DE3741128A1 - Verfahren zur steuerung und/oder ueberwachung eines bahnbeschichtungstrocknungsprozesses - Google Patents

Verfahren zur steuerung und/oder ueberwachung eines bahnbeschichtungstrocknungsprozesses

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DE3741128A1 DE19873741128 DE3741128A DE3741128A1 DE 3741128 A1 DE3741128 A1 DE 3741128A1 DE 19873741128 DE19873741128 DE 19873741128 DE 3741128 A DE3741128 A DE 3741128A DE 3741128 A1 DE3741128 A1 DE 3741128A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung des Beschichtungsprozesses, speziell Beschichtungstrocknungsprozesses einer Bahn, wobei in dem Verfahren eine endlose Papier- oder Kartonbahn durch ein oder mehr Streichwerke geführt wird, in welchen auf eine oder beide Seiten der Bahn Streichmasse aufgetragen wird, mit welcher behandelt die Bahn zur Beschichtungstrocknung durch einen oder mehrere Trockner geführt wird, in dem/denen Mehr­ zylindertrocknung und/oder berührungslose Luftschwebetrock­ nung und/oder Infrarottrocknung angewendet wird, und in dem Verfahren ein Computer für die Prozeßsteuerung eingesetzt wird.
Papierbahnen werden in an sich bekannter Weise ent­ weder mit separaten Streichvorrichtungen oder mit der Papier­ maschine integrierten On-machine-Vorrichtungen oder Oberflä­ chenleimvorrichtungen beschichtet, die hinter der Trocken­ partie der Papiermaschine arbeiten derart, daß die zu strei­ chende Bahn vom Mehrzylindertrockner in die Streichvorrich­ tung geführt wird, auf welche ein oder mehr Luftschwebe- und/oder Infrarotstrahlentrockner und schließlich z. B. eine Trockenzylindergruppe als Nachtrockner folgen. Eine typische Anwendung für diese Erfindung ist gerade die genannte, auf die Streichvorrichtung folgende Trockenpartie.
Es sind sog. Schwebetrockner bekannt, in denen Papier­ bahnen, Kartonbahnen oder dergleichen berührungslos getrock­ net werden. Schwebetrockner werden z. B. in Papierstreich­ vorrichtungen hinter dem Walzen- oder Bürstenstreichwerk zum berührungslosen Tragen und Trocknen der gestrichenen nassen Bahn eingesetzt. In Schwebetrocknern werden verschiedene Trocknungs- und Tragluftblasdüsen und deren Kombinationen angewendet.
Es sind auch verschiedene Trockner bekannt, die auf Strahlungswirkung, speziell auf Infrarotstrahlungswirkung beruhen. Beim Einsatz von Infrarotstrahlung besteht der Vor­ teil darin, daß ein großer Wärmestrom schnell in die Bahn geleitet werden kann, weil die Strahlung eine verhältnismäßig große Eindringtiefe hat, die mit kleiner werdender Wellen­ länge wächst.
Der Beschichtungstrocknungsprozeß ist sehr kompliziert und zu seiner Steuerung und Überwachung ist nötig, mehrere verschiedene Prozeßparameter zu wissen. Die Überwachung und Regelung der Trocknung in Streichmaschinen erfolgt in an sich bekannter Weise mit Hilfe folgender Meßdaten: Temperaturen der Trocknungsluft des Schwebetrockners, Kammerdrücke der Trocknungsluft des Schwebetrockners, Feuchtigkeitsgehalt der gestrichenen Bahn nach der Trocknung, Dampfdrücke der Zylin­ der des als Nachtrockner dienenden Mehrzylindertrockners und el. Stromverbrauch des Infrarottrockners. Die genannten Daten sagen dem Bediener jedoch noch nichts aus u. a. über die Verteilung der Verdampfung unter den einzelnen Trocknungs­ einheiten und wie effektiv diese Einheiten sowohl energie­ wirtschaftlich als auch qualitativ beim Fahren verschiedener Papiersorten arbeiten.
Bei bekannten Steuerungs- und Überwachungssystemen des Streichens und der Strichtrocknung von Papierbahnen haben sich u. a. folgende Schwächen gezeigt. Nach einem Bahnriß oder Sortenwechsel war eine verhältnismäßig lange "Ausregel­ zeit" nötig, während der die Bahn in den Ausschuß geht, bevor wieder eine zufriedenstellende Qualität gefahren werden kann. Auch das Qualität/Produktionskosten-Verhältnis ließ zu wün­ schen übrig, insbesondere bezüglich der Energiekosten. Die bekannten Systeme erfordern verhältnismäßig viel Überwachung und besonders fachkundiges Überwachungspersonal. Alles in allem haben die bekannten Systeme dem Bedienungspersonal nicht genügend Daten aus dem Streichprozeß geliefert und das Personal beim Suchen von Funktionsstörungen und beim Optimie­ ren der Qualität des Produktionsprozesses und des Papieres nicht genügend unterstützt Weiter haben die heute betrie­ benen Systeme z. B. für die Bemühungen, die Papierqualität durch Forschungstätigkeit zu verbessern, nicht genügend Informationen bereitgestellt.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein neues Steuerungs- und Überwachungssystem für den Streichprozeß, speziell den Beschichtungstrocknungsprozeß, mit Hilfe von On-line-Simulation zu schaffen. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Steuerungs- und Überwachungssystem zu schaffen, durch dessen Anwendung bessere Papierqualität und effektivere Trocknung erzielt wird, sowohl bezüglich des Energieverbrauchs als auch der Qualität.
Zur Erreichung der im vorstehenden genannten und wei­ ter unten deutlich werdenden Ziele ist für die Erfindung im wesentlichen charakteristisch, daß in dem Verfahren ein Prozeßmodell angewendet wird, das aufgrund von Probeläufen, On-line-Messungen und/oder der Trocknungstheorie des zu steuernden Prozesses oder dessen Äquivalents erstellt ist, daß aufgrund des genannten Prozeßmodells wenigstens die Ver­ dampfungsleistungen der einzelnen Trocknungseinheiten und die Trockengehalte der zu streichenden Papierbahn und die Tempe­ raturen nach jedem der genannten Trockner berechnet werden, daß von einer sog. Sorten- und Rezeptkarte sortenbezogene Sollwertparameter, die der zu fahrenden Bahnsorte entspre­ chen, in das Trocknungsmodell gegeben werden, daß in bestimmten Zeitabständen in das Simulationsprogramm neue Ausgangswerte eingegeben werden, als welche die von den verschiedenen Meßgebern des Streichprozesses erhaltenen Meß­ werte der Prozeßparameter und möglicherweise die im Labor analysierten Bahn- und Beschichtungsproben verwendet werden, und daß zur Minimierung der Ungenauigkeiten des Prozeßmodells in dem Verfahren ein adaptierendes Prozeßmodell angewendet wird, zu welchem Zweck im Prozeßmodell ein oder mehr bestimmte Parameter als Veränderliche behalten werden, die anhand der neuen Prozeß-Ausgangswerte in der richtigen Richtung adap­ tiert werden derart, daß das Prozeßmodell als Ergebnis für die gemessenen Parameter Werte gibt, die den Meßergebnissen entsprechen.
Das in der Erfindung angewendete adaptierte und mit Hilfe von Simulationstechnik geschaffene Prozeßmodell beruht auf Messungen, Probeläufen und Trocknungstheorie. Das in der Erfindung anzuwendende Simulationsprogramm berechnet aus den Ausgangsdaten z. B. die Verdampfung aus der gestrichenen Bahn, den Trockengehalt und die Temperatur der Papierbahn, die Lage und Temperatur des Erstarrungsbereichs der Streich­ farben, den Energieverbrauch der verschiedenen Trocknungs­ einheiten.
Das in der Erfindung genutzte Simulationsprogramm enthält ein oder mehr offene Parameter, zweckmäßig Luft­ trocknungs-Wärme- und -Stoffübertragungskoeffizient zwischen Trocknungsluft und zu trocknender Bahn unter Berücksichtigung der Feuchtigkeitsleitfähigkeitseigenschaften von Bahn und Beschichtung. Der genannte Parameter wird überschlagsweise aus dem Prozeß bestimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zur Rege­ lung als auch zur Optimierung des Prozesses angewendet werden.
Weil im Streichprozeß im allgemeinen bis zu drei ver­ schiedene Heizenergien verwendet werden, nämlich Dampf in den Trockenzylindern, el. Strom im Infrarottrockner und Erdgas im Schwebetrockner, und deren Preisverhältnisse variieren, ist erforderlich, die Verhältnisse der einzelnen Energiefor­ men zu optimieren, um ein möglichst günstiges Qualität-Trock­ nungsenergie-Verhältnis zu erzielen. Auch diese Optimierung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren realisiert werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient auch als indirek­ tes Meßsystem, mit dem eine große Menge Meßparameter gesam­ melt und in den Speicher des Computers eingespeichert werden können, und diese Daten können zur Weiterentwicklung des Streichprozesses und in der Erfindung zur Erteilung des Pro­ zeßmodells und des Simulationsprogramms genutzt werden. Damit kann in der Erfindung von einem sehr grob gefaßten Prozeß­ modell ausgegangen werden und es kann mit der Zeit genau dem zu steuernden Streichprozeß und den variierenden Betriebs­ verhältnissen entsprechend präzisiert und weiterentwickelt werden. Zur genannten Entwicklungstätigkeit gehören in Labor­ tests gesammelte Qualitätsdaten, die mit den aus den Fahr­ parametern gesammelten Daten zusammen zur Erstellung der Sor­ tenkarten der verschiedenen zu streichenden Sorten benutzt werden, welche Sortenkarten im Verfahren als sortenspezifi­ sche Sollwertparameterserien angewendet werden.
Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf einige in den Abbildungen der beigefügten Zeichnung schema­ tisch dargestellte Ausführungsbeispiele, auf deren Einzel­ heiten die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, ausführlich beschrieben.
Fig. 1 zeigt schematisch und zum Teil als Block­ schema ein erfindungsgemäßes Steuerungs- und Überwachungssystem und den mit diesem zu steuernden und zu überwachenden Streich­ prozeß.
Fig. 2 zeigt als Datenflußplan das Funktionsprinzip des erfindungsgemäßen Systems.
Fig. 3 zeigt ein Beispiel eines Überwachungsfeldes des erfindungsgemäßen Computers.
Fig. 4 zeigt grafisch die Korrekturkonstante des in der Erfindung verwendeten offenen Parameters als Funktion der Zeit.
In Fig. 1 ist ein Beispiel eines mit dem erfindungs­ gemäßen Verfahren überwachten und gesteuerten Prozesses gezeigt, das im folgenden beschrieben wird. Die zu beschich­ tende Papierbahn W in kommt in das Streichwerk 30, das aus übereinanderliegenden Streichwalzen 31 und 32 besteht. Die Streichwalzen 31 und 32 bilden zwischen sich einen Streich­ spalt N, in dem das ein- oder beidseitig an die Walzen oder die Bahn gespeiste Streichmittel, wie z. B. Leim oder Masse, an die Bahn W gepreßt wird. Nach dem Streichspalt N ist die Bahn W vom Streichmittel befeuchtet und sie wird in verti­ kalem Zug W 1 zur Beschichtungstrocknung überführt.
Die Beschichtungstrocknungseinheit besteht in Lauf­ richtung der Bahn W aus einem ersten Infrarottrockner 44, in dem ein- oder beidseitig Infrarotstrahlung R auf die Bahn W gerichtet wird.
Nach der Infraroteinheit 44 wird die Bahn W in drei aufeinander folgende Schwebetrocknereinheiten 40, 50 und 55 geführt. Die Schwebetrocknereinheiten 40, 50 und 55 bestehen aus oberseitigen Gehäuseteilen 41, 51 und 56 und unterseiti­ gen Gehäuseteilen 42, 52 und 57, die untereinander Behand­ lungszwischenräume 43, 53 und 58 eingrenzen, in denen die Bahn W in an sich bekannter Weise mit heißen Luftstrahlen, zweckmäßig beidseitig, berührungslos getrocknet und getragen wird. Nach der letzten Schwebetrocknereinheit 55 wird die Bahn W in teilweise getrocknetem Zustand in eine Nachtrock­ nungseinheit 60 überführt, die aus einem kurzen Mehrzylinder­ trockner besteht, der aus Trockenzylindern 61, 62, 63, 64 und 65 gebildet wird. Die vollständig getrocknete Bahn W 4 wird danach als Zug W out z. B. zum Aufroller oder dergleichen geführt.
Der Streich- und Trocknungsprozeß ist im vorstehenden äußerst schematisch dargestellt. Ein genaueres Beispiel des Prozesses, an dem das erfindungsgemäße Steuerungs- und Über­ wachungssystem verwendet werden kann, ist in der FI-Anmeldung Nr. 862 427 (eingereicht am 6.6.1986) gezeigt. In genannter Anmeldung sind sowohl ein kombinierter Infrarot-Schwebetrock­ ner als auch die Konstruktionen und die Funktion des Schwebe­ trockners genauer beschrieben.
In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Überwachungssystem schematisch als Einheit 100 dargestellt, die mit dem Prozeß­ computer 110 zusammenarbeit. Weil das erfindungsgemäße System auch zur Regelung einsetzbar ist, ist in Fig. 1 schematisch eine Regelungseinheit 150 gezeigt, die den Prozeß steuert, der in der Abbildung außerdem schematisch als Block 200 dar­ gestellt ist.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden beim Strei­ chen und bei der Beschichtungstrocknung eine große Anzahl verschiedener Prozeßparametermessungen durchgeführt, die in Fig. 1 durch umrandete Bezugsnummern 1-23 gekennzeichnet sind. Es folgt eine Liste der einzelnen, die Messungen be­ zeichnenden Bezugsnummern 1-23.
1, 19 Flächengewicht (g/m²) der Bahn 2, 20 Feuchtigkeitsgehalt (%) der Bahn 3, 21 Temperatur (°C) der Bahn 4 el. Speiseleistung (kW) des IR-Trockners 5, 6, 7 Temperatur (°C) der Blasluft 8, 9, 10 Druck (Pa) im Obergehäuse 11, 12, 13 Heizleistung (dampfbeheizter Schwebetrockner: bar
oder gasbeheizter Schwebetrockner: kg/h) 14, 15, 16 Druck (Pa) im Untergehäuse 17 Dampfdruck (bar) der Zylinder 18 Dampfmenge (t/h) zu den Zylindern 22 Temperatur (°C) der Beschichtung 23 Maschinengeschwindigkeit (m/min)
Wie im vorstehenden gesagt, wird vor dem Streichwerk und dessen Streichpressenspalt N das Flächengewicht der Bahn W (Messung 1), der Feuchtigkeitsgehalt (Messung 2) der Bahn und die Temperatur (Messung 3) der Bahn W gemessen, und die auf diese Weise erzeugten Meßsignale werden über den Anschluß a in die Zentraleinheit 100 geleitet. Am Streichwerk wird z. B. die Temperatur der zu streichenden Streichmasse gemes­ sen und das Meßsignal wird über den Anschluß k zur Zentral­ einheit 100 übertragen. An den Schwebetrocknereinheiten 40, 50, 55 werden die Temperaturen der in die oberseitigen Ein­ heiten 41, 51 und 56 zu speisenden Blasluftströme als Messun­ gen 8, 9 und 10 gemessen und die Meßergebnisse werden über die Anschlüsse c und d zur Zentraleinheit 100 geleitet. An der Infraroteinheit 44 wird die el. Stromleistungsmessung 4 durchgeführt, welches Meßergebnis über den Anschluß b zur Zentraleinheit 100 geleitet wird. Auf gleiche Weise werden die Heizleistungsmessung 11 der ersten Schwebeeinheit 40, die Heizleistungsmessung 12 der zweiten Schwebeeinheit 50 und die Heizleistungsmessung 13 der dritten Schwebeeinheit 55 sowie die Druckmessungen 14, 15 und 16 der Untergehäuse 42, 52 und 57 durchgeführt und die genannten Meßergebnisse werden über die Anschlüsse e, f und g zur Zentraleinheit 100 geleitet. An der Zylindergruppe 60 wird die Dampfdruckmessung 17 und Dampfmengenmessung 18 der Zylinder 61-65 durchgeführt, welche Meßergebnisse über den Anschluß h zur Zentraleinheit 100 ge­ leitet werden. Außerdem werden die Flächengewichtsmessung 19 der Bahn W, die Feuchtigkeitsgehaltsmessung 20 der Bahn und die Bahntemperaturmessung 21 sowie die Geschwindigkeitsmes­ sung 23 der Bahn W hinter dem Nachtrockner 60 an der getrock­ neten Bahn W out durchgeführt, deren Meßergebnisse über die Anschlüsse i und j zur Zentraleinheit 100 geleitet werden.
Im folgenden werden zunächst unter Hinweis auf Fig. 1 und 2 die einzelnen Phasen und die wesentlichen Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.
In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein weiter unten genauer beschriebenes Prozeßmodell angewendet, das aufgrund der im vorstehenden unter Hinweis auf Fig. 1 be­ schriebenen Messungen 1-23, von Probeläufen des zu steuernden Prozesses 200 oder dessen Äquivalents und der Trocknungs­ theorie erstellt worden ist. Aufgrund des genannten Prozesses wird ein weiter unten genauer beschriebenes Computersimula­ tionsprogramm erstellt, das programmiert ist, wenigstens die Verdampfungsleistungen der einzelnen Trocknungseinheiten 44, 40, 50, 55 und 60 und die Trockengehalte der zu streichenden Papierbahn W und die Temperaturen nach jeder Trockeneinheit 44, 40, 50, 55 und 60 sowie möglicherweise auch die Lage und Erstarrungstemperatur des Erstarrungsbereiches der Streich­ masse zu errechnen. In genanntes Simulationsprogramm werden aus der weiter unten genauer beschriebenen Sortenkarte die sortenbezogenen Werte der zu fahrenden Bahnsorte gegeben, die die Sollwertparameterserie des erfindungsgemäßen Steue­ rungsverfahrens bilden. In das Simulationsprogramm werden in bestimmten Zeitintervallen automatisch neue Ausgangswerte eingegeben, als welche die von den einzelnen Meßgebern 1-23 des Prozesses erhaltenen Meßwerte der Prozeßparameter des Prozesses, und außerdem im Labor analysierte Bahn- und Streichmassenproben dienen. Erfindungsgemäß werden die Un­ genauigkeiten des genannten Prozeßmodells unter Anwendung eines adaptierenden Prozeßmodells minimiert, in dem ein oder mehr bestimmte Parameter als Veränderliche gelassen sind und/oder die anhand der neuen Ausgangswerte des Prozesses 200 in der richtigen Richtung adaptiert werden derart, daß das Prozeßmodell als Ergebnis für die gemessenen Parameter die Werte gibt, die den Meßergebnissen entsprechen. Als genannter offener Prozeßparameter wird zweckmäßig der Lufttrocknungs- Wärme- und -Stoffübertragungskoeffizient zwischen Trocknungs­ luft und zu trocknender Bahn verwendet.
Der allgemeine Aufbau des erfindungsgemäßen Verfahrens geht aus Fig. 2 hervor.
Im folgenden wird der Anschluß des Prozeßcomputers 100 an den Prozeß beschrieben.
Der Prozeßcomputer 100 kommuniziert mit dem Prozeß über die I/0-Programme der SIP-Station (SIPS = Serial Inter­ face Process Station). Das Basisprogramm betreibt das Be­ triebssystem der SIPS, während die Anwendungsprogramme die Datenübertragung vom Prozeß zum Prozeßcomputer 110 überneh­ men.
Das Betriebssystem des Prozeßcomputers wird im folgen­ den genauer beschrieben. Es enthält außerdem Programme zum Empfang und zur Bearbeitung der von der SIP-Station kommenden Daten zur Realisierung der grafischen Bildschirmdarstellung (Fig. 3), für Trendanzeigen (Fig. 4), zum Speichern sowie zur Simulation.
Im folgenden wird ein Beispiel für das in der Erfin­ dung anzuwendende Betriebssystem beschrieben.
Der in den Kontrollräumen untergebrachte Computer 110 ist mit einem menüartigen Betriebssystem versehen, bei dem sich der Bediener aus der Menüauswahl die gewünschten Funk­ tionen auswählen kann. Die Grundauswahl kann aus folgender Liste bestehen:
  • 1. Simulation starten
  • 2. Simulation stoppen
  • 3. Sonstige Fahrparameter
  • 4. Fahrstatus speichern
Von der Grundauswahl wird auf die einzelnen Unter­ auswahlen übergegangen, aus denen Zusatzfunktionen für jede Hauptgruppe wählbar sind, z. B. Wahl "Simulation starten" zeigt auf dem Bildschirm folgende Unterauswahl an:
  • 1.1 Überwachungsbild 1
  • 1.2 Überwachungsbild 2
  • 1.3 Trendanzeigen
  • 1.4 Sortenkarte 1
  • 1.5 Sortenkarte 2
  • 1.6 Rückkehr zur Hauptauswahl
Im unteren Teil des Monitorbildes werden Signale und Alarme angezeigt.
Zu den Fahrparametern sei festgestellt, daß das Anwenderprogramm derart aufgebaut ist, daß bestimmte fest­ stehende Fahrparameter über das Betriebssystem geändert werden können. Solche Parameter sind:
  • - Anzahl/Position der betriebenen Zylinder
  • - Anzahl/Position der betriebenen Schwebetrockner
  • - Anzahl/Position der betriebenen IR-Trockner
  • - Sollwert für Endfeuchtigkeitsgehalt
  • - Obere und untere Alarmgrenze für Endfeuchtigkeitsgehalt
  • - Obere und untere Alarmgrenze für Schwebetrocknertemperaturen
  • - Sortenkode
Im folgenden werden die Monitorbilder beschrieben. Hauptbild für jedes Streichwerk im Überwachungssystem ist das in Fig. 3 gezeigte Überwachungsbild. Das Bild zeigt die für die Trocknung wichtigen Daten.
Außerdem können verschiedene Trendbilder wiedergegeben werden, z. B. gibt der im Simulationsprogramm enthaltene offene Parameter als Funktion der Zeit dem Bediener Informa­ tionen aus erster Hand über eine mögliche Störung oder einen Fehler im Prozeß: wenn sich im Parameterwert eine plötzliche Niveauänderung einstellt, zeigt das eine Veränderung im Pro­ zeß an. Fig. 4 zeigt ein Beispiel für diesen Bildtyp, wobei als offener Parameter z. B. der Wärme-und Stoffübertragungs­ koeffizient zwischen Trocknungsluft und zu trocknender Bahn dient.
Außer dem offenen Parameter ist vorteilhaft, z. B. Trendbilder von folgenden Größen anzuzeigen:
  • - Temperatur der Blasluft der Schwebetrockner
  • - Gesamtenergieverbrauch
  • - Gesamtverdampfung
  • - Gesamtgas-/dampfmenge
Im folgenden werden die Abrisse und Alarme des Systems beschrieben. Die Meldung über den Beginn eines Abrisses wird als Binärinformation über die SIPS-Einheit erhalten. Wenn die Abrißinformation eintrifft, stoppen die Simulationsprogramme auf der Stelle, womit u. a. auf der Sortenkarte und auf den Überwachungsbildern der Status vor dem Abriß verbleibt. Mit Hilfe dieser Information kann der Prozeß schnell wieder auf seinen vorherigen Status gefahren werden. Nach Eingang der Information über das Ende des Abrisses startet das System seine Funktion automatisch.
Für Alarmsignale ist der untere Teil des Monitorbildes reserviert. Alarme sind u. a. von folgenden Stellen erhält­ lich:
  • - Temperaturen der Schwebetrockner
  • - Endfeuchtigkeit
  • - Offener Parameter
Mit dem System läßt sich klären, wie sich die Verdamp­ fung unter den Trocknungseinheiten verteilt. Die erhaltenen Verdampfungswerte gleichen sich an die manuell genommenen Feuchtigkeitsproben an.
Mit dem erfindungsgemäßen System kann die gleiche Verdampfung für bestimmte Sorten in verschiedenen Fahrab­ schnitten wiederholt werden. Mit dem erfindungsgemäßen System sind für das Bestreben, die Trocknung zu optimieren, zusätz­ liche Daten über Qualität, Leistung und/oder Energieverbrauch erhältlich. Die Zusatzinformationen sind erhältlich durch Sammeln von Fahrparametern verschiedener Verdampfungsverhält­ nisse in den Speicher der Anlage. Gleichzeitig werden Quali­ tätsdaten mit Labortests sowie Messungen an der Streichma­ schine gesammelt. Aufgrund dieser Daten läßt sich eine Qualitätskarte erstellen, die Auskunft darüber gibt, wie die einzelnen Papiersorten zu trocknen sind.

Claims (7)

1. Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung des Beschichtungsprozesses, speziell Beschichtungstrocknungspro­ zesses einer Bahn (W), wobei in dem Verfahren eine endlose Papier- oder Kartonbahn (W) durch ein oder mehr Streichwerke (30) geführt wird, in welchen auf eine oder beide Seiten der Bahn Streichmasse aufgetragen wird, mit welcher behandelt die Bahn (W₁) zur Beschichtungstrocknung durch einen oder mehrere Trockner (44, 40, 55, 60) geführt wird, in dem/denen Mehr­ zylindertrocknung (60) und/oder berührungslose Luftschwebe­ trocknung (40, 50, 55) und/oder Infrarottrocknung (44) ange­ wendet wird, und in dem Verfahren ein Computer (110) für die Prozeßsteuerung eingesetzt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß in dem Verfahren ein Prozeßmodell angewendet wird, das aufgrund von Probeläufen, On-line-Messungen und/oder der Trocknungstheorie des zu steuernden Prozesses oder dessen Äquivalents erstellt ist,
daß aufgrund des genannten Prozeßmodells wenigstens die Ver­ dampfungsleistungen der einzelnen Trocknungseinheiten und die Trockengehalte der zu streichenden Papierbahn und die Tempe­ raturen nach jedem der genannten Trockner berechnet werden,
daß von einer sog. Sorten- und Rezeptkarte sortenbezogene Sollwertparameter, die der zu fahrenden Bahnsorte entspre­ chen, in das Trocknungsmodell gegeben werden,
daß in bestimmten Zeitabständen in das Simulationsprogramm neue Ausgangswerte eingegeben werden, als welche die von den verschiedenen Meßgebern (1-23) des Streichprozesses erhal­ tenen Meßwerte (a-k) der Prozeßparameter und möglicherweise die im Labor analysierten Bahn- und Beschichtungsproben ver­ wendet werden, und
daß zur Minimierung der Ungenauigkeiten des Prozeßmodells in dem Verfahren ein adaptierendes Prozeßmodell angewendet wird, zu welchem Zweck im Prozeßmodell ein oder mehr bestimmte Parameter als Veränderliche behalten werden, die anhand der neuen Prozeß-Ausgangswerte in der richtigen Richtung adap­ tiert werden derart, daß das Prozeßmodell als Ergebnis für die gemessenen Parameter Werte gibt, die den Meßergebnissen entsprechen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zur Überwachung des Beschichtungstrock­ nungsprozesses angewendet wird und daß dem Bediener mit dem Überwachungssystem simulierte Werte für Verdampfung, Trocken­ gehalte und Temperaturen der Papierbahn sowie direkte, den aus dem Prozeß gemessenen Werten entsprechende Meßwerte angezeigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren arbeitenden Überwachungsystem in den Computerspeicher für den Beschich­ tungstrocknungsprozeß wichtige Fahrparameter gesammelt wer­ den, die im Steuerungs- und Überwachungssystem des Trock­ nungsprozesses verwertet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verfahren zur Optimierung der Beschich­ tungstrocknung bezüglich Qualität der zu streichenden Bahn, Trockungsleistung oder Energieverbrauch unter den einzelnen Trocknungseinheiten angewendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als offen gelassene Prozeßparameterveränderli­ che der Lufttrocknungs-Wärme- und -Stoffübertragungskoeffi­ zient zwischen Trocknungsluft und zu trocknender Bahn ver­ wendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Verfahren zur Steuerung des Beschichtungs­ trocknungsprozesses angewendet wird derart, daß mit dem Verfahren die optimalen Sollwerte für die Temperatur und Geschwindigkeit der Blasluft des Schwebetrockners und/oder den elektrischen Stromverbrauch des einzusetzenden Infrarot­ trockners und/oder den Dampfdruck der dampfbeheizten Trocken­ zylinder geregelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mit dem Verfahren fahrparametrische Daten für verschiedene Verdampfungsbedingungen in den Computerspeicher der Anlage gesammelt werden, und daß gleichzeitig in Labor­ tests sowie an der Streichmaschine durchzuführenden Messungen Qualitätsdaten gesammelt werden, und daß aufgrund der im vor­ stehenden genannten Daten Sortenkarten für die verschiedenen zu streichenden Qualitäten aufgestellt werden, die in dem Verfahren als sortenspezifische Sollwertparameterserien genutzt werden.
DE19873741128 1986-12-18 1987-12-04 Verfahren zur steuerung und/oder ueberwachung eines bahnbeschichtungstrocknungsprozesses Withdrawn DE3741128A1 (de)

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