EP0898014B1 - Process and apparatus for controlling or regulating the basis weight of a paper- or board web - Google Patents
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- EP0898014B1 EP0898014B1 EP98112701A EP98112701A EP0898014B1 EP 0898014 B1 EP0898014 B1 EP 0898014B1 EP 98112701 A EP98112701 A EP 98112701A EP 98112701 A EP98112701 A EP 98112701A EP 0898014 B1 EP0898014 B1 EP 0898014B1
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- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
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- D21G9/0009—Paper-making control systems
- D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
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- 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
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- Y10S162/10—Computer control of paper making variables
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Definitions
- the invention relates to a device and a Procedure for controlling or regulating the middle one Basis weight of a paper or cardboard web in Manufacturing process of a paper or board machine according to the preamble of claim 1 and the preamble of claim 10.
- An essential quality factor of a paper or Cardboard web lies in the uniformity of the Basis weight of the web produced.
- these disruptive factors include for example temperature fluctuations, Pressure fluctuations and manufacturing tolerances or also Errors in the execution or setting of the Paper machine in the manufacturing process.
- this is Basis weight cross-section of the paper web at the end of the Paper machine measured and with a control loop Aperture on the headbox or the inflow conditions of individual flows of different concentrations for the respective sections regulated.
- the control processes described above regulate in essentially the transverse profiles of the paper web. It is also known in the manufacturing process Paper web to use a control loop that the Basis weight of the finished paper web measures and based on the basis weight measured, this is usually the mean of the measured cross profile, the Regulates the amount of substance that is fed into the sieve cycle and thus the average basis weight of the generated paper web sets.
- the known Paper machine with a basis weight control and the corresponding procedure for this further develop that the response times of Regulation will be greatly shortened and therefore also Variations in the papermaking process are affected can be the one in their temporal course shorter wavelength than the running time of the paper web through the paper machine.
- the object of the invention is characterized by the features of first device claim and the first Process claim resolved.
- the known paper machine with a Regulation of the average basis weight of a paper or Cardboard web in the manufacturing process some Headbox for machine-wide distribution of the Stock suspension on a sieve or between two sieves, at least one stock suspension feed to Headbox with at least one concentration and a first control loop with an actuator Setting the at least one concentration of at least one feed suspension, at least one means to determine the mean Basis weight of the finished web, at least one agent to change at least one concentration of at least one fed to the headbox Stock suspension and at least one agent for Adjustment of the at least one actuator Setting the at least one concentration of has at least one feed suspension, improved in that at least a second Control circuit for regulating the concentration of the Headbox fed stock suspension, added.
- the agent for the direct or indirect determination of the Basis weight of the resulting web in the wet area of the Paper machine is arranged. It can be this preferably by a measurement directly behind the Headbox nozzle, for example with the help of a radiometric sensor.
- a radiometric sensor there is also Possibility of the fabric suspension height on one Measuring fourdrinier sieve, this is preferably done behind the first roller and before the first Drainage unit, to be influenced by the Drainage unit arise to rule out.
- the basis weight of the emerging web can be determined in the wet area.
- the headbox can have two stock feeds with different stock concentrations C L , C H. These material feeds are designed such that at least one of the two material feeds splits into section streams at the headbox, which can be regulated individually.
- C L , C H stock concentrations
- one of the two material feeds via a further introduction regulated by the second control loop of a dilution or thickening fluid.
- a dilution fluid for example White water.
- the thickening fluid Possibility of additional thick matter in one of the two Introduce stock feeds in a controlled manner.
- Other Dilution or thickening fluids such as clear water, Clear filtrate or stock suspension with higher Concentration can also be used.
- Another embodiment of the inventive concept may be that if the second Separate sensor in the wet area of the paper machine Fibers or ash content of the formed Paper web is measured or information via the paper consistency sensor is obtained, the appropriate individual Lack of fiber or ash fed and with it be balanced. It also does not go beyond the scope of the Leave invention, if for measuring the fibrous materials and the ash content of the resulting paper web two different sensors are used.
- the problem outlined above also becomes the characteristics of the first claim.
- this Claim is the known method for regulating average mass per unit area of a paper or cardboard web, in which the basis weight of the web at the end of the Manufacturing process is determined, then the Deviation of the actual value from a given one Setpoint is calculated and from this the adjustment the concentration supplied to the headbox Stock suspension to correct the measured Deviation is carried out, improved in that that the basis weight of the resulting web directly or measured indirectly in the area in front of the dryer section and is fed to a second control loop.
- the second control loop regulates the Concentration of the headbox Stock suspension.
- This method can be further developed that the concentration of the headbox fed stock suspension over the second Control loop is regulated in that the Stock suspension feed to the headbox one Thinning or thickening liquid more variable Amount is supplied.
- the headbox has two suspension streams of different concentrations and the concentration control of the second control loop influence on at least one of the material feeds takes. This can happen, for example, that Actuators, such as throttle valves or speed controlled pumps, according to the measured Requirements are regulated.
- Another design option of the The idea of the invention can be that the second Control loop with a density controlled Machine-wide headbox into the existing one Fabric density control intervenes. That means everyone Actuators existing over the machine width, the actually intended to control a cross section are influenced by the second control loop II and an even machine-wide adjustment this actuators is effected. This has for example the advantage that no additional Actuators are necessary and also a simple and easy extension of an existing one Paper machine with a density controlled Headbox by adding the second Control loop with a second sensor is enabled.
- Figure 1 shows an embodiment of the invention a paper machine with a regulation of the middle Area mass of the manufactured web.
- the paper machine is schematic and only with those for the control loop according to the invention essential Machine parts shown. These are the Headbox 1 with the subsequent wet part 2.
- Am At the end of the machine there is a measuring frame 5 and a winding device 6 for the finished Paper web.
- the first control loop I for regulation the average basis weight of the paper web processes this signal according to the predetermined setpoint.
- About the control line 13 is a valve 14 or another actuator is actuated around the thick matter feed 15 to the stock suspension feed 16 to regulate and thus the concentration of the Headbox fed stock suspension in the desired way to influence.
- the Stock suspension feed 16 is in the closed White water circuit, takes the white water from the White water tank 10 and performs with thick matter enriched white water as a suspension of the Headbox 1 to.
- This one now described Control loop I corresponds to the state of the art. With this control loop I can only the middle Basis weight of the paper with respect to long-wave or low-frequency fluctuations regulated become. For the regulation of a basis weight cross section are usually additional Information of the measured cross profile to one further control loop, to influence the Basis weight cross section, passed on. This Control mechanism is not in this figure considered and described.
- FIG. Device a second control loop II.
- This Control circuit II receives its measured values from a sensor 18, via a measuring line 19.
- the sensor 18 is located itself in the wet part 2 of the paper machine, which has a revolving sieve 7, on which the headbox 1 puts on his stock suspension.
- the sensor 18 is in this example at the beginning of the drainage section arranged to be as short and quick as possible to receive responsive control loop II.
- the control loop II takes the measured information from sensor 18, the at least in some way with the Basis mass must be correlated on and calculated from this the fluctuations in the mass per unit area emerging paper web and the necessary Control interventions.
- FIG. 1 In the present example in FIG.
- Control loop II represents a layer thickness meter, which gives its information about the layer thickness to the Control loop II passes on the measuring line 19. Assuming that the consistency of the Stock suspension constant across the machine width runs, a statement about the Fluctuations in the basis weight at the measured point or made about their fluctuations become. Control loop II receives information that a fluctuation in the layer thickness and thus the Basis mass occurs at the measuring location, so he can now necessary change in the concentration of Stock suspension that is fed into the headbox, calculate and this over the control line 23, which too an actuator - here a valve 24 - leads, influence by the amount of an additional Fluids that via line 25 of the Stock suspension line 16 is supplied, the Headbox 1 feeds, change. That way the control loop I a fast control loop II underlain. It is understood that this is only the short fluctuations, that is, fluctuations with small wavelength can be compensated. long-wave Fluctuations are still caused by the control loop I compensated.
- An additional improvement in the accuracy of measurement Control loop II can be achieved in that Headbox 1 a further consistency sensor 21 is provided that the additional information on the consistency of the substance via the measuring line 22 to the Control loop II passes on. With the help of this additional information about the consistency of substances in Connection with, for example Layer height measurement of the resulting paper web the second sensor 18 is an even more accurate measurement of the basis weight at the measuring location is possible.
- a major advantage of this system shown is that the admixture of the dilution or Thickening fluids via line 25 very close to Headbox 1 can be attached. Surrender in this way very short controlled systems it enable even very short-wave fluctuations in the System to compensate while the regulations over the control loop I run sluggishly.
- control loop II an additional filter is provided so that through this control loop only the short-wave fluctuations of the corrected average basis weight of the paper web become.
- control loop I provided an additional filter that ensures that the control loop I only long-wave fluctuations in the medium Grammage of the paper web are corrected and thus a clear division of tasks between the Control loop I and control loop II takes place. Furthermore, an exchange of information between the control loop II and the control loop I take place, so that opposing control commands are avoided.
- FIG. 2 shows essentially the same schematic representation of the paper machine like FIG. 1, with the headbox 1, the wet part 2 and the web take-up 6.
- a measuring frame 5 with a sensor 5.1 provided the information on the basis weight the paper web at the end of the manufacturing process passes the control loop I and an actuator 14 to Influencing the amount of thick matter fed via line 15 to stock suspension feeder 16 controls to the headbox.
- the Headbox 1 not only through the Stock suspension line 16, but it is an additional white water pipe 26 is provided the stock suspension of line 16 in the area of Headbox additionally diluted.
- the splitting of line 26 into one is shown Variety of machine-wide distributed individual lines in the area of the headbox.
- Regulated White water supply through the variety of Supply lines in the sections of the headbox 1 can a regulation of the basis weight cross section can be achieved. It goes without saying that for this basis weight cross profile control also Loop exists, however this will Control loop since it is not the average basis weight of the regulates the entire web, but only the profile regulates, not in this embodiment Considered.
- a second control loop II is again provided his information on the adjacent mass from the wet part 2 of the Paper machine via the sensor 18 and the measuring line 19 receives.
- the measurement of the can be supported Basis weight by a consistency sensor 21, the is attached in the headbox 1 and its Information about the measuring line 22 to Process control system passes on.
- Is also a inductive flow meter 28 is provided which over the Measuring line 29, the control circuit II, the information of Flow through the stock suspension line 16 passes.
- fluctuations in the amount of stock suspension supplied via the pump 17 and the control line 31 regulated by the control circuit II be and possibly by the addition of the Diluent or thickener via the line 25, also from control loop II via the line 23 is controlled, balanced. additionally there is the possibility of controlling the two Pumps 17 and 27 the ratios of the headbox supplied stock suspension via line 16 and to influence the line 26 and thus also one To intervene in the consistency.
- FIG 3 is a paper machine with the Headbox 1 across the machine width is sectioned and material density controlled.
- a sensor 18 directly follows the headbox Measurement of the ejection from the headbox Suspension set. In this case it is a radiometric sensor for measuring the Mass.
- the wet part 2 follows the sensor Press section 3 and the dryer section 4 of the Paper machine.
- the closes in the machine direction Drying section 4 of the measuring frame 5, in this Example is equipped with two sensors 5.1 and 5.2, and finally the winder 6.
- the Sensors 5.1 and 5.2 of which at least the sensor 5.2 traversed across the machine width, give their Information on the basis weight and, if necessary also fiber orientation cross profile control loop and calculate the actual cross and longitudinal profile the paper web with subsequent control of the sectioned partial flows to the headbox.
- Out this measuring circuit is the information about the middle Areal mass of the paper web obtained and over the Line 13 passed to the control loop I.
- the control loop I controls the Adding thick matter via line 15 to Main suspension stream to the headbox and thus the average basis weight of the manufactured Paper web.
- the second control loop II provided its Information from the sensor 18 via the measuring line 19 receives and an additional feed of a Dilution fluids to the stock suspension main stream regulates.
- the short-wave fluctuations of the average mass per unit area of the paper web produced, that cannot be influenced with the known control loop I. are to be adjusted and for an improved To worry about paper quality.
- Figures 4 and 5 show embodiments of a Paper machine which is essentially the executions from Figures 2 and 1 correspond.
- FIG. 6 Another embodiment variant according to the invention is shown in Figure 6. This corresponds to essential to the previously described execution of the Figure 3. However, here the control loop II is like this executed that his control information on the Control line 23 to the cross section control loop III act. This makes it a machine width Adjustment of the, for the regulation of the basis weight cross profile causes existing actuators and thus a machine-wide increase or decrease in Substance concentration reached.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Steuerung oder Regelung des mittleren
Flächengewichts einer Papier- oder Kartonbahn im
Herstellungsprozeß einer Papier- oder Kartonmaschine
gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 und dem Oberbegriff des Anspruchs 10.The invention relates to a device and a
Procedure for controlling or regulating the middle one
Basis weight of a paper or cardboard web in
Manufacturing process of a paper or board machine
according to the preamble of
Ein wesentlicher Qualitätsfaktor einer Papier- oder Kartonbahn liegt in der Gleichmäßigkeit des Flächengewichts der hergestellten Bahn. Im Herstellungsprozeß einer solchen Bahn treten zahlreiche Störfaktoren auf, die die Gleichmäßigkeit des Flächengewichts über die Maschinenbreite hinweg und auch in Längsrichtung gesehen, ungünstig beeinflussen können. Zu diesen Störfaktoren gehören beispielsweise Temperaturschwankungen, Druckschwankungen und Fertigungstoleranzen oder auch Fehler in der Ausführung oder Einstellung der Papiermaschine beim Herstellungsprozeß. Um diese negativen Störfaktoren möglichst erfolgreich auszuschalten und zu einer gleichmäßigen Herstellung der Papierbahn zu gelangen, werden Vorrichtungen und Verfahren zur Steuerung und Regelung des Flächengewichts, insbesondere des Flächengewichts-Querprofils, eingesetzt.An essential quality factor of a paper or Cardboard web lies in the uniformity of the Basis weight of the web produced. in the Manufacturing process of such a web occur numerous confounding factors that affect uniformity of the basis weight across the machine width and also seen in the longitudinal direction, unfavorable can influence. These disruptive factors include for example temperature fluctuations, Pressure fluctuations and manufacturing tolerances or also Errors in the execution or setting of the Paper machine in the manufacturing process. Around negative disruptive factors as successful as possible turn off and produce evenly to get the paper web, devices and Process for controlling and regulating the Basis weight, in particular the basis weight cross section, used.
In der Patentschrift DE 35 35 849 ist beschrieben, die Weite des Auslaufspaltes eines Stoffauflaufes an bestimmten Stellen der Bahnbreite so zu verändern, daß sich der Durchsatz der Stoffsuspension entsprechend örtlich verändert. Wenn sich der Durchsatz der Stoffsuspension mit über die Maschinenbreite gleicher Konzentration örtlich verändert, so bewirkt dieses eine Einflußnahme auf die Menge der Feststoffe an dieser Stelle der Bahn bezogen auf die Bahnbreite und damit eine Veränderung des Flächengewichts an dieser Stelle beziehungsweise diesen Bahnstreifen.In the patent DE 35 35 849 it is described that Width of the outlet gap of a headbox to change certain points of the web width so that the throughput of the stock suspension accordingly changed locally. If the throughput of the Stock suspension with the same across the machine width Concentration changes locally, so this causes an influence on the amount of solids this point of the web in relation to the web width and thus a change in the basis weight on this Place or this lane.
In der Patentanmeldung DE 40 19 593 A1 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Regelung des Flächengewichts-Querprofils der Bahn beschrieben. Gemäß dieser Schrift soll bei einem Abweichen des Flächengewichts-Querprofils der Papierbahn an einer bestimmten Stelle der Bahnbreite, die Konzentration des Stoffsuspensionsstromes an dieser Stelle geändert werden. Um dies zu erreichen wird vorgeschlagen, den Stoffauflauf zumindest teilweise über die Maschinenbreite zu sektionieren und mit Hilfe von geregelten Sektionsströmen mit individuell einstellbarer Konzentration zu beschicken. Die individuelle Einstellung der Konzentration des jeweiligen Sektionsstromes erfolgt durch eine Regelung der Zuströmverhältnisse zweier Einzelströme mit konstanter, jedoch unterschiedlicher Konzentration. Aufgrund des unterschiedlichen Gehaltes der Sektionsströme an Feststoffen ergibt sich eine Änderung des Flächengewichts an der entsprechenden Stelle der Bahnbreite.In patent application DE 40 19 593 A1 there is one Device and a method for regulating the Basis weight cross-section of the web is described. According to this document, a deviation of the Basis weight cross-section of the paper web on one certain point of the web width, the concentration of the stock suspension stream changed at this point become. To achieve this, it is proposed that Headbox at least partially over the Machine width and with the help of regulated section flows with individual adjustable concentration. The individual adjustment of the concentration of the the respective section flow is carried out by a regulation the inflow conditions of two individual flows constant but different concentration. Due to the different content of the Section flows of solids result in a Change the basis weight on the corresponding Place the web width.
In dem hier angewandten Regelverfahren wird das Flächengewichts-Querprofil der Papierbahn am Ende der Papiermaschine gemessen und mit einem Regelkreis die Blende am Stoffauflauf oder die Zuströmverhältnisse der Einzelströme unterschiedlicher Konzentration für die jeweiligen Sektionen geregelt. In the control procedure used here, this is Basis weight cross-section of the paper web at the end of the Paper machine measured and with a control loop Aperture on the headbox or the inflow conditions of individual flows of different concentrations for the respective sections regulated.
Ein solches Regelverfahren mit der Messung des Flächengewichts-Querprofils ist beispielsweise auch aus der Patentanmeldung DE 40 05 281 oder aus der DE 42 38 037 bekannt. In den beiden vorgenannten Schriften wird das Flächengewichts-Querprofil der Papierbahn am Ende der Papiermaschine gemessen und über ein Prozeßleitsystem die notwendige Verstellung der Stellglieder zur sektionalen Beeinflussung des Flächengewichts bewirkt.Such a control procedure with the measurement of the The basis weight cross-section is also, for example from the patent application DE 40 05 281 or from the DE 42 38 037 known. In the two above Fonts becomes the basis weight cross section of the Paper web measured at the end of the paper machine and the necessary adjustment via a process control system the actuators for influencing the section Basis weight causes.
Aus der Offenlegungsschrift DE 20 19 975 ist es
weiterhin bekannt, mit Hilfe von zwei Sensoren an
einer laufenden Bahn aus einem gemessen Schrägprofil
und einem Längsprofil das tatsächliche
Flächengewichts-Querprofil und das tatsächliche
Flächengewichts-Längsprofil zu extrahieren und zur
Steuerung, beziehungsweise Regelung des
Flächengewichts, einer Bahn zu nutzen.From the published
Die oben geschilderten Regelungsvorgänge regeln im wesentlichen die Querprofile der Papierbahn. Es ist weiterhin auch bekannt, im Herstellungsprozeß einer Papierbahn einen Regelkreis zu verwenden, der das Flächengewicht der fertigen Papierbahn mißt und aufgrund des gemessenen Flächengewichts, dies ist meist der Mittelwert des gemessenen Querprofils, die Stoffmenge reguliert, die dem Siebkreislauf zugeführt wird und damit das mittlere Flächengewicht der erzeugten Papierbahn einstellt.The control processes described above regulate in essentially the transverse profiles of the paper web. It is also known in the manufacturing process Paper web to use a control loop that the Basis weight of the finished paper web measures and based on the basis weight measured, this is usually the mean of the measured cross profile, the Regulates the amount of substance that is fed into the sieve cycle and thus the average basis weight of the generated paper web sets.
Das Problem dieses Standes der Technik liegt darin, daß die bekannte Regelung des Flächengewichts ein relativ träges Verhalten mit langen Reaktionszeiten aufweist. The problem with this prior art is that the known regulation of the basis weight relatively sluggish behavior with long reaction times having.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die bekannte Papiermaschine mit einer Regelung des Flächengewichts und das entsprechende Verfahren hierzu dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Reaktionszeiten der Regelung stark verkürzt werden und damit auch Schwankungen im Papierherstellungsprozeß beeinflußt werden können, die in ihrem zeitlichen Verlauf eine kürzere Wellenlänge als die Laufzeit der Papierbahn durch die Papiermaschine haben.It is an object of the invention, the known Paper machine with a basis weight control and the corresponding procedure for this further develop that the response times of Regulation will be greatly shortened and therefore also Variations in the papermaking process are affected can be the one in their temporal course shorter wavelength than the running time of the paper web through the paper machine.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des ersten Vorrichtungsanspruches und des ersten Verfahrensanspruches gelöst.The object of the invention is characterized by the features of first device claim and the first Process claim resolved.
Demgemäß wird die bekannte Papiermaschine mit einer Regelung des mittleren Flächengewichts einer Papieroder Kartonbahn im Herstellungsprozeß, die einen Stoffauflauf zur maschinenbreiten Verteilung der Stoffsuspension auf ein Sieb oder zwischen zwei Siebe, mindestens eine Stoffsuspensionzuführung zum Stoffauflauf mit mindestens einer Konzentration und einen ersten Regelkreis mit einem Stellglied zur Einstellung der mindestens einen Konzentration der mindestens einen zugeführten Stoffsuspension, mindestens ein Mittel zur Bestimmung der mittleren Flächenmasse der fertigen Bahn, mindestens ein Mittel zur Änderung mindestens einer Konzentration der mindestens einen, dem Stoffauflauf zugeführten Stoffsuspension und mindestens ein Mittel zur Verstellung des mindestens einen Stellgliedes zur Einstellung der mindestens einen Konzentration der mindestens einen zugeführten Stoffsuspension aufweist, dahingehend verbessert, daß mindestens ein zweiter Regelkreis zur Regelung der Konzentration, der dem Stoffauflauf zugeführten Stoffsuspension, hinzugefügt.Accordingly, the known paper machine with a Regulation of the average basis weight of a paper or Cardboard web in the manufacturing process, some Headbox for machine-wide distribution of the Stock suspension on a sieve or between two sieves, at least one stock suspension feed to Headbox with at least one concentration and a first control loop with an actuator Setting the at least one concentration of at least one feed suspension, at least one means to determine the mean Basis weight of the finished web, at least one agent to change at least one concentration of at least one fed to the headbox Stock suspension and at least one agent for Adjustment of the at least one actuator Setting the at least one concentration of has at least one feed suspension, improved in that at least a second Control circuit for regulating the concentration of the Headbox fed stock suspension, added.
Eine erfindungsgemäße Weiterbildung dieser Papiermaschine besteht darin, daß der zweite Regelkreis über mindestens ein Mittel zur direkten oder indirekten Bestimmung der Flächenmasse der entstehenden Bahn aufweist.A further development of this Paper machine is that the second Control loop using at least one direct means or indirect determination of the mass per unit area of the emerging path has.
Eine weitere Ausbildung besteht darin, daß das Mittel zur direkten oder indirekten Bestimmung der Flächenmasse der entstehenden Bahn im Naßbereich der Papiermaschine angeordnet ist. Es kann sich hierbei vorzugsweise um eine Messung direkt hinter der Stoffauflaufdüse, zum Beispiel mit Hilfe eines radiometrischen Sensors, handeln. Es besteht auch die Möglichkeit die Stoffsuspensionshöhe auf einem Langsieb zu messen, dies geschieht vorzugsweise hinter der ersten Walze und vor der ersten Entwässerungseinheit, um Einflüsse, die durch die Entwässerungseinheit entstehen, auszuschließen. Allerdings kann, wenn es auch Platzgründen oder sonstigen Gegebenheiten notwendig ist, auch nach der ersten Entwässerungseinheit gemessen werden. Auch bei einem Doppelsieb kann, beispielsweise mit Hilfe einer radiometrischen Messung, die Flächenmasse der entstehenden Bahn im Naßbereich bestimmt werden.Another training is that the agent for the direct or indirect determination of the Basis weight of the resulting web in the wet area of the Paper machine is arranged. It can be this preferably by a measurement directly behind the Headbox nozzle, for example with the help of a radiometric sensor. There is also Possibility of the fabric suspension height on one Measuring fourdrinier sieve, this is preferably done behind the first roller and before the first Drainage unit, to be influenced by the Drainage unit arise to rule out. However, if there is also space or other circumstances is necessary, even after first drainage unit can be measured. Also at a twin wire can, for example with the help of a radiometric measurement, the basis weight of the emerging web can be determined in the wet area.
Gemäß einer weiteren Ausbildung kann der Stoffauflauf über zwei Stoffzuführungen mit unterschiedlichen Stoffkonzentrationen CL, CH verfügen. Diese Stoffzuführungen sind derart ausgebildet, daß zumindestens eine der beiden Stoffzuführungen sich am Stoffauflauf in Sektionsströme aufspaltet, die individuell geregelt werden können. In diesem Zusammenhang wird bezüglich der möglichen Ausführungen der Stoffaufläufe auf die zuvor zitierten Schriften, die stoffdichtegeregelten Stoffaufläufe betreffend, Bezug genommen.According to a further embodiment, the headbox can have two stock feeds with different stock concentrations C L , C H. These material feeds are designed such that at least one of the two material feeds splits into section streams at the headbox, which can be regulated individually. In this context, with regard to the possible designs of the headboxes, reference is made to the documents cited above relating to the headboxes which are controlled by the density.
Gemäß einem anderen weiterführenden Erfindungsgedanken kann eine der beiden Stoffzuführungen über eine weitere, vom zweiten Regelkreis geregelte Einleitung eines Verdünnungs- oder Verdickungsfluides verfügen. Als Verdünnungsfluid bietet sich beispielsweise Siebwasser an. Als Verdickungsfluid besteht auch die Möglichkeit zusätzlichen Dickstoff in eine der beiden Stoffzuführungen geregelt einzuleiten. Andere Verdünnungs- oder Verdickungsfluide, wie Klarwasser, Klarfiltrat oder Stoffsuspension mit höherer Konzentration, können ebenso genutzt werden.According to another further inventive concept can one of the two material feeds via a further introduction regulated by the second control loop of a dilution or thickening fluid. As a dilution fluid, for example White water. There is also the thickening fluid Possibility of additional thick matter in one of the two Introduce stock feeds in a controlled manner. Other Dilution or thickening fluids, such as clear water, Clear filtrate or stock suspension with higher Concentration can also be used.
Eine weitere Ausführungsform des Erfindungsgedanken kann darin bestehen, daß, falls durch den zweiten Sensor im Naßbereich der Papiermaschine getrennt Faserstoffe oder Aschegehalt der sich bildenden Papierbahn gemessen wird oder eine Information hierüber über den Papierstoffkonsistenz-Sensor erhalten wird, gezielt der entsprechende individuelle Mangel an Faserstoffen oder Asche zugeführt und damit ausgeglichen werden. Es wird auch nicht den Rahmen der Erfindung verlassen, falls zur Messung der Faserstoffe und des Aschegehaltes der entstehenden Papierbahn zwei unterschiedliche Sensoren eingesetzt werden.Another embodiment of the inventive concept may be that if the second Separate sensor in the wet area of the paper machine Fibers or ash content of the formed Paper web is measured or information via the paper consistency sensor is obtained, the appropriate individual Lack of fiber or ash fed and with it be balanced. It also does not go beyond the scope of the Leave invention, if for measuring the fibrous materials and the ash content of the resulting paper web two different sensors are used.
Das oben geschilderte Problem wird auch die Merkmale des ersten Verfahrensanspruches gelöst. Gemäß diesem Anspruch wird das bekannte Verfahren zur Regelung der mittleren Flächenmasse einer Papier- oder Kartonbahn, in dem zunächst die Flächenmasse der Bahn am Ende des Herstellungsprozesses bestimmt wird, danach die Abweichung des Istwertes von einem vorgegebenen Sollwert berechnet wird und hieraus die Verstellung der Konzentration, der dem Stoffauflauf zugeführten Stoffsuspension zur Korrektur der gemessenen Abweichung durchgeführt wird, dahingehend verbessert, daß die Flächenmasse der entstehenden Bahn direkt oder indirekt im Bereich vor der Trockenpartie gemessen wird und einem zweiten Regelkreis zugeführt wird.The problem outlined above also becomes the characteristics of the first claim. According to this Claim is the known method for regulating average mass per unit area of a paper or cardboard web, in which the basis weight of the web at the end of the Manufacturing process is determined, then the Deviation of the actual value from a given one Setpoint is calculated and from this the adjustment the concentration supplied to the headbox Stock suspension to correct the measured Deviation is carried out, improved in that that the basis weight of the resulting web directly or measured indirectly in the area in front of the dryer section and is fed to a second control loop.
Einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung entsprechend, regelt der zweite Regelkreis die Konzentration der dem Stoffauflauf zugeführten Stoffsuspension.Another embodiment of the invention accordingly, the second control loop regulates the Concentration of the headbox Stock suspension.
Dieses Verfahren kann dahingehend weitergebildet werden, daß die Konzentration der dem Stoffauflauf zugeführten Stoffsuspension über den zweiten Regelkreis dadurch geregelt wird, daß der Stoffsuspensionszuführung zum Stoffauflauf eine Verdünnungs- oder Verdickungsflüssigkeit variabler Menge zugeführt wird.This method can be further developed that the concentration of the headbox fed stock suspension over the second Control loop is regulated in that the Stock suspension feed to the headbox one Thinning or thickening liquid more variable Amount is supplied.
Eine andere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß dem Stoffauflauf zwei Suspensionsströme unterschiedlicher Konzentration zugeführt werden und die Konzentrationsregelung des zweiten Regelkreises auf mindestens eine der Stoffzuführungen Einfluß nimmt. Dies kann bespielsweise dadurch geschehen, daß Stellglieder, wie Drosselventile oder drehzahlgeregelte Pumpen, entsprechend den gemessenen Erfordernissen geregelt werden. Another embodiment of the method provides that the headbox has two suspension streams of different concentrations and the concentration control of the second control loop influence on at least one of the material feeds takes. This can happen, for example, that Actuators, such as throttle valves or speed controlled pumps, according to the measured Requirements are regulated.
Eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit des Erfindungsgedanken kann darin bestehen, daß der zweite Regelkreis bei einem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf maschinenbreit in die bereits vorhandene Stoffdichteregelung eingreift. Das heißt, daß alle über die Maschinenbreite bestehenden Stellglieder, die eigentlich zur Regelung eines Querprofils vorgesehen sind, vom zweiten Regelkreis II mitbeeinflußt werden und eine gleichmäßige maschinenbreite Verstellung dieser Stellglieder bewirkt wird. Dies hat beispielsweise den Vorteil, daß keine zusätzlichen Stellglieder notwendig sind und auch eine einfache und problemlose Erweiterung einer vorhandenen Papiermaschine mit einem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf durch eine Hinzufügung des zweiten Regelkreises mit einem zweiten Sensor ermöglicht wird.Another design option of the The idea of the invention can be that the second Control loop with a density controlled Machine-wide headbox into the existing one Fabric density control intervenes. That means everyone Actuators existing over the machine width, the actually intended to control a cross section are influenced by the second control loop II and an even machine-wide adjustment this actuators is effected. this has for example the advantage that no additional Actuators are necessary and also a simple and easy extension of an existing one Paper machine with a density controlled Headbox by adding the second Control loop with a second sensor is enabled.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen zu Anspruch 1 und in den nachfolgenden Figurenbeschreibungen dargestellt.Further embodiments of the invention are in the Subclaims to claim 1 and in the following Figure descriptions shown.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.It is understood that the above and features of the Invention not only in the specified Combination, but also in other combinations or can be used alone without the Leave the scope of the invention.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung.
- Figur 1:
- Erfindungsgemäße Papiermaschine mit blendenverstellbarem Stoffauflauf,
- Figur 2:
- Papiermaschine mit sektional stoffdichtegeregeltem Stoffauflauf und zweitem Regelkreis II zur schnellen, maschinenbreiten Flächemasse-Regelung,
- Figur 3:
- Papiermaschine mit stoffdichtegeregeltem Stoffauflauf mit zusätzlicher, verstellbarer Blende, Querprofilregelung III und zweitem Regelkreis II zur schnellen Längsprofilregelung,
- Figur 4:
- Papiermaschine mit sektional stoffdichtegeregeltem Stoffauflauf und zweitem Regelkreis II zur schnellen, maschinenbreiten Flächenmasse-Regelung mit Beeinflussung der Dickstoffzufuhr,
- Figur 5:
- Papiermaschine mit blendenverstellbarem Stoffauflauf und zweitem Regelkreis II mit Beeinflussung einer drehzahlgeregelten Pumpe in der Dickstoffzuführung zur Stoffsuspensionszuführung,
- Figur 6:
- Papiermaschine mit stoffdichtegeregeltem Stoffauflauf mit zusätzlicher, verstellbarer Blende, Querprofilregelung III und einem zweitem Regelkreis II zur schnellen Längsprofilregelung mit einer maschinenbreit gleichmäßigen Beeinflussung der Stoffkonzentration über die Stellglieder der Querprofilregelung.
- Figure 1:
- Paper machine according to the invention with an adjustable headbox,
- Figure 2:
- Paper machine with sectionally controlled headbox and second control circuit II for fast, machine-wide area mass control,
- Figure 3:
- Paper machine with material density-controlled headbox with additional, adjustable aperture, cross profile control III and second control circuit II for fast longitudinal profile control,
- Figure 4:
- Paper machine with sectionally controlled headbox and second control circuit II for fast, machine-wide basis weight control with influencing of the thick matter supply,
- Figure 5:
- Paper machine with orifice-adjustable headbox and second control circuit II influencing a speed-controlled pump in the thick matter feed to the stock suspension feed,
- Figure 6:
- Paper machine with material density-controlled headbox with additional, adjustable orifice, cross profile control III and a second control circuit II for fast longitudinal profile control with a machine-wide uniform influence on the material concentration via the actuators of the cross profile control.
Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Ausgestaltung
einer Papiermaschine mit einer Regelung der mittleren
Flächemasse der hergestellten Bahn. Die Papiermaschine
ist schematisch und nur mit den für den
erfindungsgemäßen Regelkreis wesentlichen
Maschinenteilen dargestellt. Dies sind der
Stoffauflauf 1 mit dem nachfolgenden Naßteil 2. Am
Ende der Maschine befindet sich ein Meßrahmen 5 und
eine Aufwickelvorrichtung 6 für die fertige
Papierbahn. Der erste Regelkreis I für die Regelung
des mittleren Flächengewichts der Papierbahn
verarbeitet dieses Signale entsprechend dem
vorgegebenen Sollwert. Über die Steuerleitung 13 wird
ein Ventil 14 oder ein sonstiges Stellglied betätigt
um die Dickstoffzufuhr 15 zur Stoffsuspensionzufuhr 16
zu regeln und damit die Konzentration der dem
Stoffauflauf zugeführten Stoffsuspension in der
gewünschten Weise zu beeinflussen. Die
Stoffsuspensionzufuhr 16 liegt im geschlossenen
Siebwasserkreislauf, entnimmt das Siebwasser aus dem
Siebwasserbehälter 10 und führt das mit Dickstoff
angereichte Siebwasser als Stoffsuspension dem
Stoffauflauf 1 zu. Dieser jetzt beschriebene
Regelkreis I entspricht dem Stand der Technik. Mit
diesem Regelkreis I kann lediglich das mittlere
Flächengewicht des Papieres bezüglich langwelliger
beziehungsweise niederfrequenter Schwankungen geregelt
werden. Für die Regelung eines Flächengewichts-Querprofils
werden in der Regel zusätzlich
Informationen des gemessenen Querprofils an einen
weiteren Regelkreis, zur Beeinflussung des
Flächengewichts-Querprofils, weitergegeben. Dieser
Regelmechanismus wird in dieser Figur nicht
berücksichtigt und beschrieben.Figure 1 shows an embodiment of the invention
a paper machine with a regulation of the middle
Area mass of the manufactured web. The paper machine
is schematic and only with those for the
control loop according to the invention essential
Machine parts shown. These are the
Erfindungsgemäß weist die in der Figur 1 dargestellte.
Vorrichtung einen zweiten Regelkreis II auf. Dieser
Regelkreis II erhält seine Meßwerte aus einem Sensor
18, über eine Meßleitung 19. Der Sensor 18 befindet
sich im Naßteil 2 der Papiermaschine, die über ein
umlaufendes Sieb 7 verfügt, auf das der Stoffauflauf 1
seine Stoffsuspension auflegt. Der Sensor 18 ist in
diesem Beispiel am Anfang der Entwässerungsstrecke
angeordnet, um einen möglichst kurzen und schnell
reagierenden Regelkreis II zu erhalten. Der Regelkreis
II nimmt die gemessenen Informationen vom Sensor 18,
die zumindest in irgendeiner Weise mit der
Flächenmasse korreliert sein müssen, auf und berechnet
daraus die Schwankungen der Flächenmasse der
entstehenden Papierbahn und die notwendigen
Regeleingriffe. Im vorliegenden Beispiel der Figur 1
stellt der Sensor 18 einen Schichtdickenmesser dar,
der seine Information über die Schichtdicke an den
Regelkreis II über die Meßleitung 19 weitergibt.
Ausgehend von der Annahme, daß die Konsistenz der
Stoffsuspension über die Maschinenbreite konstant
verläuft, kann hierdurch eine Aussage über die
Schwankungen der Flächenmasse an der gemessenen Stelle
beziehungsweise über deren Schwankungen gemacht
werden. Erhält der Regelkreis II eine Information, daß
eine Schwankung der Schichtdicke und damit der
Flächenmasse am Meßort eintritt, so kann er nun eine
notwendige Änderung der Konzentration der
Stoffsuspension, die dem Stoffauflauf zugeführt,
berechnen und diese über die Steuerleitung 23, die zu
einem Stellglied - hier einem Ventil 24 - führt,
beeinflussen, indem er die Menge eines zusätzlichen
Fluides, das über die Leitung 25 der
Stoffsuspensionsleitung 16 zugeführt wird, die den
Stoffauflauf 1 speist, verändern. Auf diese Weise wird
dem Regelkreis I ein schneller Regelkreis II
unterlagert. Es versteht sich, daß hiermit lediglich
die kurzen Schwankungen, das heißt Schwankungen mit
kleiner Wellenlänge ausgeglichen werden. Langwellige
Schwankungen werden weiterhin durch den Regelkreis I
kompensiert.According to the invention, the one shown in FIG.
Device a second control loop II. This
Control circuit II receives its measured values from a
Eine zusätzliche Verbesserung der Meßgenauigkeit des
Regelkreises II kann dadurch erreicht werden, daß im
Stoffauflauf 1 ein weiterer Stoffkonsistenzsensor 21
vorgesehen wird, der die zusätzliche Information über
die Stoffkonsistenz über die Meßleitung 22 an den
Regelkreis II weitergibt. Mit Hilfe dieser
zusätzlichen Information über die Stoffkonsistenz in
Verbindung mit beispielsweise einer
Schichthöhenmessung der entstehenden Papierbahn durch
den zweiten Sensor 18, ist eine noch genauere Meßung
der Flächenmasse am Meßort möglich.An additional improvement in the accuracy of measurement
Control loop II can be achieved in that
Headbox 1 a
Ein wesentlicher Vorteil dieses dargestellten Systems
liegt darin, daß die Zumischung des Verdünnungs- oder
Verdickungsfluides über die Leitung 25 sehr nahe am
Stoffauflauf 1 angebracht werden kann. Es ergeben sich
auf diese Weise sehr kurze Regelstrecken, die es
ermöglichen, auch sehr kurzwellige Schwankungen im
System zu kompensieren, während die Regelungen über
den Regelkreis I träge verlaufen.A major advantage of this system shown
is that the admixture of the dilution or
Thickening fluids via
Eine weitere Verbesserung dieses Systems kann dadurch erfolgen, daß im Regelkreis II ein zusätzliches Filter vorgesehen wird, so daß durch diesen Regelkreis ausschließlich die kurzwelligen Schwankungen der mittleren Flächenmasse der Papierbahn ausgeregelt werden. Ebenso kann alternativ oder additiv im Regelkreis I ein zusätzliches Filter vorgesehen werden, das dafür sorgt, daß durch den Regelkreis I ausschließlich langwellige Schwankungen der mittleren Flächenmasse der Papierbahn ausgeregelt werden und somit eine klare Aufgabenteilung zwischen dem Regelkreis I und dem Regelkreis II stattfindet. Weiterhin kann auch ein Informationsaustausch zwischen dem Regelkreis II und dem Regelkreis I stattfinden, so daß gegenläufige Regelbefehle vermieden werden.This can further improve this system done that in control loop II an additional filter is provided so that through this control loop only the short-wave fluctuations of the corrected average basis weight of the paper web become. Likewise, alternatively or additively in Control loop I provided an additional filter that ensures that the control loop I only long-wave fluctuations in the medium Grammage of the paper web are corrected and thus a clear division of tasks between the Control loop I and control loop II takes place. Furthermore, an exchange of information between the control loop II and the control loop I take place, so that opposing control commands are avoided.
Eine andere erfindungsgemäße Ausführung einer
Papiermaschine mit einer Regelung der mittleren
Flächenmasse der hergestellten Bahn ist in der Figur 2
dargestellt. Die Figur 2 zeigt im wesentlichen die
gleiche schematische Darstellung der Papiermaschine
wie die Figur 1, mit dem Stoffauflauf 1, dem Naßteil 2
und der Bahnaufwicklung 6. Auch hier ist vor der
Aufwicklung der Bahn ein Meßrahmen 5 mit einem Sensor
5.1 vorgesehen, der die Information der Flächenmasse
der Papierbahn am Ende des Herstellungsprozesses an
den Regelkreis I weitergibt und ein Stellglied 14 zur
Beeinflussung der Menge des zugeführten Dickstoffes
über die Leitung 15 zur Stoffsuspensionzuführung 16
zum Stoffauflauf steuert.Another embodiment of the invention
Paper machine with a regulation of the middle
The mass per unit area of the web produced is shown in FIG. 2
shown. Figure 2 shows essentially the
same schematic representation of the paper machine
like FIG. 1, with the
In diesem Ausführungsbeispiel wird jedoch der
Stoffauflauf 1 nicht nur durch die
Stoffsuspensionsleitung 16 beschickt, sondern es ist
eine zusätzliche Siebwasserleitung 26 vorgesehen, die
die Stoffsuspension der Leitung 16 im Bereich des
Stoffauflaufes zusätzlich verdünnt. Nicht in der Figur
dargestellt ist die Aufspaltung der Leitung 26 in eine
Vielzahl von maschinenbreit verteilten Einzelleitungen
im Bereich des Stoffauflaufes. Über die geregelte
Zuführung von Siebwasser über die Vielzahl von
Zuleitungen in den Sektionen des Stoffauflaufes 1 kann
eine Regelung des Flächengewichts-Querprofiles
erreicht werden. Es ist selbstverständlich, daß für
diese Flächengewichts-Querprofilregelung ebenfalls ein
Regelkreis vorhanden ist, jedoch wird dieser
Regelkreis, da er nicht die mittlere Flächenmasse der
gesamten Bahn regelt, sondern lediglich das Profil
regelt, in diesem Ausführungsbeispiel nicht in
Betracht gezogen.In this embodiment, however, the
Erfindungsgemäß ist wiederum ein zweiter Regelkreis II
vorgesehen, der seine Informationen über die
anliegende Flächenmasse aus dem Naßteil 2 der
Papiermaschine über den Sensor 18 und die Meßleitung
19 erhält. Unterstützt werden kann die Messung der
Flächenmasse durch einen Stoffkonsistenzsensor 21, der
im Stoffauflauf 1 angebracht ist und seine
Informationen über die Meßleitung 22 zum
Prozeßleitsystem weitergibt. Ebenfalls ist ein
induktiver Durchflußmesser 28 vorgesehen, der über die
Meßleitung 29 dem Regelkreis II die Information des
Durchflußes durch die Stoffsuspensionsleitung 16
weitergibt. Auf diese Weise können Schwankungen in der
zugeführten Stoffsuspensionsmenge, die über die Pumpe
17 und die Steuerleitung 31 vom Regelkreis II geregelt
werden und die eventuell durch die Zugabe des
Verdünnungs- oder Verdickungsmittels über die Leitung
25, die ebenfalls vom Regelkreis II über die Leitung
23 gesteuert wird, ausgeglichen werden. Zusätzlich
besteht die Möglichkeit über die Steuerung der beiden
Pumpen 17 und 27 die Verhältnisse der zum Stoffauflauf
zugeführten Stoffsuspension über die Leitung 16 und
die Leitung 26 zu beeinflussen und somit auch einen
Eingriff in die Stoffdichte zu nehmen. According to the invention, a second control loop II is again
provided his information on the
adjacent mass from the
In der Figur 3 ist eine Papiermaschine mit dem
Stoffauflauf 1, der über die Maschinenbreite
sektioniert und stoffdichtegeregelt ist, dargestellt.
Dem Stoffauflauf folgt direkt ein Sensor 18 zur
Messung der vom Stoffauflauf ausgestossenen
Stoffsuspensionsmenge. In diesem Fall handelt es sich
um einen radiometrischen Sensor zur Messung der
Stoffmasse. Dem Sensor folgt der Naßteil 2, die
Pressenpartie 3 und die Trockenpartie 4 der
Papiermaschine. In Maschinenrichtung schließt sich der
Trockenpartie 4 der Meßrahmen 5 an, der in diesem
Beispiel mit zwei Senoren 5.1 und 5.2 bestückt ist,
und schließlich die Aufwickelvorrichtung 6. Die
Sensoren 5.1 und 5.2, von denen zumindest der Sensor
5.2 über die Maschinenbreite traversiert, geben ihre
Information an den Flächengewichts- und gegebenenfalls
auch Faserorientierungs-Querprofil-Regelkreis weiter
und errechnen das tatsächliche Quer- und Längsprofil
der Papierbahn mit einer anschließenden Ansteuerung
der sektionierten Teilströme zum Stoffauflauf. Aus
diesem Meßkreis wird die Information über die mittlere
Flächemasse der Papierbahn gewonnen und über die
Leitung 13 an den Regelkreis I weitergegeben. Wie
schon oben beschrieben, regelt der Regelkreis I die
Zugabe von Dickstoff über die Leitung 15 zum
Stoffsuspensionshauptstrom zum Stoffauflauf und damit
die mittlere Flächenmasse der hergestellten
Papierbahn.In Figure 3 is a paper machine with the
In erfindungsgemäßer Weise ist auch in diesem Beispiel
der zweite Regelkreis II vorgesehen, der seine
Informationen aus dem Senor 18 über die Meßleitung 19
erhält und eine zusätzliche Zuführung eines
Verdünnungsfluides zum Stoffsuspensionshauptstrom
regelt. Auch hierbei wird es auf vorteilhafte Weise
ermöglicht, die kurzwelligen Schwankungen der
mittleren Flächenmasse der hergestellten Papierbahn,
die mit dem bekannten Regelkreis I nicht beeinflußbar
sind, auszuregeln und für eine verbesserte
Papierqualität zu sorgen.In the manner according to the invention is also in this example
the second control loop II provided its
Information from the
Die Funktionsweise des Flächengewichts-Querprofil-Regelkreises
30, der im schraffiert umrandeten Teil
III dargestellt ist, ist in der zuvor zitierten
Patentschrift DE 20 19 975 detailliert beschrieben.How the basis weight cross section control loop works
30, in the hatched part
III is shown in the previously cited
Die Figuren 4 und 5 zeigen Ausführungsformen einer Papiermaschine, die im wesentlichen den Ausführungen aus den Figuren 2 und 1 entsprechen. Zum Unterschied zu den Figuren 2 und 1 wird jedoch in den Ausführungsbeispielen der Figuren 4 und 5 die Regelung der Stoffkonzentration nicht durch eine Zuführung von Verdünnungs- oder Verdickungsfluid in die Zuführung zum Stoffauflauf vorgenommen, sondern der Regelkreis I wirkt auf ein Stellglied, das in die bekannterweise vorhandene Zudosierung des Dickstoffes in den Stoffsuspensionshauptstrom, der dem Stoffauflauf zugeführt wird, eingreift. Dies birgt zwar den Nachteil, daß die Regelstrecke etwas länger und damit die Regelung etwas träger wird, als in den Ausführungsbeispielen der Figuren 1 bis 3. Jedoch ist hierdurch der technische Aufwand wesentlich geringer und damit ein wesentlicher Kostenvorteil zu erreichen. Eine derartige Ausführung läßt sich auch an bestehenden Papiermaschinen problemlos adaptieren.Figures 4 and 5 show embodiments of a Paper machine which is essentially the executions from Figures 2 and 1 correspond. The difference to Figures 2 and 1, however, in the Embodiments of Figures 4 and 5 control the substance concentration not by adding Dilution or thickening fluid in the feed made to the headbox, but the control loop I acts on an actuator, which is known in the existing dosing of the thick matter in the Main suspension stream of the headbox is fed, intervenes. This does hold the Disadvantage that the controlled system is somewhat longer and therefore the regulation is somewhat slower than in the Embodiments of Figures 1 to 3. However as a result, the technical effort is significantly lower and thus achieve a significant cost advantage. Such an execution can also be easily adapt existing paper machines.
Eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante ist
in der Figur 6 dargestellt. Diese entspricht im
wesentlichen der zuvor beschriebenen Ausführung der
Figur 3. Jedoch ist hierbei der Regelkreis II so
ausgeführt, daß seine Steuerinformationen über die
Steuerleitung 23 auf den Querprofil-Regelkreis III
einwirken. Es wird hierdurch eine maschinenbreite
Verstellung der, für die Regelung des Flächengewichts-Querprofils
vorhandenen Stellglieder bewirkt und damit
eine maschinenbreite Anhebung oder Absenkung der
Stoffkonzentration erreicht.Another embodiment variant according to the invention is
shown in Figure 6. This corresponds to
essential to the previously described execution of the
Figure 3. However, here the control loop II is like this
executed that his control information on the
Mit dieser Ausführungsform ist ebenfalls ein sehr schneller Regelkreis zu verwirklichen, wobei es von Vorteil sein kann, daß keine zusätzlichen, zu denen bei einem stoffdichtegeregelten Stoffauflauf normalerweise vorhandenen, Stellglieder notwendig sind.With this embodiment is also a very to realize faster control loop, taking it from Advantage can be that no additional to those with a density-controlled headbox Actuators normally present are necessary are.
Mit Hilfe der in den Figuren beschriebenen Ausführungsformen und den weiteren schriftlich beschriebenen Ausführungsformen ist es gegenüber dem Stand der Technik möglich, wesentlich bessere Ergebnisse bei der Regelung der mittleren Flächenmasse, bei der Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn gegenüber dem Stand der Technik, zu erreichen. Insbesondere wird durch den beschriebenen Regelmechanismus es nun auch möglich, kurzwellige Schwankungen der mittleren Flächenmasse der Papierbahn zu vergleichmäßigen. With the help of those described in the figures Embodiments and the other in writing described embodiments, it is compared to the State of the art possible, much better Results in the regulation of the middle Basis weight, in the manufacture of a paper or Cardboard web compared to the prior art, too to reach. In particular, is described by the Control mechanism it is now also possible to use shortwave Fluctuations in the average basis weight of the paper web to even out.
- 11
- Stoffauflaufheadbox
- 22
- NaßteilA wet section
- 33
- Pressenpartiepress section
- 44
- Trockenpartiedrying section
- 55
- Meßrahmenmeasuring frame
- 5.1, 5.25.1, 5.2
- Sensorsensor
- 66
- Aufwickelvorrichtungrewinder
- 77
- Siebscree
- 1010
- Siebwasserbehälterwhite water tank
- 1313
- Steuerleitungcontrol line
- 1414
- Ventil/StellgliedValve / actuator
- 1515
- DickstoffzufuhrDick fuel supply
- 1616
- StoffsuspensionszufuhrStock suspension feed
- 1717
- Pumpepump
- 1818
- Sensorsensor
- 1919
- MeßleitungMeasurement line
- 2121
- StoffkonsistenzsensorStock consistency sensor
- 2222
- MeßleitungMeasurement line
- 2323
- Steuerleitungcontrol line
- 2424
- VentilValve
- 2525
- Leitungmanagement
- 2626
- zusätzliche Siebwasserleitungadditional white water pipe
- 2727
- Pumpepump
- 2828
- Durchflußmesserflowmeter
- 2929
- MeßleitungMeasurement line
- 3030
- Flächengewichts-Querprofil-RegelkreisBasis weight cross-profile control loop
- 3131
- Steuerleitungcontrol line
- 3232
- Stoffauflaufblende mit VerstellvorrichtungenHeadbox cover with adjustment devices
- 3333
- Steuerleitungcontrol line
Claims (15)
- Papermaking machine with control of the average mass per unit area of a paper or board web during the production process, having:1.1 at least one stock suspension line (16, 26) for feeding a stock suspension with a stock concentration to a flow box (1);1.2 a flow box (1) for the machine-wide distribution of the stock suspension to a wire (7) or between two wires; and1.3 at least one control unit (12) of a first control loop (I) having1.3.1 at least one means (5.1, 5.2) of determining the average mass per unit area of the paper or board web produced;1.3.2 at least one line (11) for transmitting the determined value of the average mass per unit area to the control unit (12);1.3.3 the control unit (12) being used to calculate a deviation of the actual value from a predefined desired value of the paper or board web produced and for the subsequent determination of an actuating value;1.3.4 at least one line (13) for leading the actuating value to an actuating element (14);1.3.5 the at least one actuating element (14) being used to regulate the stock concentration of the stock suspension fed to the flow box (1), in order in this way to correct the calculated deviation of the paper or board web produced;1.4 in addition, at least one control unit (20) of a second control loop (II) is provided to regulate the stock concentration of the stock suspension fed to the flow box (1), having1.4.1 at least one means (18, 21, 28) of determining the average mass per unit area of the paper or board web being produced in the region upstream of the drying section (4);1.4.2 at least one line (19, 22, 29) for transmitting the determined value of the average mass per unit area to the control unit (20);1.4.3 the control unit (20) being used to calculate a deviation of the actual value from a predefined desired value of the paper or board web being produced and for the subsequent determination of an actuating value;1.4.4 at least one line (23, 31, 33) for leading the actuating value to an actuating element (17, 24, 27); and1.4.5 at least one actuating element (17, 24, 27) for regulating the stock concentration of the stock suspension fed to the flow box (1), in order in this way to correct the calculated deviation of the paper or board web being produced.
- Papermaking machine according to Claim 1, characterized in that the second control loop (II) has at least one means (18, 21, 28) for the direct or indirect determination of the average mass per unit area of the paper or board web being produced.
- Papermaking machine according to Claim 2, characterized in that the means (18) for the direct or indirect determination of the average mass per unit area of the paper or board web being produced is arranged in the wet section (2) of the papermaking machine.
- Papermaking machine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the second control loop (II) has at least one actuating element (24) for regulating the amount of thick stock fed to the wire circulation.
- Papermaking machine according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the flow box (1) is fed from two stock suspension lines (16, 26) with different stock concentrations (CL, CH).
- Papermaking machine according to Claim 5, characterized in that one of the stock suspension lines (16, 26) has a further introduction (25) of a dilution or thickening fluid, regulated by the second control loop (II).
- Papermaking machine according to either of Claims 5 and 6, characterized in that at least one of the stock suspension lines (16, 26) to the flow box (1) divides upstream of the flow box (1) into a large number of branches, and in each branch there is a means of influencing the flow rate.
- Papermaking machine according to either of Claims 6 and 7, characterized in that the introduction of the dilution or thickening fluid into the stock suspension line (16, 26) is carried out at a low stock concentration (CL).
- Papermaking machine according to one of Claims 6 to 8, characterized in that the introduction of the dilution or thickening fluid into the stock suspension line (16, 26) is carried out at a high stock concentration (CH) .
- Method of regulating the average mass per unit area of a paper or board web in the production process in a papermaking machine, having the following method steps:10.1 a stock suspension with a stock concentration is fed by means of at least one stock suspension line (16, 26) to a flow box (1);10.2 the stock suspension is distributed machine-wide onto a wire (7) or between two wires by means of the flow box (1);10.3 at the end of the production process, the average mass per unit area of the paper or board web produced is determined by means of at least one means (5.1, 5.2) and the value of the average mass per unit area is led to a control unit (12) of a first control loop (I);10.4 by means of the control unit (12), a deviation of the actual value from a predefined desired value of the paper or board web produced is calculated, and an actuating value is determined from this; and10.5 the stock concentration of the stock suspension fed to the flow box (1) is regulated in order to correct the calculated deviation of the paper or board web produced,
characterized10.6 in that in addition the average mass per unit area of the paper or board web being produced is measured, directly or indirectly, in the region upstream of the drying section (4) by means of at least one means (18, 21, 28), and the value of the average mass per unit area is led to a control unit (20) of a second control loop (II);10.7 in that, by means of the control unit (20), the deviation of the actual value from a predefined desired value of the paper or board web being produced is calculated, and an actuating value is determined from this; and10.8 in that the stock concentration of the stock suspension fed to the flow box (1) is regulated by at least one actuating element (17, 24, 27), in order in this way to correct the calculated deviation of the paper or board web being produced. - Method according to Claim 10, characterized in that the stock concentration of the stock suspension fed to the flow box (1) is regulated via the second control loop (II) by a dilution or thickening fluid being fed in a variable quantity to the stock suspension line (16, 26) to the flow box (1).
- Method according to Claim 10 or 11, characterized in that two stock suspensions of different stock concentration are fed to the flow box (1), and the stock concentration regulation of the second control loop (II) exerts an influence on the stock concentration of the stock suspension in at least one of the stock suspension lines (16, 26).
- Method according to one of Claims 10 to 12, characterized in that a filter is connected upstream of the second control loop (II) in order to suppress low-frequency fluctuations.
- Method according to one of Claims 10 to 13, characterized in that a filter is connected upstream of the first control loop (I) in order to suppress highfrequency fluctuations.
- Method according to one of Claims 10 to 14, characterized in that between the first control loop (I) and the second control loop (II) an exchange of information takes place, which prevents opposing control of the respective actuating elements.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19736047A DE19736047A1 (en) | 1997-08-20 | 1997-08-20 | Device and method for controlling or regulating the basis weight of a paper or cardboard web |
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EP0898014A2 EP0898014A2 (en) | 1999-02-24 |
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DE102009003148A1 (en) | 2009-05-15 | 2010-11-18 | Voith Patent Gmbh | Method for compensating variations in operation mode of machine for producing fibrous web e.g. paper web, involves controlling actuators for producing reaction, which counter acts variations caused by agent |
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