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Harmonisierungssysteme
für die
Optimierung der Arbeitsweise einer Produktions- und Verpackungslinie für Papiererzeugnisse
(Tissuepapierverarbeitung und -verpackung) sind bekannt, welche über das
Netz für
eine Echtzeitsteuerung der optimalen Geschwindigkeit aller darin
enthaltenen Maschinen sorgen, um eine hohe Produktion für die Linie
zu gewährleisten.
Das System erfasst Statusdaten, die für die Optimierungssoftware
relevant sind, von allen Maschinen und reagiert unverzüglich auf
jede Änderung,
indem es die geeignete Geschwindigkeit für die veränderten Bedingungen berechnet
und übermittelt.
Das System gestattet es, dass alle Maschinen in der Linie kontinuierlich
arbeiten und eine dynamische Steuerung der Linie selbst erzielen, um
jederzeit den maximal erreichbaren Produktionsfluss zu erzielen,
der kompatibel mit den Zwängen
und dem Status der verschiedenen Maschinen ist, unter bester Nutzung
der Anhäufungskapazität des Magazins und,
falls erforderlich, unter Umverteilung der Flüsse über die verfügbaren Routen.
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Das
Dokument
EP 1 127 791
A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren für die Festlegung
der Arbeitsweise einer Anlage für
die Herstellung, den Transport und die Verpackung von Artikeln gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1. Die Anlage umfasst: eine Vorrichtung für die Ausbildung
von vorgelagert positionierten Artikeln, eine Maschine für die Verpackung
der nachgelagert positionierten Artikel und eine Vorrichtung für den Transport
der Artikel zwischen der Ausbildungsvorrichtung und der Verpackungsvorrichtung.
Das Verfahren und die Anlage sorgen dafür, dass über eine zentrale Steuereinheit
der Anlage, auf der Grundlage vorher festgelegter Einstelldaten,
Betriebsparameter der Abschnitte der Anlage bestimmt werden.
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Das
Dokument
EP 1 100 722
A1 offenbart eine Vorrichtung und ein Verfahren für den Transport
von Artikeln, welche eine Linie für den Transport der Artikel
von einer vorgelagerten Maschine umfasst, welche die Artikel mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu einer nachgelagerten Verwendung
vorschiebt und befördert.
Zumindest im anfänglichen
Teil der Linie wird die Geschwindigkeit des Vorschubs der Artikel
gleich hoch gehalten wie die Geschwindigkeit des Vorschubs und der
Beförderung
der arbeitenden Maschine. Diese Artikel werden in longitudinalen
Gruppen oder Reihen von Artikeln so vorgeschoben, dass bei jeder
Gruppe oder bei jeder Reihe von Artikeln die Artikel longitudinal
einander angenähert
werden.
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Harmonisierungssysteme
für die
Optimierung der Arbeitsweise von zwei oder mehr Linien, die in der gleichen
Einrichtung arbeiten und Erzeugnisse des gleichen Typs herstellen,
wie zum Beispiel Papierrollen, und die zumindest geeignete Wiederaufwickelmaschinen
mit dem entsprechenden Anhäufungsmagazin,
mit zugehörigen
Schneidwerkzeugen und zugehörigen
Verpackungsmaschinen umfassen, sind nicht bekannt. Die Erfindung
betrifft ein System für
die Harmonisierung der Arbeitsweise einer solchen Komplexanlage,
die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie unten die Schneidwerkzeuge
umfasst, die mit den zwei Magazinen verbunden sind, welche die von
den Wiederaufwickelmaschinen erzeugten Papierstangen sammeln und
eine Flusstrennungsvorrichtung, welche zum Beispiel den Fluss von
Erzeugnissen, welche die Schneidwerkzeuge verlassen, in zwei Flüsse teilt.
Ein Fluss von Erzeugnissen, die aus einem Flusstrenner hervorgehen,
der mit einem Magazin verbunden ist, und ein Fluss von Erzeugnissen,
die aus einem Flusstrenner hervorgehen, der mit einem anderen Magazin
verbunden ist, erreichen einen Flussvereiniger, welcher die umgekehrte
Funktion erfüllt,
die zwei Erzeugnisströme
unterschiedlichen Ursprungs zu einem Fluss miteinander zu vereinen,
um diesen einer Verpackungsmaschine zuzuführen, die somit von den zwei
Produktionslinien gemeinsam genutzt wird. Die Verpackungsphase umfasst
eine oder mehr Maschinen, welche von den zwei Produktionslinien
gemeinsam genutzt werden, und sie umfasst ebenfalls andere Maschinen,
die einzeln aus anderen Erzeugnisströmen gespeist werden, die durch
eine oben erwähnte
Flusstrennungsvorrichtung oder direkt durch Schneidwerkzeuge gespeist
werden, die mit den zwei Magazinen verbunden sind. Der Status der
verschiedenen Maschinen, aus denen die zwei Arbeitslinien bestehen,
wird durch eine elektronische Steuervorrichtung überwacht (die durch geeignete
Mittel programmiert und abgefragt werden kann), welche verantwortlich
ist für die
Harmonisierung der Arbeit der gesamten Anlage bei maximaler Betriebsleistung
und die nach folgender Logik arbeitet: Wenn Verlangsamungen oder
Stillstände
bei einer der Verpackungsmaschinen auftreten, kann der verlangsamte
Fluss mit Hilfe des Flusstrenners oberhalb dieser Maschinen umgeleitet
werden zu einer anderen einzelnen oder gemeinsam genutzten Verpackungsmaschine,
oder wenn es nicht möglich
ist, eine solche Umleitung über
die gemeinsam genutzte und/oder einzelne Maschine vorzunehmen, so kann
er in die Lage versetzt werden, Stangen vom Magazin aufzunehmen,
die ansonsten dahin tendieren würden,
sich aufzufüllen,
und die Entnahme von Stangen aus dem anderen Magazin kann verhältnismäßig so reduziert
werden, dass die zwei Magazine dahin tendieren, sich zu einer im
Großen
und Ganzen gleichen Menge aufzufüllen.
Unter normalen Bedingungen oder Spitzenbedingungen ist die Kapazität der Verpackungsmaschinen zweckmäßigerweise
größer als
die der Wiederaufwickelmaschinen, so dass bei der Wiederaufnahme
normaler Arbeitsbedingungen bei den Verpackungsmaschinen das gesamte
Verpackungssystem bei Spitzengeschwindigkeit betrieben werden kann,
um das Anhäufen
von Stangen zu eliminieren, welches zuvor in den zwei Magazinen
verursacht wurde, und wenn das Niveau von Stangen in Letzteren das
Minimum von durchschnittlichen vorgegebenen Werten erreicht, werden
die Geschwindigkeiten der verschiedenen Verpackungsmaschinen gesteuert,
um sie zu verringern und sie an die Betriebsbedingungen anzupassen,
all dies, um eine Betriebsleistung von der gesamten Anlage mit einem
hohen Wert zu erhalten, auf die sich finale Fluktuationen bei der
Verpackung nicht drastisch und direkt auswirken können, wie
diese dennoch bei der bekannten Technik auftreten.
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Wesentliche
Merkmale der Erfindung und die Vorteile, die sich aus dieser ergeben,
werden offensichtlicher aus der nachfolgenden Beschreibung einer
möglichen
Form für
ihre Umsetzung, die rein beispielhaft und nicht einschränkend in
den Abbildungen auf den zwei beigefügten Blättern der Zeichnungen veranschaulicht wird.
Es zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm der Anlage, die aus zwei vollständigen Produktions- und Verpackungslinien für Papiererzeugnisse
besteht und für
die automatische Harmonisierung und Steuerung der Produktionsleistung
ausgelegt ist;
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2 und 3 eine
Seitenansicht und eine schematische Ansicht von möglichen
Umsetzungen der Flussvereiniger-Ausrüstung, die oberhalb der Verpackungsmaschinen
arbeitet, welche von den zwei Produktionslinien gemeinsam genutzt
werden.
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In 1 werden
die Wiederaufwickler, welche das Papiermaterial von Rollen großen Durchmessers abwickeln,
die von einer vorgelagerten Einheit (nicht gezeigt) hergestellt
werden und welche Stangen mit der gleichen axialen Länge wie
die Rolle und dem Durchmesser der zu verpackenden Papierrollen herstellen,
mit RIB1 und RIB2 gezeigt. Die von den Einheiten RIB1 und RIB2 hergestellten
Stangen werden in den jeweiligen Sammelmagazinen MAG1 und MAG2 platziert,
bei denen nachgelagert zum Beispiel Schneidwerkzeugpaare TR1, TR1' und TR2, TR2' arbeiten, die jeweils
vom Vierbahnentyp sind. Die Schneidwerkzeuge haben die Funktion,
die Stangen durch diagonale Schnitte zu trennen, um die Papierrollen
auszubilden. Ein Vierbahnen-Schneidwerkzeug führt einen Schneidevorgang gleichzeitig
an vier parallelen und aneinander angrenzenden Papierstangen durch,
aus denen sich die so vielen Rollenflüsse ergeben. Den Schneidwerkzeugen
nachgelagert werden Flusstrenner D1, D1' und D2, D2' bereitgestellt, welche dafür sorgen,
dass die von diesen Schneidwerkzeugen erzeugten Rollenflüsse in zum
Beispiel zwei Flüsse
geteilt werden. Diese Vorrichtungen könnten von der Art sein, die
zum Beispiel in der italienischen Patentanmeldung Nr. TO99A-794
beschrieben wird, die im Besitz des gleichen Anmelders ist, oder
sie könnten
von jeder anderen geeigneten Art sein. Die vier von den Schneidwerkzeugen
erzeugten Flüsse
von Rollenerzeugnissen werden in acht Flüsse umgewandelt, die in Gruppen
zu vier unterteilt sind und zum Beispiel übereinander gestapelt sind.
Die Flüsse
F1, F3, jeweils mit vier Rollenreihen, treten aus dem Trenner D1
heraus: der Trenner D1' erzeugt ähnliche
Flüsse
F1', F4; der Trenner
D2 erzeugt die Flüsse
F2, F5, und der Trenner D2' erzeugt
die Flüsse
F2' und F6.
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Die
Flüsse
F3, F4, F5 und F6 werden einzeln jeweiligen Verpackungseinheiten
M3, M4, M5 und M6 zugeführt.
Die Flüsse
F1 und F2 werden einer Flussvereinigungsvorrichtung S12 zugeführt, welche
den umgekehrten Arbeitsvorgang der Trennvorrichtung D1 und anderer
ausführt,
so dass die Erzeugnisse des Flusses F1 zyklisch in diejenigen des
Flusses F2 eingeführt
werden, um beim Austreten einen Fluss F12 zu erzeugen, der aus nur
vier Linien von Rollen besteht und einer Verpackungseinheit M1 zugeführt wird.
In gleicher Weise werden die Flüsse
F1' und F2' einer Flussvereinigungsvorrichtung
S12' zugeführt, deren
Vierlinien-Ausgang F12' einer
Verpackungseinheit M2 zugeführt
wird.
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Die
Vereiniger S12 und S12' können zum
Beispiel mit einem Schwingschalter 10, wie in 2 gezeigt, ausgestattet
sein, wobei vier benachbarte Linien diagonal bei 11 der
nachgelagerten Linie F12 oder F12' hinzugefügt werden und die zyklisch
durch eine geeignete Vorrichtung für zwei unterschiedliche Ebenen
in den vorgelagerten Linien F1 und F2 oder denen von F1' und F2' überwacht werden, um abwechselnd
die Rollen P von den zwei Linien aufzunehmen, die auf unterschiedlichen
Ebenen platziert sind und mit bekannten Vorrichtungen für das Führen der
Rollen ausgestattet sind. Eine geeignete Anhaltevorrichtung 13 wird
bereitgestellt, um den Fluss des Erzeugnisses P auf den Bahnen der
Zuführungslinie
zyklisch zu stoppen, die abwechselnd nicht in Betrieb ist. Ansonsten
kann, wie bei der Variante in 3 gezeigt
wird, die nachgelagerte Linie F12 oder F12' mit der vorgelagerten Linie F2 oder
F2', die auf einer
niedrigeren Ebene platziert ist, ausgerichtet werden, während die
andere vorgelagerte Linie F1, F1' (die
auf einer höheren
Ebene platziert ist) an ihrem Ende eine Aufgabevorrichtung 14 aufweist,
die nach unten geneigt ist und zum Beispiel durch ein Förderband ausgebildet
wird, das mit der unteren Linie zusammenläuft und normalerweise nicht
in Betrieb ist und von dieser entfernt ist, um den freien Fluss
des Erzeugnisses P, das aus der unteren Linie F2, F2' hervorgeht, zur nachgelagerten
Linie F12, F12' zu
gestatten. Eine alternative Betriebsvorrichtung 15 und 16 wird
bereitgestellt, um den Fluss des Erzeugnisses P auf den vier Bahnen
des oben erwähnten
Förderers 14 oder
auf denen der unteren nachgelagerten Linie F2, F2' zyklisch zu stoppen.
Wenn die Vorrichtung 15 in Betrieb ist, ist die andere Vorrichtung 16 nicht
in Betrieb, und das Erzeugnis bewegt sich frei von F2, F2' zu F12 oder F12'. Wenn jedoch die
Anhaltevorrichtung 16 betätigt wird, wird diejenige von 15 deaktiviert,
und eine Vorrichtung wird bereitgestellt, um den geneigten Förderer 14 zu
aktivieren und ihn möglicherweise
leicht nach unten zu bewegen und ihn näher zur unteren Linie F12 oder
F12' zu bringen,
um ihr Erzeugnisse zuzuführen,
die aus der oberen Linie F1 oder F1' stammen.
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Eine
Steuer- und Verarbeitungseinheit CPU, ausgestattet mit geeigneter
Software, ist über
die Netze R mit den PLC (speicherprogrammierte Steuerungen) der
verschiedenen Betriebseinheiten verbunden, welche die zwei Arbeitslinien,
wie beschrieben, umfassen, um den Status dieser Einheiten zu überwachen,
um sie durch ihre Betätigung
in die Lage zu versetzen, die Arbeitsbedingungen, wie oben angegeben,
zu ändern,
wobei diese CPU mit einem Programmier- und Steuereinheit-Computer
verbunden ist und möglicherweise
mit einem synoptischen Steuerpult SIN, welches den Betriebsstatus
der verschiedenen Betriebseinheiten der Anlage und Schwierigkeiten
bei denselben anzeigt.
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Die
Kapazität
der Verpackungsmaschinen unter Spitzenarbeitsbedingungen ist vorzugsweise
dergestalt, dass sie mit einer angemessenen Überschussspanne die gesamte
Produktion der Wiederaufwickler RIB1 und RIB2 aufnimmt.
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Für ein besseres
Verständnis
der Ziele der Erfindung wird jetzt mit rein nicht einschränkenden
Beispielen Bezug genommen auf einige mögliche Betriebsparameter für die verschiedenen
Betriebseinheiten der Anlage. Die Betriebskapazität jedes
Wiederaufwicklers RIB1 und RIB2 kann zum Beispiel rund 923 Rollen
pro Minute als Spitzengeschwindigkeit und rund 738 Rollen pro Minute
als durchschnittliche Geschwindigkeit entsprechen, während die
Betriebsgeschwindigkeit des Schneidwerkzeug-Paares TR1, TR1' oder TR2, TR2' rund 980 Rollen
pro Minute als Spitzengeschwindigkeit und rund 823 Rollen pro Minute
als durchschnittliche Geschwindigkeit entspricht; diese Werte sind
alle größer als
diejenigen, die zuvor für
die Wiederaufwickler angegeben wurden. Die Gesamtbetriebskapazität der Schneidwerkzeuge
ist (980 × 2)
= 1 960 Rollen pro Minute als Spitzengeschwindigkeit und (823 × 2) = 1
646 Rollen pro Minute als durchschnittliche Geschwindigkeit.
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Die
nachfolgende Tabelle zeigt die möglichen
Betriebsmerkmale der Verpackungseinheiten M1 bis M6 in Wechselbeziehung
zu denjenigen der zuvor erwähnten
vorgelagerten Ausrüstung.
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Über die
Netzwerkverbindungen R erkundet die CPU den Status der Wiederaufwickler
RIB1 und RIB2 und ergreift Maßnahmen,
um sich diesem Status anzupassen und die Arbeitsweise aller Bestandteile
der Anlage automatisch zu harmonisieren, um die maximale Aufnahme
der hergestellten Rollen durch die Verpackungsmaschi nen zu ermöglichen
und sich so zu verhalten, dass, wenn ein Überschuss an Produktion aus den
Wiederaufwicklern auftritt, der einen schlechten Arbeitsablauf der
nachgelagerten Ausrüstung
verursacht, dieser Überschuss
gleichmäßig zwischen
den zwei Magazinen MAG1 und MAG2 verteilt wird.
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Zum
Beispiel: Um die Spitzenproduktion von 980 Rollen (wobei diese Zahlen
nachstehend sich immer auf die Minute beziehen) zu handhaben, die
aus jedem Satz Schneidewerkzeuge der zwei Linien hervorgehen, wird
zum Beispiel angenommen, dass am Vereiniger S12 200 Rollen aus dem
Fluss F1 sich mit 200 Rollen aus dem Fluss F2 vereinigen, dass sich
am Vereiniger S12' 200
Rollen aus dem Fluss F1' mit
weiteren 200 Rollen aus dem Fluss F2' vereinigen, mit der sich ergebenden
Zuführung
von 400 Rollen zu jeder der Verpackungsmaschinen M1 und M2. 400
Rollen aus dem Fluss F3 werden der Verpackungsmaschine M3 zugeführt, 400
Rollen aus dem Fluss F4 werden der Verpackungsmaschine M4 zugeführt, 180
Rollen aus dem Fluss F5 werden der Verpackungsmaschine M5 zugeführt und
180 Rollen aus dem Fluss F6 werden der Verpackungsmaschine M6 zugeführt. Wenn
das Niveau von Stangen in den Magazinen ein vorgegebenes Niveau
erreicht, passt die CPU automatisch die Arbeitsweise der verschiedenen
Einheiten der Anlage an die geänderten
Bedingungen an und fährt
die Gesamtproduktion der Verpackungsmaschinen vom Spitzenniveau
von rund 1 960 Rollen zum Beispiel zum oben erwähnten normalen Arbeitswert
von rund 1 850 Rollen pro Minute herunter, was ausreicht, um die
durchschnittliche Produktion der Wiederaufwickler aufzunehmen.
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Falls
Produktionsverlangsamungen bei den Maschinen M1 und/oder M2 auftreten,
die von den Magazinen MAG1 und MAG2 gemeinsam genutzt werden, wirkt
sich der Rückgang
bei der Aufnahme auf beide Magazine aus, da die Flüsse des
Produkts aus beiden Magazinen die Vereiniger S12, S12' erreichen. Das in
Betracht gezogene Beispiel ist optimal, da Flüsse, welche identische Erzeugnismengen
enthalten, zu den Vereinigern gelangen, jedoch versteht es sich,
dass dieser Zustand für
die korrekte Arbeitsweise der Anlage nicht unbedingt erforderlich
ist, und somit können
den gemeinsam genutzten Maschinen Flüsse zugeführt werden, die unterschiedliche
Erzeugnismengen enthalten. Die CPU wird dennoch, da sie über diese
Möglichkeit
verfügt,
Maßnahmen
einleiten, um zumindest einen Teil der nicht aufgenommenen Erzeugnisse
von den Maschinen M1 und M2 mit den Maschinen M3, M5 oder M2, M4 zu
teilen. Wenn jedoch eine der nicht gemeinsam genutzten Maschinen
ein Problem hat, zum Beispiel M6, welche nur das Magazin MAG2 betrifft,
kann der Verlust des Flusses F6, der von ihr aufgenommen werden
sollte, zum Teil zum Fluss F2' umgeleitet
werden, der zur gemeinsam genutzten Maschine M2 geht, und er kann
zum Teil indirekt durch eine erhöhte
Produktion des Schneidwerkzeugs TR2 aufgenommen werden, um die Flüsse F2 und/oder
F5 zu erhöhen,
die zur Maschine M1 oder zur Maschine M5 verlaufen. Wenn jedoch
ein solcher Ausgleich nicht möglich
ist, oder in Kombination mit diesem, kann der Fluss F2', der zur gemeinsam
genutzten Maschine M2 verläuft,
erhöht
werden, und der Fluss F1',
der aus dem Magazin MAG1 hervorgeht, kann anteilmäßig verringert
werden, so dass die Verlangsamung bei der Produktion gleichmäßig zwischen
den zwei Magazinen der Anlage verteilt wird.
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Wenn
eine Rückkehr
zu normalen Arbeitsbedingungen für
die Verpackungsmaschinen eintritt, veranlasst die CPU, dass das
System wieder zu den Spitzen- oder normalen Geschwindigkeiten zurückkehrt,
die als Beispiele in der Tabelle auf Seite 8 [des italienischen
Originals] angegeben sind, um die Überschüsse zu eliminieren, die von
den Magazinen aufgebaut worden sind, bis sie einen Mindestwert oder
einen vorgegebenen Durchschnittswert erreichen. Es ist offensichtlich,
dass die CPU gemeinsam mit den Verpackungsmaschinen Maßnahmen
einleiten wird, um die Arbeitsweise aller Maschinen unter den Wiederaufwicklern
RIB1 und RIB2 zu ändern
und zu harmonisieren, die als primäre Vorrichtungen betrachtet
werden, an deren Status der Status aller anderen Maschinen in der
Anlage angepasst werden muss. Es ist offensichtlich, dass die sich
ergebende Erhöhung
der Füllzeit
der Magazine, die jetzt gemeinsam genutzt werden, einfach größer sein
wird als die Zeiten für
die Wiederaufnahme normaler Verpackungsbedingungen, und dass die
Produktionsleistung der Anlage daher höher sein wird und, unter besten
Bedingungen, potenziell immun gegenüber Schwankungen beim Verpackungsverhalten
sein wird.
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Die
CPU wird mit Software ausgestattet sein, die für die oben umrissenen Zwecke
geeignet ist und die problemlos von Fachleuten auf diesem Gebiet
hergestellt werden kann. Einzelheiten zur Herstellung dieser CPU,
eines synoptischen Schaltpults SIN und der Computereinheit sind
bei der Beschreibung weggelassen worden, da diese den Fachleuten
auf diesem Gebiet bekannt sein können.
