kann. Das System kann dabei
Signale meßbarer Störungen berücksichtigen, die mittels
Meßfühler aufgenommen werden, ebenso kann es Nebenbedingungen
über die Stelleinrichtungen oder die Ausgänge berücksichtigen,
insbesondere Nebenbedingungen über die Amplitude
und die Geschwindigkeit der Veränderungen (zum Beispiel
der Rotationsgeschwindigkeit eines Motors für die Öffnung
der Lippe).
Das System läßt sich einfach in bereits bestehende, automatische
Regeleinrichtungen integrieren, wie beispielsweise
in Regeleinrichtungen für das Flächengewicht und den Trockengehalt,
die Regelung der Verknüpfung, das heißt des Verhältnisses
oder der Differenz von Stoffaustrittsgeschwindigkeit
und Siebgeschwindigkeit, für Produktionsoptimierung.
Die Berücksichtigung der Konsistenz im Bereich des Stoffauflaufkastens
7 mittels eines optischen Meßfühlers ermöglicht
es, den Stoffausfluß ausgehend von einer Messung der
Konsistenz, der Öffnung der Lippe und des Gesamtdrucks zu
errechnen und so eine Vorstellung über das hinten an der
Maschine zu erwartende Flächengewicht zu gewinnen.
In Fig. 6 ist ein Ausführungsbeispiel für eine Regelung des
Flächengewichts gegeben. Dieses Schema greift zurück auf das
System nach Fig. 3, jedoch wird der Sollwert für den Stoffausfluß
27 von einem Flächengewichts-Regler 51 geliefert,
dieser erhält am Eingang 52 einen Meßwert über einen Flächengewichtsfühler
53, der jenseits der Trockenpartie 54 der Maschine
angeordnet ist, sowie ein Sollwertsignal 55 für das
Flächengewicht. Der Flächengewichts-Regler legt damit den
Sollwert für den Stoffausfluß fest, jedoch erfolgt die Regelung
des Stoffausflusses lokal mit einer kurzen Ansprechzeit
aufgrund der Anordnung eines optischen Meßfühlers für
die Konsistenz.
In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel für die Regelung der
Auslaufgeschwindigkeit im Verhältnis zur Siebgeschwindigkeit
gegeben. Auch hier findet sich das Regelsystem gemäß Fig. 3
wieder, jedoch ist ein Meßfühler 56 für die Siebgeschwindigkeit
hinzugefügt, dessen Meßwert 57 wird durch das Signal 58
über die Stoffausflußgeschwindigkeit dividiert oder von diesem
Signal abgezogen, letzteres Signal wird aufgrund eines
Signals 22 über den Gesamtdruck erhalten, der Rechenvorgang
ergibt das Signal 59 über das Verhältnis oder die Differenz
ρ: Stoffausflußgeschwindigkeit/Siebgeschwindigkeit,
dieses erreicht eine Regelstufe 60, die als Eingangssignal
61 einen Sollwert ρ₀ erhält und als Ausgangssignal 62
den Sollwert 26 für die Stoffausflußgeschwindigkeit (oder
den Gesamtdruck in dem Stoffauflaufkasten 7) liefert. Aus
Gründen der besseren Verständlichkeit und Klarheit sind die
Regelungen für das Flächengewicht und die Verknüpfung von
Stoffauslaufgeschwindigkeit und Siebgeschwindigkeit in getrennten
Figuren (Fig. 6 und 7) dargestellt, es ist jedoch
offensichtlich, daß diese beiden Regelungen gemeinsam in
demselben System installiert werden können, wie dies auch
im allgemeinen der Fall ist.
Das erfindungsgemäße Regelsystem weist eine große Stabilität
auf und ermöglicht ein ausgezeichnetes Entkoppeln der
verschiedenen Ausgangswerte des Prozesses, ebenso wie eine
Wahl der Ansprechgeschwindigkeit dieser Ausgangswerte. Es
sind Versuche durchgeführt worden, bei denen der Wert für
den Gesamtdruck geändert wurde, dabei wurden die Wechselwirkungen
beobachtet, die diese (willkürlichen) Änderungen
auf den Stoffstand und die Konzentration im Stoffauflaufkasten
hatten. Das dabei mit einem System mit zwei Einfach-
Regelschleifen erhaltene Resultat ist in Fig. 8 dargestellt,
in dieser Figur bedeutet Ziffer 63 die Änderung des Gesamtdrucks, Ziffer 64
die Änderung des Stoffstandes und Ziffer 65 die Änderung der
Konsistenz als Funktion der Zeit, der Maßstabspfeil
66 gibt eine Zeitdauer von 1 Minute an. Das mit einem
Regel-System gemäß der Erfindung erhaltene Resultat ist in
Fig. 9 dargestellt. In dieser Figur bedeutet Ziffer 67 die Änderung des
Gesamtdrucks, Ziffer 68 die Änderung des Stoffstandes und Ziffer
69 die Änderung der Konsistenz. Man kann aus
Fig. 8 die Auswirkungen der klassischen Regelung auf den
Stoffstand und insbesondere auf die Konsistenz erkennen,
wohingegen bei dem erfindungsgemäßen Regelsystem eine vollständige
Entkopplung der verschiedenen Ausgangswerte des
Verfahrens erreicht worden ist.
Im folgenden werden verschiedene Ausführungsbeispiele für
das multivariable Regelsystem gemäß der Erfindung gegeben.
Wie bereits gezeigt, kann in das zentrale Regelsystem 18
ein Signal 32 über die Konsistenz des frischen Papierstoffes
eingegeben werden, das von einem Meßfühler für die Konsistenz
geliefert wird, der am Speisebehälter für den
frischen Papierstoff angeordnet ist. Auf diese Weise erhält
man eine vorgreifende Wirkung.
In einigen Papiermaschinen wird die Öffnung der Lippe nicht
von einem Motor betätigt oder es kann nicht ununterbrochen
auf die Öffnung der Lippe eingewirkt werden (aufgrund des mechanischen
Verhaltens beispielsweise). In diesem Fall kann
man den Spalt der Lippe nicht als Stellglied ansehen und
kommt damit zu einem Prozeß mit drei Eingangsgrößen: Einlaßventil
für den Stoff, Ventil für Druckluft und Stoffpumpengeschwindigkeit,
sowie drei Ausgangswerten: Stoffstand,
Stoffgeschwindigkeit (Gesamtdruck), Stoffausfluß. Man benutzt
drei Sollwerte: 24 für den Stoffstand, 26 für die Auslaufgeschwindigkeit
des Stoffstrahls und 27 für den Stoffausfluß.
Das zentrale Regelsystem 18 berücksichtigt ein
Signal 70 über den Lippenspalt, wie dies in Fig. 10 dargestellt
ist, um dessen Wechselwirkung auf die Ausgangswerte
für Stoffstand, Stoffgeschwindigkeit und Stoffausfluß
zu eliminieren.
Ein Steuerschema wie in Fig. 10 mit drei Eingangswerten und
drei Ausgangswerten kann für den Anwendungsfall rein hydraulisch
arbeitender Stoffauflaufkästen Verwendung finden,
d. h. solcher ohne Luftkissen. Das Ventil für die Druckluft
und die Messung des Stoffstandes entfallen dabei.
Bei derartigen, rein hydraulischen Stoffauflaufkästen 7
ist bekannt, daß zur Unterdrückung von Pulsationen im den
Stoffauflaufkasten speisenden Hydraulikkreislauf ein Luftdruckdämpfer
mit Beaufschlagung über ein Luftventil eingesetzt
werden kann. Auf diese Weise kann man daher dasselbe
Regelsystem haben, wie im Fall eines Behälters mit Luftkissen,
der Stoffstand und das Ventil für die Luft des
Dampfers werden anstelle derjenigen für den Stoffauflaufkasten
gesetzt.
Ist bereits eine von dem erfindungsgemäßen zentralen Regelsystem
unabhängige Steuerung für einen Ausgangswert vorgesehen,
beispielsweise durch eine Einzel-Regelung oder eine mechanische
Einrichtung gleich welcher Art, so können in das
zentrale Regelsystem die Veränderungen dieses Ausgangswertes
als meßbare Störung eingegeben werden. Im folgenden werden
in Form von Ausführungsbeispielen zwei Schemata derartiger
Systeme gezeigt, und zwar für den Fall, daß der Stoffstand
im Stoffauflaufkasten 7 unabhängig von dem zentralen Regelsystem
eingeregelt wird.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11 ist eine Analogregelung
für den Stoffstand im Stoffauflaufkasten 7 der Siebpartie 19
mit einem Stoffstandmeßfühler 71 vorgesehen. Der Ausgang 72
dieses Meßfühlers wird in einer Regelstufe 73 mit einem
Sollwert 74 verglichen, auf diese Weise wird das Ventil 14
für die Druckluft gesteuert. Der Ausgang 72 des Meßfühlers 71
wird als Signal für eine meßbare Störung 75 dem zentralen
Regelsystem 18 zugeleitet.
Für den Anwendungsfall eines Stoffauflaufkastens 7 mit Rückführung
kann zunächst das Ventil für die Druckluft als
Stellglied verwendet werden, dies ermöglicht es, die Präzision
der Stoffstandhaltung zu verbessern; auf diese Weise
gelangt man wieder zu einem multivariablen Regelsystem für
einen Prozeß mit vier Eingangswerten und vier Ausgangswerten,
wie er oben beschrieben worden ist. Man kann aber auch
die gemessene Information über den Stoffstand dem zentralen
Regelsystem als meßbare Störung, so wie eben beschrieben,
eingeben. Weiterhin kann man die Information über den Stoffstand
in der Rückführung als eine fünfte Ausgangsgröße ansehen
und das Rückflußventil als fünfte Stelleinheit.
Letztere Lösung ist in Fig. 12 dargestellt, in dieser
empfängt das zentrale Regelsystem 18 Signale 20 über den
Stoffstand im Stoffauflaufkasten 7, Signale 21 über die Konsistenz, Signale
22 über den Gesamtdruck und Signale 23 über die Spaltöffnung der
Lippe 17, sowie über den Stoffstand in der Rückführung 76.
Die Sollwerte sind: 24 für den Stoffstand im Stoffauflaufkasten
7, 25 für die Konsistenz, 26 für die Stoffausflußgeschwindigkeit
und 27 für den Stoffausfluß, weiterhin kommt
ein Sollwert 77 für den Stoffstand in der Rückführung hinzu.
Die Steuerbefehle umfassen neben den Befehlen 28 bis 32 für
das Ventil für Druckluft, das Stoffeinlaßventil, die Stoffpumpe
und den Spalt der Lippe einen Steuerbefehl 78, der auf
das Rückführungsventil 79 einwirkt.
In einigen Stoffauflaufkästen mit Luftkissen oder in rein
hydraulischen Auflaufkästen mit Luftfederdämpfer wird der
Stoffstand durch Überlauf in eine Öffnung
erreicht, deren Form und Abmessungen sind dergestalt
ausgebildet, daß eine automatische Regelung des Stoffstandes
erreicht wird. Man kann insbesondere eine der drei folgenden
Lösungen anwenden. Man kann zuallererst den Stoffstand
im Auflaufkasten nicht messen und sich damit begnügen,
nur drei Eingangswerte und drei Ausgangswerte für den Prozeß
zu berücksichtigen. Eine zweite Lösung besteht darin,
daß diese erste Lösung verbessert wird, indem Änderungen im
Stoffstand als meßbare Störung in dem zentralen Regelsystem
berücksichtigt werden. Eine dritte Lösung schließlich besteht
darin, daß der Öffnung eine Regelung für
den Stoffstand überlagert wird. Diese wird in das zentrale
Regelsystem einbezogen, wie dies bereits oben beschrieben
wurde, sie betätigt ein Luftventil, um die Genauigkeit des
Stoffstandes zu verbessern und eine Wechselwirkung Stoffstand-
Gesamtdruck zu unterdrücken.
Es ist ersichtlich, daß man mit der Erfindung über ein sehr
flexibles Regelsystem verfügt, das an die spezifischen
Betriebsanforderungen anpaßbar ist.
Um die Funktionssicherheit der Installation im Falle einer
Störung des zentralen Regelsystems zu gewährleisten, kann
es sinnvoll sein, bereits vorhandene Einzel-Regelschleifen
zumindest für die hydraulischen Meßwerte beizubehalten: Für
den Stoffstand und den Gesamtdruck. Man kann demnach in
einer ersten Ausführung, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist,
in welcher das zentrale Regelsystem 18 dem in Fig. 3 entspricht,
diese Regelschleifen (Meßfühler für Stoffstand 20′,
Regeleinrichtung 80, Ventil für Druckluft 14 und Druckmeßfühler
22′, Regeleinrichtung 81, Stoffpumpe 3) als Sicherheitseinrichtungen
ansehen, die dann in Betrieb genommen
werden, wenn eine Störung oder ein Ausfall in dem zentralen
Regelsystem festgestellt wird, beispielsweise durch eine
Überwachungseinrichtung (einen sogenannten "Wachhund").
Es genügt, hierfür ein System von Umschaltern 82, 83 vorzusehen,
die die Stelleinrichtungen nicht wie im Normalbetrieb
mit dem zentralen Regelsystem, sondern mit den jeweilig
zugehörigen Regeleinheiten der Einzel-Regelschleifen
verbinden.
Eine zweite Lösung besteht darin, daß die Einzel-Regelschleifen
permanent benutzt werden und das zentrale Regelsystem
dabei nicht direkt auf die Stelleinrichtungen dieser Schleifen
einwirkt, sondern auf die Sollwerte der Regler der Einzel-
Regeleinrichtungen. Eine derartige Lösung ist in Fig. 14
dargestellt. Man sieht ein zentrales multivariables Regelsystem
18, beispielsweise wie in Fig. 3, bei dem das Steuersignal
28 nicht mehr direkt auf das Ventil für Druckluft 14,
sondern auf den Sollwert für die Regeleinrichtung 80 einwirkt,
die in einer Analog-Regelschleife angeordnet ist,
die auch den Stoffstand-Meßfühler und das Druckluftventil
14 enthält, und wobei der Steuerbefehl 30 nicht direkt auf
die Stoffpumpe 3, sondern auf den Sollwert für die Regeleinrichtung
81 einwirkt, welche in einer Analog-Regelschleife
angeordnet ist, die zudem einen Gesamtdruckmeßfühler und
die Stoffpumpe 3 aufweist.
Bezugszeichenliste:
Bezugszeichenliste:
1Zuleitung
2Einlaßventil
3Stoffpumpe
4Verbindungsleitung
5Reiniger
6Leitung
7Stoffauflaufkasten
8Auslaufschlitz
9umlaufendes Endlossieb
10Trog (Siebwasserbehälter)11Luftkissen12Luftpumpe13Rohrleitung14Ventil für Druckluft15Rückflußleitung16Rückflußventil17Lippe18zentrales Regelsystem19Prozeß der Siebpartie20Information über Stoffstand im Stoffauflaufkasten20′Meßfühler für Stoffstand21Information über Konsistenz21′Meßfühler für Stoffkonsistenz22Information über Gedamtdruck22′Druckmeßfühler23Infomation über Spalt der Lippe 17 23′Spaltbreitenmeßfühler24Sollwert für Stoffstand25Sollwert für Konsistenz26Sollwert für Stoffgeschwindigkeit27Sollwert fpr StoffausflußU₁Stellglied für Stoffventil 2
U₂Stellglied für Stoffpumpe
U₃Stellglied für Druckluft-Ventil
U₄Stellglied für den Spalt der Lippe 17 am Auslauf 8
YAusgangsvektor
ZSollwertvektor
USteuerbefehlsvektor
28
Steuerbefehl für Stellglied des Luftventils 14
29
Steuerbefehl für Stellglied des Stoffventils 2
30
Steuerbefehl für Stellglied der Speisepumpe 3
31
Steuerbefehl für Stellglied für Spalt der Lippe 17
32
Information über die Konsistenz des frischen Papierstoffes
33
Prozeßmodell
34
Modell der meßbaren Störungen
35
Addierglied
36
Komparator
37
Regelungsbezugsmodell
38
Addierglied
39
Ablaufbezugsmodell
40
Addierglied
41
Matrix KYd
42
Verzögerungsvorrichtung AT
44
Matrix KU₁
45
Addierglied
46
Matrix KX
47
Matrix KE
48
Matrix KES
49
Rechnerblock
50
Eingang des Rechnerblocks
51
Flächengewichtsregler
52
Eingabe der Information des Flächengewichts-Fühlers
53
Flächengewichts-Meßfühler
54
Trockenpartie
55
Sollwert für Flächengewicht
56
Meßfühler für Siebgeschwindigkeit
57
Meßwert des Meßfühlers 56
58
Signal über Ausflußgeschwindigkeit
59
Verhältnis Ausflußgeschwindigkeit/Siebgeschwindigkeit
60
Regelstufe
61
Sollwert
62
Signal für Einstellwert der Ausflußgeschwindigkeit
63
Gesamtdruck über der Zeit
64
Stoffstand über der Zeit
65
Konsistenz über der Zeit
66
Maßstabspfeil
67
Gesamtdruck über der Zeit
68
Stoffstand über der Zeit
69
Konsistenz über der Zeit
70
Signal über Lippen-Spalt
71
Stoffstand-Meßfühler
72
Ausgang des Stoffstand-Meßfühlers
73
Regelstufe
74
Sollwert für Stoffstand
75
Signal für meßbare Störung
76
Stoffstand in der Rückführung
77
Sollwert für den Stoffstand in der Rückführung
78
Steuerbefehl für das Rückführungsventil
79
Rückführungsventil
80
Einzel-Regeleinrichtung
81
Einzel-Regeleinrichtung
82
Umschalter
83
Umschalter
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Regelung der Parameter (Prozeßgrößen) des
Stoffauflaufes einer Papiermaschine mit Meßfühlern zur
direkten Messung der Prozeßparameter (z. B. Konsistenz,
Stand des Papierstoffes im Stoffauflauf, Gesamtdruck im
Auflaufkasten, Öffnung des Auslaufschlitzes)
und Stellgliedern (z. B. Ventil für die Stoffzuführung,
Stoffpumpe, Ventil für die Druckluft, Lippenöffnung des
Stoffaustrittes),
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Mehrzahl der
Meßfühler (20′ bis 23′) mit einer zumindest gleichen Anzahl
von Stellgliedern (U₁ bis U₄) über ein zentrales Regelsystem
(18) verbunden sind, welches eine Steuerung eines
jeden Stellgliedes (U₁ bis U₄) unter Berücksichtigung und
Verarbeitung des Meßwertes wenigstens eines Meßfühlers (20′
bis 23′) durchführt, wobei unter Auswertung der Ausgangssignale
sämtlicher Meßfühler (20′ bis 23′) in einem resultierenden
Regelungsvorgang nur der regelungsbedürftige
Parameter ohne Rückwirkung auf die übrigen verstellt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die einen Meßfühler (53)
für das Flächengewicht am Ausgang der hinter dem Stoffauflaufkasten
(7) befindlichen Trockenpartie (54) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Flächengewicht-Meßfühler
(53) ein Flächengewicht-Regler (51) zur Eingabe eines
den Stofffluß am Auslauf des Stoffauflaufkastens (7) einstellenden
Sollwertes (27) in das zentrale Regelsystem (18)
verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, in der ein Feuchtigkeits-
Meßfühler am Ausgang der Trockenpartie (54) der Papiermaschine
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der
Feuchtigkeits-Meßfühler mit auf das Flächengewicht und auf
Feuchtigkeitsmessungen ansprechenden Mitteln sowie mit
einer die Maschinengeschwindigkeit steuernden Stelleinrichtung
zusammenwirkt zur Eingabe eines den Stoffausfluß
am Auslaß des Stoffauflaufkastens (7) steuernden Signals in
das zentrale Regelsystem (18).
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, die Mittel aufweist, die
entweder auf ein Ausgangssignal (22) des den Gesamtdruck
im Stoffauflaufkasten (7) messenden Meßfühlers (22′) oder
auf ein Ausgangssignal eines zusätzlichen, die Strahlgeschwindigkeit
am Stoffauflaufkasten (7) messenden Meßfühlers
und auf ein die Siebgeschwindigkeit am Auslaß des
Stoffauflaufkastens repräsentierendes Signal ansprechen
zur Lieferung der Verknüpfung zwischen diesem Ausgangssignal
und diesem Geschwindigkeitssignal, dadurch gekennzeichnet,
daß diese Verknüpfung in eine Regelstufe (60)
eingegeben wird, die einen Einstellwert (26) für den Gesamtdruck
oder die Stoffgeschwindigkeit für das zentrale
Regelsystem (18) bildet.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stellglieder (U₁, U₂, U₃, U₄) über
das zentrale Regelsystem (18) jeweils auf ein Einlaß-Ventil
(2) in der Papierfaserstoff-Zuleitung (1) zum Stoffauflaufkasten
(7), auf die Stoffpumpe (3) in der Zuleitung
(1), auf ein Ventil (14) für die Zufuhr von Druckluft oberhalb
des Stoffspiegels in dem Stoffauflaufkasten und auf
eine Spaltsteuerung des Auslasses des Stoffauflaufkastens
(7) wirken.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß einer ihrer Parameter unabhängig von
dem zentralen Regelsystem (18) geregelt ist und ein Meßsignal
dieses einen Parameters in das zentrale Regelsystem
(18) als meßbare Störung eingegeben wird.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der Auslaß des Stoffauflaufkastens (7) einen Spalt mit
unabhängig vom zentralen Regelsystem (18) veränderbarer
Öffnung aufweist, und daß die Stelleinrichtungen auf ein
Einlaß-Ventil (2) in der Papierfaserstoff-Zuleitung (1)
zum Stoffauflaufkasten (7), auf die Stoffpumpe (3) in der
Zuleitung (1) und auf ein die Druckluftzufuhr in den Stoffauflaufkasten
überwachendes Ventil (14) wirken und ein der
Spaltöffnung entsprechendes Signal (70) in das zentrale
Regelsystem (18) als meßbare Störung eingegeben wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Regelung des Stoffstandes im Stoffauflaufkasten (7)
unabhängig von dem zentralen Regelsystem (18) erfolgt und
die Stelleinheiten auf ein Einlaß-Ventil (2) in der Papierfaserstoff-
Zuleitung (1) zum Stoffauflaufkasten (7), auf
die Stoffpumpe (3) in der Zuleitung (1) und auf ein Stellglied
(31) für die Spaltweite wirken und ein dem Stoffstand
im Stoffauflaufkasten entsprechendes Signal (75) in
das zentrale Regelsystem (18) als meßbare Störung eingegeben
wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 5, deren Stoffauflaufkasten (7)
eine Rückführung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß ein
Meßfühler zur Erfassung des Stoffstandes (76) in der Rückführung
und eine auf ein Rückflußventil (79) wirkende Stelleinheit
vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie zusätzlich zu dem zentralen Regelsystem (18) mindestens
eine Einzel-Regeleinrichtung (80, 81) aufweist, auf
welche die entsprechenden, normalerweise vom zentralen Regelsystem
(18) geregelten Stelleinrichtungen im Falle einer
Betriebsstörung des zentralen Regelsystems schaltbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie mindestens eine Einzel-Regeleinrichtung aufweist, die
auf das zentrale Regelsystem (18) über mindestens einen der
Sollwerte für den Stoffstand (24) für die Konsistenz (25),
für die Stoffgeschwindigkeit (26) bzw. für den Stoffausfluß
(27) anspricht.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sie Mittel (Störungssignale Up(k)) zur Einführung einer
Information über die Konsistenz des frischen Papierstoffes
(32) als meßbare Störung in das zentrale Regelsystem (18)
aufweist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR7820428A FR2429867A1 (fr) | 1978-06-30 | 1978-06-30 | Commande du fonctionnement de la caisse de tete d'une machine a papier |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2926072A1 DE2926072A1 (de) | 1980-01-10 |
DE2926072C2 true DE2926072C2 (de) | 1988-02-04 |
Family
ID=9210503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19792926072 Granted DE2926072A1 (de) | 1978-06-30 | 1979-06-28 | Verfahren und vorrichtung zur prozesssteuerung der auflaufeinrichtung in der siebpartie einer papiermaschine |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4374703A (de) |
CA (1) | CA1115573A (de) |
DE (1) | DE2926072A1 (de) |
ES (1) | ES482071A1 (de) |
FR (1) | FR2429867A1 (de) |
GB (1) | GB2025088B (de) |
IT (1) | IT1119789B (de) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19911394A1 (de) * | 1999-03-15 | 2000-09-21 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren zum Betreiben einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung von Materialbahnen |
DE19913926A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-09-28 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren zur Herstellung, insbesondere zur Beeinflussung von Qualitätseigenschaften, einer Materialbahn |
DE19923149A1 (de) * | 1999-05-20 | 2000-11-23 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Regelung des Druckes in einer Stoffauflaufdüse |
Families Citing this family (44)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE454365B (sv) * | 1980-06-02 | 1988-04-25 | Svenska Traeforskningsinst | Sett for styrning av en pappersbanas egenskaper tvers matningsriktningen i en pappersmaskin |
SE428810B (sv) * | 1981-12-01 | 1983-07-25 | Karlstad Mekaniska Ab | Regelersystem for reglering av en flerskiktsinloppslada for en pappersmaskin |
US4500968A (en) * | 1982-06-29 | 1985-02-19 | Domtar Inc. | Paper machine wet line control |
SE431663B (sv) * | 1982-07-06 | 1984-02-20 | Karlstad Mekaniska Ab | Forfarande och anordning for avgivande av en flerskiktsmeldstrale till en formningsyta i en pappersmaskin |
SE463269B (sv) * | 1984-04-11 | 1990-10-29 | Sensodec Oy | Foerfarande och anordning foer att lokalisera fel i funktionen hos en pappersmaskins maskindelar |
DE3514554C3 (de) * | 1984-09-19 | 1998-01-08 | Escher Wyss Gmbh | Stoffauflauf-Vorrichtung für eine Papiermaschine und Verfahren zu deren Betrieb |
FI75671B (fi) * | 1984-11-16 | 1988-03-31 | Robotest Oy | Anordning foer maetning av pappers fuktighet och grundvikt. |
US4680089A (en) * | 1985-01-22 | 1987-07-14 | Measurex Corporation | Process for controlling the formation of sheet material |
US4661911A (en) * | 1985-01-31 | 1987-04-28 | Beloit Corporation | Adaptive constant refiner intensity control |
US4758308A (en) * | 1985-03-05 | 1988-07-19 | Carr Wayne F | System for monitoring contaminants with a detector in a paper pulp stream |
US4970895A (en) * | 1985-05-02 | 1990-11-20 | Measurex Corporation | System and method for the determination of certain physical characteristics of sheet materials. |
US4866984A (en) * | 1985-10-04 | 1989-09-19 | Measurex Corporation | Sensor and system for continuous determination of paper strength |
JPH0241501A (ja) * | 1988-08-01 | 1990-02-09 | Fuji Photo Film Co Ltd | 混合液の物性値制御方法 |
US5093795A (en) * | 1989-04-05 | 1992-03-03 | Measurex Corporation | Dual mode cross-directional moisture control |
US5262955A (en) * | 1989-04-05 | 1993-11-16 | Measurex Corporation | Dual mode cross-directional moisture control |
FI85731C (fi) * | 1989-06-01 | 1997-08-20 | Valmet Paper Machinery Inc | Reglersystem i en pappers- eller kartongmaskin |
FI81848C (fi) * | 1989-07-17 | 1990-12-10 | Valmet Paper Machinery Inc | Foerfarande foer reglering och on-line maetning av fiberorienteringen av en bana som framstaells pao en pappersmaskin. |
GB2236876A (en) * | 1989-10-12 | 1991-04-17 | Bpb Industries Plc | Control of the manufacture of plaster board |
US5145560A (en) * | 1989-12-29 | 1992-09-08 | Weyerhaeuser Company | Method and apparatus for monitoring and controlling the velocity of a jet along the slice opening of a papermaking machine |
US6355142B1 (en) * | 1990-11-01 | 2002-03-12 | Fort James Corporation Of Virginia | Method of controlling headbox jet velocity for foamed furnishes |
US5071514A (en) * | 1990-12-17 | 1991-12-10 | Francis Systems, Inc. | Paper weight sensor with stationary optical sensors calibrated by a scanning sensor |
US5454912A (en) * | 1992-09-25 | 1995-10-03 | Dougherty; Steven J. | Suspension quality monitoring apparatus |
US5740033A (en) * | 1992-10-13 | 1998-04-14 | The Dow Chemical Company | Model predictive controller |
US5825653A (en) * | 1997-03-14 | 1998-10-20 | Valmet Corporation | Method for overall regulation of a former of a paper machine or equivalent |
US5812404A (en) * | 1996-04-18 | 1998-09-22 | Valmet Corporation | Method for overall regulation of the headbox of a paper machine or equivalent |
DE19634996C2 (de) * | 1996-08-30 | 2000-05-25 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Stoffdichtegeregelter Stoffauflauf mit Papierstoffkonsistenzregelung |
DE19634997C2 (de) | 1996-08-30 | 1999-08-05 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Regeleinrichtung mit einer Sensoren-Mehrzahl |
DE19736047A1 (de) * | 1997-08-20 | 1999-02-25 | Voith Sulzer Papiermasch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Flächengewichts einer Papier- oder Kartonbahn |
US6092003A (en) * | 1998-01-26 | 2000-07-18 | Honeywell-Measurex Corporation | Paper stock shear and formation control |
US6080278A (en) * | 1998-01-27 | 2000-06-27 | Honeywell-Measurex Corporation | Fast CD and MD control in a sheetmaking machine |
US6149770A (en) | 1998-04-14 | 2000-11-21 | Honeywell-Measurex Corporation | Underwire water weight turbulence sensor |
DE19911395A1 (de) | 1999-03-15 | 2000-09-21 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Vorrichtung zum Bestimmen von Eigenschaften einer laufenden Materialbahn und/oder einer Maschine zu deren Herstellung und/oder Veredelung |
DE19922817A1 (de) * | 1999-05-19 | 2000-11-23 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Flächengewichts einer Papier- oder Kartonbahn |
US6290816B1 (en) * | 1999-07-21 | 2001-09-18 | Voith Sulzer Paper Technology North America, Inc. | Paper machine with closed loop control system |
FI19991793A (fi) * | 1999-08-23 | 2001-02-24 | Andritz Ahlstrom Oy | Menetelmä paperikoneen tai vastaavan lähestymisjärjestelmän toiminnan ohjaamiseksi |
US6421575B1 (en) * | 1999-12-01 | 2002-07-16 | Metso Paper Automation Oy | Method and control arrangement for controlling sheet-making process |
FI115081B (fi) * | 2001-10-19 | 2005-02-28 | Metso Automation Oy | Menetelmä ja laitteisto paperikoneen massaosaston toiminnan ohjaamiseksi |
US6807510B1 (en) | 2003-05-05 | 2004-10-19 | Honeywell Acsa Inc. | Model predictive controller for coordinated cross direction and machine direction control |
US8126575B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-02-28 | Fakhruddin T Attarwala | Universal model predictive controller |
US8155932B2 (en) * | 2009-01-08 | 2012-04-10 | Jonas Berggren | Method and apparatus for creating a generalized response model for a sheet forming machine |
US8209048B2 (en) * | 2009-01-12 | 2012-06-26 | Abb Automation Gmbh | Method and apparatus for creating a comprehensive response model for a sheet forming machine |
US20100198364A1 (en) * | 2009-02-05 | 2010-08-05 | Shih-Chin Chen | Configurable Multivariable Control System |
CN104746376B (zh) * | 2015-04-17 | 2016-10-05 | 陕西科技大学 | 基于压缩空气鼓风的流浆箱进气量控制系统及其控制方法 |
RU2753316C1 (ru) * | 2020-10-13 | 2021-08-13 | Николай Васильевич Байкин | УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВЕСА 1м 2 БУМАЖНОГО ПОЛОТНА |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3084314A (en) * | 1959-08-28 | 1963-04-02 | Lab For Electronics Inc | Thickness control servosystem |
US3703436A (en) * | 1970-02-03 | 1972-11-21 | Industrial Nucleonics Corp | Anticipatory control of headbox slice opening in a paper machine |
US3661701A (en) * | 1970-06-23 | 1972-05-09 | Westvaco Corp | Method and apparatus for controlling rush-drag in a paper machine |
US3801426A (en) * | 1970-08-26 | 1974-04-02 | Westinghouse Electric Corp | Dryer control and grade change system for a paper machine |
US3926719A (en) * | 1972-01-25 | 1975-12-16 | Industrial Nucleonics Corp | Dry line controller |
US3886036A (en) * | 1972-03-13 | 1975-05-27 | Measurex Corp | Method of controlling a drier limited paper machine |
-
1978
- 1978-06-30 FR FR7820428A patent/FR2429867A1/fr active Granted
-
1979
- 1979-06-26 CA CA330,599A patent/CA1115573A/fr not_active Expired
- 1979-06-28 DE DE19792926072 patent/DE2926072A1/de active Granted
- 1979-06-29 ES ES482071A patent/ES482071A1/es not_active Expired
- 1979-06-29 IT IT49586/79A patent/IT1119789B/it active
- 1979-06-29 GB GB7922631A patent/GB2025088B/en not_active Expired
-
1981
- 1981-01-08 US US06/223,564 patent/US4374703A/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19911394A1 (de) * | 1999-03-15 | 2000-09-21 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren zum Betreiben einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung von Materialbahnen |
DE19913926A1 (de) * | 1999-03-26 | 2000-09-28 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Verfahren zur Herstellung, insbesondere zur Beeinflussung von Qualitätseigenschaften, einer Materialbahn |
DE19923149A1 (de) * | 1999-05-20 | 2000-11-23 | Voith Sulzer Papiertech Patent | Regelung des Druckes in einer Stoffauflaufdüse |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2429867B1 (de) | 1982-04-02 |
ES482071A1 (es) | 1980-04-01 |
DE2926072A1 (de) | 1980-01-10 |
GB2025088A (en) | 1980-01-16 |
GB2025088B (en) | 1982-12-15 |
US4374703A (en) | 1983-02-22 |
FR2429867A1 (fr) | 1980-01-25 |
IT7949586A0 (it) | 1979-06-29 |
CA1115573A (fr) | 1982-01-05 |
IT1119789B (it) | 1986-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2926072C2 (de) | ||
EP0789107B1 (de) | Stoffauflauf für Papiermaschinen | |
DE69936038T2 (de) | Steuerung der nasspartie einer papiermaschine | |
DE19926087C2 (de) | Verfahren zur Regelung des Flächengewichts von Papier oder Karton in einer Papier- oder Kartonmaschine | |
DE19634997A1 (de) | Regeleinrichtung mit einer Sensoren-Mehrzahl | |
EP0898014B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung oder Regelung des Flächengewichts einer Papier- oder Kartonbahn | |
DE19501077A1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Regelung von Mehrgrößensystemen | |
EP0894895B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Erkennung und Korrektur einer Faserorientierungs-Querprofil-Veränderung | |
DE10084320B3 (de) | Verfahren zum Steuern der Feuchtigkeit einer Papier- oder Kartonbahn in einer Beschichtungsanlage | |
DE19901211A1 (de) | Schnelle Regelung bzw. Steuerung einer Flächenmasse für Papiermaschinen | |
DE69616652T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Anwendung in einer Papiermaschine zur seitlichen Ausrichtung des Qualitätsprofils quer zur Bahnrichtung eines mittels dieser Maschine hergestellten Bahnmaterials | |
AT413111B (de) | Verfahren und anordnung in verbindung mit einer papiermaschine oder einer vorrichtung zur weiterverarbeitung einer papierbahn | |
DE69026873T2 (de) | Verfahren zur Regelung und On-Line-Messung der Faserorientierung einer Bahn, gemacht auf einer Papiermaschine | |
CH673292A5 (de) | ||
EP0803011A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur ermittlung der auswirkung der verstellung von stellgliedern | |
EP0898013B1 (de) | Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung oder Regelung eines Bahneigenschaftsprofils | |
DE19634996C2 (de) | Stoffdichtegeregelter Stoffauflauf mit Papierstoffkonsistenzregelung | |
DE69718873T2 (de) | Verfahren zur stauffauflauf- und/oder formergesamtregelung einer papiermaschine oder dergleichen | |
DE4232826C1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung der Totzeit einer Regelgröße und ihre Verwendung | |
EP1780333B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Faserstoffbahn | |
DE4423695A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn | |
DE2105048A1 (de) | Verfahren zur Steuerung der Vorlaufge schwmdigkeit und/oder der Qualltat eines faserhaltigen Bandmaterial | |
DE19962250B4 (de) | Verfahren zur Regelung des Stoffauflaufs einer Papiermaschine/Kartonmaschine und Stoffauflaufkonstruktion einer Papiermaschine/Kartonmaschine | |
DE60223491T2 (de) | Verfahren und System zur Steuerung der Papierformation | |
DE102007049775B3 (de) | Regeleinrichtung und -verfahren zur Flächengewichtsregelung sowie damit ausgestattete Papiermaschine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |