EP0963481B1 - Verfahren zur auslegung und/oder visualisierung von mindestens einer walzen/filz-paarung in der nasspresse einer papier- oder kartonmaschine - Google Patents

Verfahren zur auslegung und/oder visualisierung von mindestens einer walzen/filz-paarung in der nasspresse einer papier- oder kartonmaschine Download PDF

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EP0963481B1
EP0963481B1 EP97907059A EP97907059A EP0963481B1 EP 0963481 B1 EP0963481 B1 EP 0963481B1 EP 97907059 A EP97907059 A EP 97907059A EP 97907059 A EP97907059 A EP 97907059A EP 0963481 B1 EP0963481 B1 EP 0963481B1
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EP
European Patent Office
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felt
press
parameters
roll
machine
Prior art date
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EP97907059A
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French (fr)
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EP0963481A1 (de
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Franz Danzler
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Stowe Woodward AG
Original Assignee
Stowe Woodward AG
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Publication date
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
    • D21F3/00—Press section of machines for making continuous webs of paper
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S715/00—Data processing: presentation processing of document, operator interface processing, and screen saver display processing
    • Y10S715/961—Operator interface with visual structure or function dictated by intended use

Definitions

  • the invention relates to a method for design and / or Visualization of at least one roller / felt pairing in the Wet press of a paper or board machine.
  • DE 38 35 641 A1 discloses a method for controlling and / or monitoring the drying process of a paper or cardboard web.
  • the air distribution system of a so-called Yankee cylinder is divided into three, with a computer being used to control the drying process.
  • the control and monitoring of the Yankee cylinder drying process is based on an online simulation program, which aims to achieve better paper quality and more effective drying in terms of both energy consumption and the actual drying process.
  • a process model is used for this, which was set up on the basis of test runs, online measurements and / or drying theory.
  • Setpoint parameters corresponding to the types of railway to be traveled are entered into the process model from a so-called sort or recipe file, the simulation program being provided with new output values in certain time segments, which are provided by sensors of the drying process.
  • the known simulation program thus calculates the dry content as well as the temperature of the paper and the energy consumption of the individual drying segments from the initial data, eg evaporation performance for the web to be dried from each segment.
  • the speed, the humidity and the temperature of the blowing air can be determined.
  • paper machines with dewatering elements which comprise wet press felts, dryer fabrics and rollers.
  • the paper or cardboard web is deliberately dewatered by means of so-called wet pressing, the respective machine clothing being decisive with regard to the quality of the products obtained, the smooth running of the press and the service life of the felts.
  • the behavior of the clothing in the press depends on the defined roller configuration, which in turn interacts with the felt material.
  • the interactions and influencing parameters of roller / felt pairings in wet presses are extraordinarily complex, with contamination of the felt during operation resulting in undesirable and unpredictable quality changes or undesirable restrictions in productivity when operating the paper machines.
  • Previously known design methods for the creation of an optimal pair of rollers and felt rely on sometimes complex test runs and on-site variant tests necessary for the customer, which are, however, very time-consuming and cost-intensive.
  • the method according to the invention it should be possible to: make application technology decisions in less time, where directly on site, e.g. in customer advice or on existing systems, applications can be predicted, visualized and tested.
  • an analysis should additionally occur Problems quickly and inexpensively be feasible.
  • a lot is offered from a lot Press configurations the current or to be interpreted Configuration to be visualized selected, using as a selection criterion additionally the respective application and the desired paper or cardboard quality can be used.
  • a press ie a roll / felt pairing, is then selected within the selected press configuration, relevant output machine and roll parameters of the selected press being read and displayed in the internal database.
  • relevant output machine and roll parameters of the selected press being read and displayed in the internal database.
  • Dewatering behavior of the selected press can be a targeted change of machine and / or Roll parameters of the selected press can be made.
  • relevant felt parameters that can be assigned are already read out from or into the standard database by reading out or re-entering machine and roller parameters. This reading of felt parameters or the calculation of sizes that characterize the drainage behavior takes place in the background. By means of this background calculation, it is possible to minimize the amount of image data required for visualization on the one hand and on the other hand to have the link between the properties of roller and felt, ie the specific roller and felt pairing, necessary in time for the results display. Due to the quasi-parallel felt and roller analysis, but separate presentation of the respective analysis results, taking into account the sizes necessary for the interaction of the pairing, the otherwise hardly manageable behavior of the wet press can be represented more easily. In particular, countermeasures can be more easily recognized for the control and monitoring tasks due to the clear presentation after triggering an alarm when limit conditions of the drainage process are reached, in order to initiate the correct measures as quickly as possible for eliminating a hydraulic overload of the system.
  • a continuous change and specification of machine, roller and / or roller / felt parameters takes place automatically with the aim that a roller / felt pairing and / or a felt fleece structure can be specified for a specific press configuration , which is identified by a predetermined, maximum drainage capacity.
  • a calculation cycle is initiated on the input side, with the computer system automatically performing the design procedure up to reaching limit values or limit loads and displaying the results obtained.
  • the method described is used for further presses repeated press configuration, whereby from the Standard database system proposal data for the others Presses are read.
  • Essential machine parameters as well material parameters determining the paper or board quality remain as superordinate influencing parameters and are adopted until a new press configuration is selected.
  • Standard database contains for all press configurations linked preset data, which is, however, or design process related to the roll / felt pairing are changeable. It is within the meaning of the invention that starting from new machine, fabric, roller and / or Felt parameters obtained by calculation values for the each pairing are characteristic as new standard data can be saved and added to the standard database can be. The creation of new standard data can be done by an updating in the sense of performing self-learning steps will be realized.
  • roller and felt analysis can be arbitrary on the display side be changed, with the original input values of respective press remain.
  • a targeted change the material or machine parameters can be derived from the roller as well as from the felt analysis, i.e. after calling the respective submenus.
  • the system begins with: a system proposal for the new rollers / felt pairing, with essential machine and Substance parameters are adopted. These parameters, in particular the machine speed, paper quality, fabric temperature as well as other substance parameters remain for everyone Pressing the configuration received until a modification this superordinate influencing parameter is carried out.
  • the process is particularly easy determine what effects the final dry matter content of the paper or cardboard, an increase in fabric temperature, one Line load change, a machine speed, material input or change in grind. Likewise, an instant one Visualization of the effects of an increase in speed, e.g. based on the loss of dry matter possible.
  • Another advantage of the method lies in the process-related Simulate the behavior of the roller / felt pairing, in particular considering the long-term behavior of the felt the contamination of the surface of the felt, so that the Period of maximum felt performance and the time of Maintenance work can then be determined before a Deterioration in quality, e.g. crumpled paper, the result is.
  • a subset of boundary conditions to be displayed at Drainage process can be selected.
  • boundary conditions are in particular a maximum press pressure, which is characterized by the properties of, for example, elastomeric roll covers results in a negative water balance or a too high flow resistance in the felt, which leads to hydraulic overload due to vibrations, short felt run times and felt tears can lead.
  • the paper quality in the respective press image the default setting is specified.
  • the respective press image field is the type of press specified, for example Trinip, Tvinver, Trivent, compact, tissue, shoe and lay presses listed become.
  • the respective description field enables opening by clicking on the menu in question, e.g. With a computer mouse. You can also from the main menu both language and the measurement system to be used become.
  • the specific menu is then selected via the main menu Press configuration, e.g. Trinip, with an additional one next step select the respective press and the Direction of travel can be selected.
  • main menu Press configuration e.g. Trinip
  • the first press will Program called for a newsprint paper machine, and the first press of a Trinip press configuration with all relevant parameters using a standard database displayed. Relevant parameters concern the rolls that used felts, the material input and so on.
  • a worksheet for roll analysis results which, in addition to relevant customer information, includes an internal designation, in the specific case "paper machine 1, first press".
  • the upper right menu picture shows the material parameters, ie the properties of the pulp, with the abbreviations AP for waste paper and TMP for thermo-mechanical pulp.
  • the specification of the fillers relates to the use of kaolin, CaO, CaCO 3 or similar.
  • the quantities specified in the machine parameters field include a paper machine speed in m / min as an analog pointer display with digital numerical display, the line load (LL) being shown in kN / m using a bar chart with a movable pointer.
  • the paper hand speed uses the analog pointer display, which is supplemented by the digital numerical display mentioned.
  • the situation is similar with the machine parameter line load, which is represented both digitally and by a bar with pointer.
  • the paper quality in the example shown "Newsprint”, the paper weight in g / m 2 , the input dry matter content in% and the fabric temperature, ie the temperature of the fiber-water mixture at the press inlet, are also shown.
  • the roll parameters include the reference length in meters, the Number of nips and column-like information on the Top and bottom roller. With double suction press rolls of 2 nips went out.
  • the reference length corresponds essentially to the roll length, DM being the diameter of the roll, including the reference thickness. Grooves and webs, as well as depth and blind bore diameter, as well as the open blind bore area, are decisive for the water transport capacity and are therefore specified. In addition, a percentage of the open area of the suction holes is given, whereby the program calculates the sum of the open area per roller and the H 2 O (water) storage volume per roller.
  • the storage volume is specified in milliliters per square meter.
  • the size "Trg.A (%)" denotes the calculated outlet dry content.
  • H 2 O made of paper denotes the amount of water squeezed out of the paper or the paper web.
  • Ges.H 2 O in milliliters per square meter indicates the total amount of water and
  • Ges.Spv in milliliters per square meter indicates the total storage volume of rollers and felts in the pressed state.
  • the “H 2 O difference” indicates the difference between the storage volume and the total amount of water, the display changing to flashing in the event of a negative total water balance, so that the exceeding of a limit condition can be easily identified.
  • the results from gap width to Press pulse characterize standard calculation results for press rolls and provide comparison parameters for the possible Use of modified rollers.
  • the displayed temperature development the roller represents a measure of the thermal energy which for example due to internal friction during deformation and flexing the roller is released.
  • the indication of the amount of coolant l / min is based on the thermal energy to be dissipated and takes into account the desired homogeneous temperature curve over the roll length.
  • connecting lines shown in FIGS. 2 to 8 the influences or interactions between the machine and material parameters on the one hand and the results with of the respective roller can be obtained, shown on the other hand become. These connecting lines are for illustration only, i.e. they are on the monitor of the computer system not shown.
  • the arrow representations also indicate the direction of change of the respective parameter or the respective result.
  • the outlet dry content is reduced, ie the amount of water squeezed out of the paper and thus both the total storage volume and the total amount of water as well as the H 2 O difference become smaller.
  • An increase in the machine speed ie an increase in speed, also leads to increasing flexing work in the roller, which in turn leads to an increase in temperature.
  • FIG. 3 shows the influence of increased line load on the results roller analysis
  • Fig. 4 shows the effects of a changed Paper weight, changed input dry matter content as well as changed fabric temperature.
  • the effects of Pulp parameters on the drainage capacity is in the Fig. 5 shown.
  • Fig. 6 is used for the symbolic explanation changed hardness of the roll cover or the influence of a changing reference thickness of the roller. The same applies to the 7 and 8, the latter clarifying to what extent the Drainage capacity through constructive measures at the Formation of water-absorbing grooves, webs and blind holes can vary.
  • A can now be entered in the program or menu item for the roller analysis Changing machine and / or roller parameters of the selected Press, which is due to the Parameter changes changed drainage behavior of the Roll / felt pairing of the press continuously recalculated and how explained at least partially as a trend display becomes.
  • the result may represent through simultaneous availability of the calculation results can be switched between roller and felt analysis, with fields for renewed presentation in each result Change and specification of machine and roller parameters or machine and felt parameters are provided.
  • All machine and roller parameters can be changed, again using a mouse directly on the respective parameter fields can be accessed and for example the pointer or the bar for machine speed or line load towards higher or lower Values.
  • the information is of course also new parameters by entering a specific sequence of digits possible.
  • a particular advantage of the method described is in that both felt and roller changes are complete can be simulated in a process-oriented manner, with the adoption of Machine and fabric parameters for a specific press configuration the indication of expected, i.e. simulated Results can be done extremely quickly, so that Procedures also for direct control and monitoring a paper machine can be used.
  • roller and felt analysis run in the background together, i.e. at the same time, with results obtained in can be saved in the database under corresponding global variables are.
  • results obtained in can be saved in the database under corresponding global variables are.
  • a corresponding worksheet for felt or roller analysis shown although also a common Presentation of particularly typical values is conceivable.
  • the calculated results are preferred on a monitor of the computer system in different graphic and / or shown in color, the product-related Results in a first matching form, e.g. With red bar, the water-related results in a second matching shape, e.g. with blue bars, and the changeable ones Input parameters in a third matching Shape, e.g. black text on white fields become.
  • a first matching form e.g. With red bar
  • the water-related results in a second matching shape e.g. with blue bars
  • the changeable ones Input parameters in a third matching Shape e.g. black text on white fields become.
  • FIGS. 9 to 16 their linking parameters and influencing effects (connecting lines and arrow representations) completed felt analysis to be discribed.
  • the Scanpro values are measured values, for example with a so-called Scanpro press tuner can be obtained.
  • the information felt g / m 2 refers to the calculated total weight of the felt and the information GG g / m 2 to the calculated basic fabric weight.
  • the number of needles corresponds to the respective standard setting of the given system, denier denoting the fiber mixtures. For example, “% 1.Fa” is the percentage of the first fiber.
  • “Lag” refers to the number of nonwoven layers per mixture and "G / Lag” the weight per layer of a mixture.
  • RS vacuum relates to the measured pipe suction vacuum value at Start-up of the paper machine.
  • Days is the expected calculated duration of the felt verified in days. This calculated runtime result lies in the respective result blocks before or is displayed there.
  • the felt quotient results from the measured value Scanpro per total felt weight.
  • H20 Vol.neu corresponds to the storage volume of the new base fabric under a given line load, with “H20-running days” indicating the storage volume of the base fabric over the course of the runtime.
  • Period in l / m 2 * min relates to the water permeability of the press felt, which changes over the running time.
  • the flow resistance of the press felt is also time-dependent and increases, for example, through contamination of the felt.
  • the flow resistance one of the boundary conditions in the drainage process represents.
  • the flow resistance in the felt depends from the fiber layering, the pre-compacting process, the fleece layer, the storage volume of the basic tissue weight, the storage volume the press roll in the course of the flow paths, the hydraulic pressure and the amount of water in the felt. results a situation where a short nip dwell time is no longer sufficient for the amount of water in the felt through the fleece to drain or is through the roller construction through long flow paths and insufficient storage volume of the hydraulic Pressure in the press nip is too high, then the roller / felt pairing or the entire wet press system is hydraulically overloaded.
  • the drainage measures both by means of pipe suction as well the nip drainage are used in addition to the actual removal of Moisture also when cleaning the felt or the Removal of dirt particles, so that the service life elevated.
  • FIG. 9 shows the felt analysis according to FIG drawn connection lines the connections with themselves changing machine speed in relation to the drainage capacity and certain calculation results of the Felt.
  • Fig. 10 shows the interactions between increased Line load and felt analysis calculation results as well as the Drainage capacity.
  • the method therefore makes it possible for felt types very different types of both basic tissue weight as well
  • it's easy to get one Water balance calculation, here on the influence of nip dwell time and maximum pressure on the press felt can be received.
  • a comparison possibility of flow resistance in the felt and Total storage volume given in the press can be received.
  • the method according to Embodiment not only the optimal press configuration selection serves, but via a concrete roller / felt analysis an optimal one even within the press configuration Determination of the pairing in the sense of a corresponding material combination allows.
  • simulation steps i.e. Observation of possibly made or to be made or occurring changes can be expected Results determined in advance and for control and / or Monitoring tasks can be used. Occurs in the simulation for example a negative total water balance, so by changing to the menu item "Change machine or Material parameters "a targeted variation can be made, all other parameters are retained so that one consideration of the interactions as close as possible to real circumstances of the individual components of the press system is.
  • an automatic ongoing change and specification of machine / roller and / or machine / felt parameters the system automatically rolls / felt pairings and / or felt fleece structures with a predetermined maximum Specify drainage capacity.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auslegung und/oder Visualisierung von mindestens einer Walzen/Filz-Paarung in der Naßpresse einer Papier- oder Kartonmaschine.
Aus der DE 38 35 641 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung und/oder Überwachung des Trocknungsprozesses einer Papier-oder Kartonbahn bekannt.
Bei diesem Verfahren wird das Luftverteilungssystem eines sogenannten Yankee-Zylinders dreifach geteilt, wobei zur Steuerung des Trocknungsprozesses ein Computer verwendet wird. Die Steuerung und Überwachung des Yankee-Zylinder-Trockenprozesses erfolgt auf der Basis eines Online-Simulationsprogramms, wodurch eine bessere Papierqualität und eine effektivere Trocknung sowohl bezüglich des Energieverbrauchs als auch des eigentlichen Trocknungsprozesses erreicht werden soll. Hierfür wird ein Prozeßmodell genutzt, das aufgrund von Versuchsläufen, Online-Messungen und/oder der Trocknungstheorie aufgestellt wurde. In das Prozeßmodell werden aus einer sogenannten Sorten- oder Rezeptkartei den zu fahrenden Bahnsorten entsprechende Sollwertparameter eingegeben, wobei in bestimmten Zeitabschnitten das Simulationsprogramm mit neuen Ausgangswerten versehen wird, die von Meßgebern des Trocknungsprozesses bereitgestellt werden. Das dortige Prozeßmodell soll dadurch adaptiv sein. Das bekannte Simulationsprogramm berechnet also aus den Ausgangsdaten, z.B. Verdampfungsleistung für die zu trocknende Bahn von jedem Segment, den Trockengehalt sowie die Temperatur des Papiers und den Energieverbrauch der einzelnen Trocknungssegmente. Zusätzlich kann die Geschwindigkeit, die Feuchtigkeit und die Temperatur der Blasluft bestimmt werden.
Im Unterschied zu dem in der DE 38 35 641 A1 gezeigten Verfahren der Trocknung mit gegen die Bahn gerichteten Blasströmungen sind Papiermaschinen mit Entwässerungselementen bekannt, die-Naßpreßfilze, Trockensiebe und Walzen umfassen. Mittels dem sogenannten Naßpressen wird die Papier- oder Kartonbahn gezielt entwässert, wobei die jeweilige Maschinenbespannung hinsichtlich der Qualität der erhaltenen Produkte, der Laufruhe der Presse sowie der Standzeit der Filze bestimmend ist.
Das Verhalten der Bespannung in der Presse hängt dabei von der definierten Walzenkonfiguration ab, welche wiederum in Wechselwirkung zum Filzmaterial steht.
Die Wechselwirkungen und Einflußparameter von Walzen/Filz-Paarungen in Naßpressen sind außerordentlich komplex, wobei sich durch Verschmutzungen des Filzes im laufenden Betrieb unerwünschte und nicht abschätzbare Qualitätsveränderungen oder unerwünschte Produktivitätseinschränkungen beim Betreiben der Papiermaschinen ergeben. Bisher bekannte Designmethoden bei der Erstellung einer optimalen Walzen/Filz-Paarung greifen auf teilweise aufwendige Probeläufe und vor Ort beim Kunden notwendige Variantenuntersuchungen zurück, die jedoch sehr zeit- und kostenintensiv sind.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Auslegung und/oder Visualisierung von mindestens einer Walzen/Filz-Paarung in der Naßpresse einer Papier- oder Kartonmaschine anzugeben, das in der Lage ist, die komplexen Vorgänge in der Naßpresse unter Berücksichtigung der gegebenen Vielzahl von Einflußparametern zu erfassen und in einer einfachen überschaubaren Form darzustellen, wobei insbesondere bei kritischen Filzauslegungsproblemen zeit- und kostenoptimal kundenspezifische Lösungsansätze ermittelbar sein sollen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens soll es gelingen, in kürzerer Zeit anwendungstechnische Entscheidungen herbeizuführen, wobei unmittelbar vor Ort, z.B. bei der Kundenberatung oder an bereits vorhandenen Anlagen, Einsatzfälle prognostiziert, visualisiert und erprobt werden können. Mittels der Erfindung soll zusätzlich eine Analyse auftretender Probleme auf schnellem und kostengünstigem Wege durchführbar sein.
Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt mit einem Verfahren gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1, wobei die Unteransprüche mindestens zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen umfassen.
Gemäß dem Grundgedanken der Erfindung wird davon ausgegangen, unter Berücksichtigung einer Standarddatenbank sowie von vorgegebenen, leicht visualisierbaren bekannten Pressekonfigurationen eine Funktionsanalyse einzelner Walzen/Filz-Paarungen von Pressen vorzunehmen, ohne daß vordergründig eine Einzelbetrachtung aus der Vielzahl der komplexen Parameter, die den Naßpreß- und Trocknungsprozeß kennzeichnen, notwendig wird.
Hierfür wird eine Verlagerung von Rechenschritten zur Ergebnisdarstellung, insbesondere dann, wenn veränderte Eingabeparameter vorliegen, in den Hintergrund vorgenommen, wobei jedoch das Ausführen der notwendigen Rechenoperationen nahezu simultan erfolgt, so daß für die, auch prozeßnahe, Analyse die Rückkopplung veränderter Parameter auf die Entwässerungskapazität und das Betriebsverhalten der Naßpresse jederzeit abrufbar ist.
Verfahrensgemäß wird also aus einer Menge angebotener Pressenkonfigurationen die jeweils aktuelle auszulegende oder zu visualisierende Konfiguration ausgewählt, wobei als Auswahlkriterium zusätzlich der jeweilige Einsatzfall und die gewünschte Papier- bzw. Kartonqualität heranziehbar sind.
Innerhalb der ausgewählten Pressenkonfiguration wird dann eine Presse, d.h. eine Walzen/Filz-Paarung selektiert, wobei in der internen Datenbank relevante Ausgangsmaschinen- und Walzenparameter der selektierten Presse gelesen und angezeigt werden.
Durch das Auslesen von Standarddatenbank-Parametern steht für den Beginn des Auslegungsprozesses eine sinnvolle Datenmenge unter Berücksichtigung tatsächlicher technischer Gegebenheiten zur Verfügung.
Dadurch daß, wie bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung möglich, eine Aktualisierung der Datenbank im Sinne eines Selbstlernprozesses erfolgt, wird im Zuge der Anwendung des Verfahrens eine Qualifikation desselben vorgenommen, so daß sich der Eingabeaufwand bei Nutzung des eingesetzten Computersystems weiter reduziert und andererseits der Aussagegehalt der dargestellten Ergebnisse erhöht.
Durch eine Vielzahl von tabellenartigen Zuordnungen von Standardparametern und darzustellenden Ergebnissen bei Rückgriff auf diese Standardparameter reduziert sich der jeweilige Rechenaufwand. Es muß mit anderen Worten lediglich dann eine Ergebnisneuberechnung durchgeführt werden, wenn eine Veränderung der Eingangsparameter erfolgt, ohne daß für diese Eingangsparameter bereits berechnete Ergebnisse in der Datenbank vorliegen. Durch diese Maßnahme ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Online-Prozeßsteuerung geeignet und kann demnach auch zur laufenden Überwachung und Steuerung von Naßpressen in Papier- oder Kartonmaschinen verwendet werden.
Nach erfolgter Berechnung und Ergebnisdarstellung des momentanen Entwässerungsverhaltens der jeweils selektierten Presse kann eine gezielte Veränderung von Maschinen- und/oder Walzenparametern der selektierten Presse vorgenommen werden.
Erfindungswesentlich wird bereits mit dem Auslesen oder der Neueingabe von Maschinen- und Walzenparametern aus der bzw. in die Standarddatenbank ein Auslesen zuordenbarer relevanter Filzparameter vorgenommen. Dieses Auslesen von Filzparametern oder auch das Berechnen von Größen, die das Entwässerungsverhalten kennzeichnen, erfolgt jeweils im Hintergrund. Mittels dieser Hintergrundberechnung gelingt es, einerseits die zur Visualisierung notwendige Bilddatenmenge zu minimieren und andererseits rechtzeitig die für die Ergebnisdarstellung notwendige Verknüpfung zwischen den Eigenschaften von Walze und Filz, d.h. der konkreten Walzen- und Filzpaarung zur Verfügung zu haben.
Durch die quasi parallel durchgeführte Filz- und Walzenanalyse, jedoch getrennte Darstellung der jeweiligen Analyseergebnisse unter Berücksichtigung der für die Wechselwirkung der Paarung notwendigen Größen ist das ansonsten kaum überschaubare Verhalten der Naßpresse leichter darstellbar. Insbesondere können für die Steuerungs- und Überwachungsaufgaben aufgrund der übersichtlichen Darstellung nach Auslösen eines Alarms beim Erreichen von Grenzbedingungen des Entwässerungsvorgangs Gegenmaßnahmen leichter erkannt werden, um schnellstmöglich die richtigen Maßnahmen zum Beseitigen einer hydraulischen Überlastung des Systems einzuleiten.
Das für die Auslegung der Walzen/Filz-Paarung notwendige Verändern der Maschinen- und/oder Walzenparameter der selektierten Presse führt dann aufgrund der Parameteränderungen zu einem geänderten Entwässerungsverhalten der Walzen/Filz-Paarung der Presse, welches laufend neu berechnet und mindestens teilweise als Trendanzeige dargestellt wird.
Durch das erwähnte simultane Vorliegen der Rechenergebnisse kann beliebig zwischen Walzen- und Filzanalyse gewechselt werden, wobei in jeder Ergebnisdarstellung Eingabefelder zur erneuten Veränderung und Vorgabe von Maschinen und Walzen oder Maschinen- und Filzparametern vorgesehen sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt eine laufende Veränderung und Vorgabe von Maschinen-, Walzen- und/oder Walzen-/Filzparametern selbsttätig mit dem Ziel, daß für eine konkrete Pressenkonfiguration eine Walzen/Filz-Paarung und/oder ein Filzvliesaufbau angegeben werden kann, das sich durch eine vorgegebene, maximale Entwässerungskapazität ausweist.
Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird eingabeseitig ein Anstoßen eines Berechnungszyklus vorgegeben, wobei vom Computersystem die Auslegungsprozedur bis hin zum Erreichen von Grenzwerten oder Grenzbelastungen selbsttätig durchgeführt wird und die erhaltenen Ergebnisse angezeigt werden.
Das beschriebene Verfahren wird für weitere Pressen der jeweiligen Pressenkonfiguration wiederholt, wobei aus der Standarddatenbank Systemvorschlagsdaten für die weiteren Pressen gelesen werden. Wesentliche Maschinenparameter sowie die Papier- oder Kartonqualität bestimmende Stoffparameter bleiben als übergeordnete Einflußparameter solange erhalten und werden übernommen, bis eine neue Pressenkonfiguration ausgewählt wird.
Die z.B. auf Erfahrungen oder vorab berechnete Werte zurückgehende Standarddatenbank enthält für alle Pressenkonfigurationen verknüpfte Voreinstelldaten, die jedoch im Analyse- oder Auslegungsprozeß bezogen auf die Walzen/Filz-Paarung änderbar sind. Dabei liegt es im Sinne der Erfindung, daß ausgehend von neuen Maschinen-, Stoff-, Walzen- und/oder Filzparametern durch Berechnung erhaltene Werte, die für die jeweilige Paarung kennzeichnend sind, als neue Standarddaten abspeicherbar sind und in die Standarddatenbank aufgenommen werden können. Die Erstellung neuer Standarddaten kann durch ein Updating im Sinne des Durchführens von Selbstlernschritten realisiert werden.
Zur verbesserten Visualisierung der erhaltenen Ergebnisse oder der angezeigten Parameter sind diese auf dem Monitor des Computersystems in unterschiedlicher graphischer und/oder farblicher Form darstellbar. In einer speziellen Ausführungsform wird zur Darstellung des Entwässerungsverhaltens der jeweiligen Presse eine Anzeige der produktbezogenen Ergebnisse in einer ersten übereinstimmenden Form, der wasserbezogenen Ergebnisse in einer zweiten übereinstimmenden Form und der veränderbaren Eingabeparameter in einer dritten übereinstimmenden Form vorgenommen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann durch wenige leichte Eingabeoperationen unter Rückgriff auf ein Computersystem ein Darstellen komplexer Vorgänge in der Naßpresse einer Papier- oder Kartonmaschine erfolgen, wobei eine große Anzahl von Einflußparametern erfaßbar sind, die jedoch in einer einfachen Form präsentiert werden, so daß auch bei Berücksichtigung der wesentlichen Wechselwirkungen einzelner Parameter die Übersichtlichkeit der Anzeige erhalten bleibt.
Durch den parallelen, jedoch jeweils im Hintergrund gehaltenen Ablauf von Walzen- und Filzanalyse kann anzeigeseitig beliebig gewechselt werden, wobei die ursprünglichen Eingabewerte der jeweiligen Presse erhalten bleiben. Eine gezielte Veränderung der Stoff- oder Maschinenparameter kann sowohl aus der Walzen- als auch aus der Filzanalyse heraus, d.h. nach Aufruf des jeweiligen Untermenus, vorgenommen werden.
Bei der Auswahl einer weiteren Presse einer Pressenkonfiguration beginnt das System mit: einem Systemvorschlag für die neue Walzen/Filz-Paarung, wobei wesentliche Maschinen- und Stoffparameter übernommen werden. Diese Parameter, insbesondere die Maschinengeschwindigkeit, Papierqualität, Stofftemperatur sowie weitere Stoffparameter bleiben für alle Pressen der Konfiguration erhalten, bis eine Modifikation dieser übergeordneten Einflußparameter vorgenommen wird.
Durch das Verfahren gelingt es in besonders einfacher Weise festzustellen, welche Auswirkungen auf den Endtrockengehalt des Papiers oder Kartons eine Stofftemperaturerhöhung, eine Linienlaständerung, eine Maschinengeschwindigkeits-, Stoffeintrag- oder Mahlgradänderung hat. Ebenso ist eine sofortige Visualisierung der Auswirkungen einer Geschwindigkeitserhöhung, z.B. bezogen auf den Trockengehaltverlust möglich.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt im prozeßnahen Simulieren des Verhaltens der Walzen/Filz-Paarung, insbesondere des Langzeitverhaltens des Filzes unter Berücksichtigung der Verschmutzung der Oberfläche des Filzes, so daß der Zeitraum der maximalen Filzleistung und der Zeitpunkt von Wartungsarbeiten bereits dann bestimmt werden kann, bevor eine Qualitätsverschlechterung, z.B. verdrücktes Papier, die Folge ist. Letztendlich kann aus der Menge der Berechnungsergebnisse eine Untermenge von anzuzeigenden Grenzbedingungen beim Entwässerungsvorgang ausgewählt werden. Diese Grenzbedingungen sind insbesondere ein maximaler Pressendruck, der sich durch die Eigenschaften von beispielsweise elastomeren Walzenbezügen ergibt, eine negative Wasserbilanz oder ein zu hoher Fließwiderstand im Filz, welcher zu hydraulischer Überlastung mit der Folge von Vibrationen, kurzen Filzlaufzeiten und Filzabrissen führen kann.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispiels sowie unter Zuhilfenahme von Figuren näher erläutert werden.
Hierbei zeigen:
Fig. 1
die Abbildung des Eröffnungs- oder Hauptmenus zur Durchführung des Verfahrens mittels eines Computersystems;
Fig. 2
bis 8 Bildschirmdarstellungen der Walzenanalyse mit symbolischer Verknüpfung zwischen Einflußparametern und Ergebnissen sowie
Fig. 9
bis 16 Bildschirmdarstellungen der Filzanalyse mit symbolischer Verknüpfung zwischen Einflußparametern und Ergebnissen.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten Hauptmenu sind häufige Anwendungen verschiedener Pressenkonfigurationen gezeigt, wobei im jeweiligen Pressenbild zusätzlich die Papierqualität der Standardeinstellung angegeben ist. Im unterhalb des jeweiligen Pressenbildes befindlichen Feld ist die Pressenart spezifiziert, wobei beispielsweise Trinip-, Tvinver-, Trivent-, Kompakt-, Tissue-, Schuh- und Legepressen aufgeführt werden. Das jeweilige Bezeichnungsfeld ermöglicht das Eröffnen des betreffenden Menus durch übliches Anklicken, z.B. mit einer Computermaus. Ebenfalls kann aus dem Hauptmenu heraus sowohl Sprache als auch das zu verwendende Maßsystem gewählt werden.
Über das Haüptmenu erfolgt dann das Auswählen der konkreten Pressenkonfiguration, z.B. Trinip, wobei zusätzlich in einem nächsten Schritt die jeweilige Presse selektiert und die Laufrichtung gewählt werden kann.
Bei dieser Pressenauswahl, z.B. der ersten Presse wird das Programm für eine Zeitungsdruck-Papiermaschine aufgerufen, und die erste Presse einer Trinip-Pressenkonfiguration mit allen relevanten Parametern unter Rückgriff auf eine Standarddatenbank angezeigt. Relevante Parameter betreffen die Walzen, die eingesetzten Filze, den Stoffeintrag und so weiter.
Wie in den Fig. 2 bis 8 dargestellt, ergibt sich nach Aufblenden des entsprechenden Menus ein Arbeitsblatt zur Walzenanalyse, das neben relevanten Kundeninformationen eine interne Bezeichnung, im konkreten Fall "Papiermaschine 1, erste Presse" umfaßt. Im oberen rechten Menubild sind die Stoffparameter, d.h. die Eigenschaften der Pulpe aufgezeigt, wobei die Abkürzungen AP für Altpapieranteil und TMP für Thermo-Mechanical-Pulp stehen. Die Angabe der Füllstoffe bezieht sich auf den Einsatz von Kaolin, CaO, CaCO3 oder ähnliche. Die im Feld Maschinenparameter angegebenen Größen umfassen im linken Bildteil eine als analoge Zeigerdarstellung mit digitaler Zifferanzeige dargestellte Geschwindigkeit der Papiermaschine in m/min, wobei mittels einem Balkendiagramm mit beweglichem Zeiger die Linienlast (LL) in kN/m abgebildet wird.
Aus Gründen der Übersichtlichtkeit sowie der leichteren Tendenz- oder Trendanzeige wird bei der Papiermaschinengeschwindigkeit auf die analoge Zeigerdarstellung zurückgegriffen, die durch die erwähnte digitale Ziffernanzeige ergänzt wird. Ähnlich verhält es sich mit dem Maschinenparameter Linienlast, der sowohl digital als auch durch einen Balken mit Zeiger dargestellt wird. Im entsprechenden Feld der Maschinenparameter sind zusätzlich die Papierqualität, beim gezeigten Beispiel "Newsprint", das Papiergewicht in g/m2, der Eingangstrockengehalt in % sowie die Stofftemperatur, d.h. die Temperatur des Faser-Wassergemisches beim Presseneinlauf abgebildet.
Die Walzenparameter umfassen die Bezugslänge in Metern, die Anzahl der Nips sowie spaltenartig aufgeteilte Angaben zur Ober- und Unterwalze. Bei Doppelsaugpreßwalzen wird von 2 Nips ausgegangen.
Die Bezugsart der Oberwalze im Ausführungsbeispiel ist Polyurethan, bei der Unterwalze handelt es sich um Stahl. Mit P&J wird die Bezugshärte angegeben, und zwar als Plastomer-Punkt, ausgehend von dem Wert Stahl = Null.
Die Bezugslänge entspricht im wesentlichen der Walzenlänge, wobei mit DM der Durchmesser der Walze einschließlich Bezugsstärke angegeben ist. Rillen und Stege sowie Tiefe und Blindbohrungsdurchmesser sind ebenso wie die offene Blindbohrungsfläche maßgeblich für das Wassertransportvermögen und werden daher angegeben. Ergänzend erfolgt eine prozentuale Angabe der offenen Fläche der Sauglöcher, wobei programmseitig die Summe der offenen Fläche je Walze sowie das H2O (Wasser)-Speichervolumen je Walze berechnet wird. Die Angabe des Speichervolumens erfolgt in Milliliter je qm.
Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die Bildschirmdarstellungen so gewählt, daß Produkt- oder Eingangsparameter für Walze oder Filz einerseits als auch die Ergebnisse andererseits in Blöcken zusammengefaßt werden.
Die Darstellung der beschriebenen und angezeigten Ergebnisse nach den Fig. 2 bis 8 soll nachfolgend erläutert werden.
Mit der Größe "Trg.A (%)" wird der berechnete Auslauftrockengehalt bezeichnet. "H2O aus Papier" bezeichnet die aus dem Papier bzw. aus der Papierbahn ausgepreßte Wassermenge. "Ges.H2O" in Milliliter je qm gibt den gesamten Wasseranfall an und "Ges.Spv" in Milliliter je qm bezeichnet das gesamte Speichervolumen von Walzen und Filzen in gepreßtem Zustand. Mit "H2O-Differenz" wird die Differenz zwischen Speichervolumen und dem gesamten Wasseranfall angegeben, wobei bei negativer Gesamtwasserbilanz die Darstellung in ein Blinken übergeht, so daß hierdurch das Überschreiten einer Grenzbedingung leicht erkannt werden kann.
Die weiterhin angegebenen Ergebnisse von Spaltbreite bis Preßimpuls kennzeichnen Standard-Rechenergebnisse für Preßwalzen und liefern Vergleichsparameter für den möglichen Einsatz geänderter Walzen. Die angezeigte Temperaturentwicklung der Walze stellt ein Maß für die Wärmeenergie dar, welche beispielsweise durch innere Reibung bei Deformation und Walkarbeit der Walze freigesetzt wird. Die Angabe der Kühlmittelmenge l/min geht von der abzuführenden Wärmeenergie aus und berücksichtigt den angestrebten homogenen Temperaturverlauf über die Walzenlänge.
Mit den in den Fig. 2 bis 8 gezeigten Verbindungslinien sollen die Einflüsse bzw. Wechselwirkungen zwischen den Maschinen- und Stoffparametern einerseits und den Ergebnissen, die mit der jeweiligen Walze erhalten werden, andererseits aufgezeigt werden. Diese Verbindungslinien dienen lediglich der Erläuterung, d.h. sie werden auf dem Monitor des Computersystems nicht dargestellt.
Die Pfeildarstellungen geben zusätzlich die Änderungsrichtung des jeweiligen Parameters bzw. des jeweiligen Ergebnisses an.
Wird beispielsweise ausgehend von der Fig. 2 die Maschinengeschwindigkeit erhöht, so reduziert sich der Auslauftrockengehalt, d.h. die aus dem Papier ausgepreßte Wassermenge und damit sowohl das gesamte Speichervolumen als auch der gesamte Wasseranfall sowie die H2O-Differenz werden kleiner. Eine Erhöhung der Maschinengeschwindigkeit, d.h. eine Drehzahlerhöhung, führt auch zu ansteigender Walkarbeit in der Walze, was wiederum eine Temperaturerhöhung nach sich zieht.
Fig. 3 stellt den Einfluß erhöhter Linienlast auf die Ergebnisse der Walzenanalyse; Fig. 4 die Auswirkungen eines veränderten Papiergewichts, geänderten Eingangstrockengehaltes sowie geänderter Stofftemperatur dar. Die Auswirkungen der Pulpenparameter auf die Entwässerungskapazität ist in der Fig. 5 gezeigt. Fig. 6 dient der symbolischen Erläuterung bei geänderter Härte des Walzenbezugs oder dem Einfluß einer sich änderenden Bezugsstärke der Walze. Gleiches gilt für die Fig. 7 und 8, wobei letztere verdeutlicht, inwieweit sich die Entwässerungskapazität durch konstruktive Maßnahmen bei der Ausbildung von wasseraufnehmenden Rillen, Stegen und Blindbohrungen variieren läßt.
Beim Ausführungsbeispiel wurde davon ausgegangen, daß zunächst eine Walzenanalyse mit entsprechender Darstellung vorgenommen wird. Hier ist jedoch anzumerken, daß für das Berechnen und Ergebnisdarstellen des momentanen Entwässerungsverhaltens der selektierten Presse hierfür auf einen im Hintergrund ablaufenden Filzparameter-Leseschritt aus der Datenbank zurückgegriffen wird. Gegebenenfalls erfolgt ebenfalls im Hintergrund vor der Ergebnisdarstellung der Walzenanalyse und/oder simultan hierzu eine laufende Berechnung der mit einem konkreten Filz erzielbaren Entwässerungskapazitäten, so daß ohne daß der Bediener des Programms dies objektiv wahrnimmt, die wechselseitigen Einflüsse von Filz und Walze Berücksichtigung finden.
Im Programm oder Menupunkt der Walzenanalyse kann nun ein Verändern von Maschinen- und/oder Walzenparametern der selektierten Presse vorgenommen werden, wobei das aufgrund der Parameteränderungen geänderte Entwässerungsverhalten der Walzen/Filz-Paarung der Presse laufend neu berechnet und wie erläutert mindestens teilweise als Trendanzeige dargestellt wird. Wie voranstehend kurz ausgeführt, kann zum Ergebnisdarstellen durch simultanes Vorliegen der Rechenergebnisse beliebig zwischen Walzen- und Filzanalyse gewechselt werden, wobei in jeder Ergebnisdarstellung Felder zur erneuten Veränderung und Vorgabe von Maschinen- und Walzenparameter oder Maschinen- und Filzparameter vorgesehen sind.
Es lassen sich alle Maschinen- und Walzenparameter verändern, wobei hierfür wiederum mit einer Maus unmittelbar auf die jeweiligen Parameter-Felder zurückgegriffen werden kann und beispielsweise der Zeiger oder der Balken für Maschinengeschwindigkeit oder Linienlast hin zu höheren oder niedrigeren Werten ziehbar ist. Selbstverständlich ist ebenso die Angabe neuer Parameter durch Eingabe einer konkreten Ziffernfolge möglich.
Dadurch, daß während des Verfahrens auch eine Stoffänderung vorgenommen oder simuliert werden kann, besteht die Möglichkeit, die Auswirkungen der Effektivität des Trocknungsvorgangs der jeweiligen Papiermaschine bei geändertem Papier- oder Kartonausgangsmaterial unmittelbar zu überprüfen, um auf diese Weise Leistungsgrenzen oder Leistungsreserven aufzuspüren.
Die in den Fig. 9 bis 16 symbolisch dargestellten Bildschirmabbildungen der Filzanalyse zeigen eine ähnlich klare Strukturierung und Aufteilung in Maschinenparametern sowie Produktangaben hinsichtlich Ober- und Unterfilz sowie der zugehörigen Ergebnisse. Im unteren Bildabschnitt sind unter Berücksichtigung der simultanen Berechnung der Walzenanalyse anfallende Ergebnisse wie Auslauftrockengehalt, ausgepreßte Wassermenge aus der Papierbahn, gesamtes Speichervolumen und gesamter Wasseranfall sowie die Kontrollgröße Gesamtwasserbilanz angezeigt und ablesbar.
Ein besonderer Vorteil des beschriebenen Verfahrens liegt darin, daß sowohl Filz- auch Walzenänderungen vollständig prozeßnah durchsimulierbar sind, wobei durch die Übernahme von Maschinen- und Stoffparametern für eine konkrete Pressenkonfiguration die Angabe zu erwartender, d.h. simulierter Ergebnisse außerordentlich schnell erfolgen kann, so daß das Verfahren auch zur unmittelbaren Steuerung und Überwachung einer Papiermaschine einsetzbar ist.
Mittels durchgeführter Lernoperationen und Rückschreiben von Parametern und Berechnungsgrößen in die Datenbank im Sinne eines Updating können realisierte oder simulierte Walzen/Filz-Paarungen, die bisher nicht erfaßt wurden, für kommende Anwendungsfälle abgespeichert werden, so daß im nachfolgenden Betrieb eine weitere Verkürzung der Rechenzeit und der Zeit zur Ergebnisdarstellung eintritt.
Grundsätzlich laufen Walzen- und Filzanalyse im Hintergrund zusammen, d.h. gleichzeitig ab, wobei erhaltene Ergebnisse in der Datenbank unter entsprechenden globalen Variablen abspeicherbar sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wird jedoch nur ein entsprechendes Arbeitsblatt der Filz- oder Walzenanalyse dargestellt, wobei allerdings auch eine gemeinsame Präsentation besonders typischer Werte denkbar ist.
Bevorzugt werden die berechneten Ergebnisse auf einem Monitor des Computersystems in unterschiedlicher graphischer und/oder farblicher Form dargestellt, wobei die produktbezogenen Ergebnisse in einer ersten übereinstimmenden Form, z.B. mit roten Balken, die wasserbezogenen Ergebnisse in einer zweiten übereinstimmenden Form, z.B. mit blauen Balken, und die veränderbaren Eingabeparameter in einer dritten übereinstimmenden Form, z.B. schwarze Schrift auf weißen Feldern, angezeigt werden.
Nachfolgend soll die mit den Fig. 9 bis 16 auch hinsichtlich ihrer Verknüpfungsparameter und Einflußwirkungen (Verbindungslinien und Pfeildarstellungen) vollzogene Filzanalyse beschrieben werden.
Wie bei der Walzenanalyse wird in einem oberen Abschnitt der Bildschirmdarstellung auf die konkrete Papiermaschine sowie die Pulpenparameter eingegangen. In einem weiteren gemeinsamen Feld sind als Maschinenparameter wiederum die Maschinengeschwindigkeit und die Linienlast sowie ausgewählte Stoffparameter angegeben, wobei hier auf die Erläuterungen zur Walzenanalyse verwiesen wird.
Spaltenweise-werden dann Ober- und Unterfilz hinsichtlich Typ und Scanpro verifiziert. Unter Sanpro wird der absolute Feuchtigkeitsgehalt des Filzes nach Verlassen einer Rohrsaugeinheit in der Maßeinheit ml/m2 angegeben. Außerdem dient die Angabe Scanpro der Festlegung des absoluten Feuchtigkeitsgehalts des Filzes während des Betriebs der Presse.
Die Scanpro-Werte sind Meßwerte, die beispielsweise mit einem sogenannten Scanpro-Preßtuner erhalten werden.
Die Angabe Filz g/m2 bezieht sich auf das berechnete Gesamtgewicht des Filzes und die Angabe GG g/m2 auf das berechnete Grundgewebegewicht. Die Nadelzahl entspricht der jeweiligen Standardeinstellung des gegebenen Systems, wobei mit Denier die Fasermischungen bezeichnet werden. "%1.Fa" ist beispielsweise der Anteil der ersten Faser in Prozent. "Lag" betrifft die Anzahl der Vlieslagen je Mischung und "G/Lag" des Gewicht pro Lage einer Mischung.
"RS-Vakuum" betrifft den gemessenen Rohrsaugvakuumwert beim Anlauf der Papiermaschine. Mit dem Balken-Zeigerdiagramm "Tage" ist die voraussichtliche berechnete Laufzeit des.Filzes in Tagen verifiziert. Dieses berechnete Laufzeitergebnis liegt in den jeweiligen Ergebnisblöcken vor bzw. wird dort angezeigt.
Der Filzquotient ergibt sich aus dem Meßwert Scanpro je Filzgesamtgewicht.
"H20 Vol.neu" entspricht dem Speichervolumen des neuen Grundgewebes unter einer gegebenen Linienlast, wobei "H20-Lauftage" das Speichervolumens des Grundgewebes über den Verlauf der Laufzeit angibt. "Per" in l/m2*min betrifft die sich über die Laufzeit änderende Wasserdurchlässigkeit des Preßfilzes.
Der Fließwiderstand des Preßfilzes ist ebenfalls laufzeitabhängig und erhöht sich beispielsweise durch Verschmutzungen des Filzes. An dieser Stelle sei angemerkt, daß der Fließwiderstand eine der Grenzbedingungen beim Entwässerungsvorgang darstellt. So hängt der Fließwiderstand im Filz beispielsweise von der Faserschichtung, dem Vorkompaktierprozeß, der Vliesauflage, dem Speichervolumen Grundgewebegewicht, dem Speichervolumen der Preßwalze im Verlauf der Fließwege, dem hydraulischen Druck und der Wassermenge im Filz ab. Ergibt sich eine Situation, wo eine kurze Nipverweilzeit nicht mehr ausreicht, um die Wassermenge im Filz durch das Vlies hindurch zu entwässern bzw. wird durch die Walzenkonstruktion durch zu lange Fließwege und zu geringes Speichervolumen der hydraulische Druck im Preßspalt zu hoch, dann ist die Walzen/Filz-Paarung bzw. das gesamte Naßpressensystem hydraulisch überlastet. Ein rechtzeitiges Erkennen derartiger Überlastungen verhindert unerwünschte Vibrationen, zu kurze Filzlaufzeiten und dient der frühzeitigen Feststellung von sich anbahnenden Filzabrissen. Diese Situation kann beispielsweise mit einer Blinkdarstellung des Balkenverlaufs oder der Ziffernanzeige des Fließwiderstands gesondert symbolisiert werden.
Die Entwässerungsmaßnahmen sowohl mittels Rohrsauger als auch die Nipentwässerung dienen neben dem eigentlichen Abführen von Feuchtigkeit auch der Reinigung des Filzes respektive dem Entfernen von Schmutzpartikeln, so daß sich die Einsatzdauer erhöht.
Im einzelnen zeigt die Filzanalyse nach Fig. 9 durch die eingezeichneten Verbindungslinien die Zusammenhänge bei sich ändernder Maschinengeschwindigkeit bezogen auf die Entwässerungskapazität und bestimmte Berechnungsergebnise des Filzes. Fig. 10 zeigt die Wechselwirkungen zwischen erhöhter Linienlast und Filzanalyseberechnungsergebnissen sowie der Entwässerungskapazität.
Die Wechselwirkungen zwischen geänderten Stoffparametern und der Entwässerungskapazität, wie in Fig. 11 dargestellt, entsprechen denjenigen nach Fig. 4. Gleiches gilt für die Auswirkungen geänderter Pulpenparameter nach Fig. 12 bzw. 5.
Erwartetermaßen führt eine Änderung des jeweils eingesetzten Filztyps zu unterschiedlichen Fließwiderständen und verändertem Speichervolumen über die Laufzeit des Filzes, wie in Fig. 13 dargestellt. Erhöhte absolute Feuchtigkeitsgehaltswerte des Filzes nach Verlassen der Rohrsaugeinheit führen, wie in Fig. 14 dargestellt, unter anderem zu einer an sich unerwünschten Verringerung der Gesamtwasserbilanz. Wechselwirkungen zwischer den Fasermischungen und der Entwässerungskapazität sind in Fig. 15 gezeigt. Fig. 16 dient der prinzipiellen Erläuterung der Wechselwirkungen zwischen typischen Parametern der Entwässerungskapazität und der Filzlaufdauer in Tagen.
Wie bereits beschrieben, kann programmseitig zwischen der Walzen- und Filzanalyse beliebig gewechselt werden, wobei die bereits vorliegenden Eingabewerte und erhaltenen Berechnungen nicht beeinflußt werden, so daß die zuletzt eingegebenen, aktuellsten Werte im System verbleiben. Die Stoffdaten oder Stoffparameter können sowohl aus der Walzen- als auch aus der Filzanalyse heraus verändert werden.
Nachdem für eine konkrete Paarung einer Presse der Pressenkonfiguration die Analyse abgeschlossen wurde, kann durch Aktivieren eines Feldes "nächste Presse" (nicht gezeigt) mittels Mausklick ein Systemvorschlag für Walzen- und Preßfilze für die neu ausgewählte Presse entnommen und angezeigt werden. Die vorab bestimmte Maschinengeschwindigkeit, Papierqualität, Stofftemperatur sowie alle weiteren Stoffparameter bleiben auch für diese nächste Presse solange erhalten, bis Modifikationen dieser quasi übergeordneten Einflußparameter vorgenommen werden.
Auf diese Weise läßt sich sukzessiv eine Gesamtanalyse der Pressenkonfiguration durchführen und es besteht die Möglichkeit, die Ergebnisse in Protokollform auszudrucken. Ebenso kann für die Steuerung und Überwachung einer Presse ein laufendes Monitoring, insbesondere kritischer Grenzwerte erfolgen und/oder unmittelbar auf den Prozeß, d.h. die Steuerung der Papiermaschine Einfluß genommen werden.
Mittels des Verfahrens ist es demnach möglich, für Filztypen ganz unterschiedlicher Art sowohl Grundgewebegewicht als auch Gesamtgewicht zu bestimmen, das Speichervolumen des Filzes in der Betriebsbelastung zu ermitteln, eine laufzeitbezogene Speichervolumenänderung zu bestimmen sowie Fließwiderstände durch Fließänderung und Laufzeit anzugeben. Ebenso besteht die Möglichkeit festzustellen, ob und inwieweit durch Walzenhärteänderung eine Änderung des Filzspeichervolumens gegeben ist. Letztendlich ist es in einfacher Weise möglich, eine Wasserbilanzrechnung vorzunehmen, wobei hier auf den Einfluß von Nipverweilzeit und maximalen Druck auf den Preßfilz eingegangen werden kann. In ebenso anschaulicher Weise ist eine Vergleichsmöglichkeit von Fließwiderstand im Filz und Gesamtspeichervolumen in der Presse gegeben.
Durch die übersichtliche Art der graphischen Darstellung in Form von Balken und/oder Zeigerdiagrammen mit zusätzlicher konkreter Ziffernangabe kann leicht die Auswirkung einer Stofftemperaturerhöhung, einer Linienlaständerung, einer Geschwindigkeitsänderung und/oder einer Stoffeintrag-Mahlgradänderung auf den Endtrockengehalt festgestellt werden.
Aus dem Vorgenannten wird ersichtlich, daß das Verfahren gemäß Ausführungsbeispiel nicht nur der optimalen Pressenkonfigurationsauswahl dient, sondern über eine konkrete Walzen/Filzanalyse auch innerhalb der Pressenkonfiguration eine optimale Bestimmung der Paarung im Sinne einer entsprechenden Materialkombination ermöglicht. Durch Simulationsschritte, d.h. Beobachtung von möglicherweise vorgenommenen oder vorzunehmenden oder eintretenden Veränderungen können zu erwartende Ergebnisse im voraus bestimmt und für Steuerungs- und/oder Überwachungsaufgaben genutzt werden. Tritt bei der Simulation beispielsweise eine negative Gesamtwasserbilanz ein, so kann durch Übergang auf den Menupunkt "Änderung von Maschinen- oder Stoffparametern" eine gezielte Variation vorgenommen werden, wobei alle übrigen Parameter erhalten bleiben, so daß eine den realen Umständen nahekommende Berücksichtigung der Wechselwirkungen der einzelnen Komponenten des Pressensystems gegeben ist. Letztendlich kann über eine selbsttätige laufende Veränderung und Vorgabe von Maschinen/Walzen- und/oder Maschinen/Filzparametern das System selbsttätig Walzen/Filz-Paarungen und/oder Filzvliesaufbauten mit vorgegebener maximaler Entwässerungskapazität angeben.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Auslegung und/oder Visualisierung von mindestens einer Walzen/Filz-Paarung in der Naßpresse einer Papier- oder Kartonmaschine,
    gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    Auswahl einer Pressenkonfiguration aus einer mittels eines Computersystems angebotenen Menge verschiedener Pressenkonfigurationen unter Berücksichtigung des Einsatzfalles und der gewünschten Papier- oder Kartonqualität;
    Selektion einer der Pressen der jeweiligen Pressenkonfiguration, wobei relevante Ausgangsmaschinen- und Walzenparameter der selektierten Presse aus einer Standarddatenbank gelesen und angezeigt werden;
    Berechnen und Ergebnisdarstellen des momentanen Entwässerungsverhaltens der selektierten Presse, wobei hierfür auf einen im Hintergrund ablaufenden Filzparameter-Leseschritt aus der Standarddatenbank zurückgegriffen wird;
    Verändern von Maschinen- und/oder Walzenparametern der selektierten Presse, wobei das aufgrund der Parameteränderungen geänderte Entwässerungsverhalten der Walzen/- Filz-Paarung der Presse laufend neu berechnet und mindestens teilweise als Trendanzeige dargestellt wird, dergestalt, daß zum Ergebnisdarstellen durch simultanes Vorliegen der Rechenergebnisse beliebig zwischen Walzen- und Filzanalyse gewechselt werden kann und in jeder Ergebnisdarstellung Felder zur erneuten Veränderung und Vorgabe von Maschinen- und Walzen- oder Maschinen- und Filzparametern vorgesehen sind.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die laufende Veränderung und Vorgabe von Maschinen/Walzen-und/oder Maschinen/Filzparametern selbsttätig mit dem Ziel erfolgt, eine Walzen/Filz-Paarung und/oder einen Vliesaufbau mit vorgegebener maximaler Entwässerungskapazität anzugeben.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei Selektion einer weiteren Presse der jeweiligen Pressenkonfiguration aus der Standarddatenbank Systemvorschlagdaten für die weitere Presse gelesen werden, wobei wesentliche Maschinenparameter sowie die Papier- oder Kartonqualität bestimmende Stoffparameter als übergeordnete Einflußgrößen solange erhalten bleiben und übernommen werden, bis eine neue Pressenkonfiguration gewählt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Standarddatenbank für alle Pressenkonfigurationen verknüpfte Voreinstelldaten enthält, welche im Analyseprozeß änderbar sind, wobei ausgehend von neuen Maschinen-, Stoff-, Walzen- und/oder Filzparametern durch Berechnung erhaltene neue Standarddaten abspeicherbar sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Erstellung neuer Standarddaten durch Selbstlernschritte realisierbar ist.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß zur aktuellen Steuerung einer Papier- oder Kartonmaschine auf ein prozeßnahes Simulieren des Verhaltens der Walzen/Filz-Paarungen der Naßpresse zurückgegriffen wird, wobei die Einstellung insbesondere von aktuellen Maschinen- und Walzenparametern auf der Basis einer vorab ermittelten Maschinenbespannung vorgenommen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinen-, Walzen- und Filzparameter sowie die berechneten Ergebnisse auf einem Monitor des Computersystem in unterschiedlicher graphischer und/oder farblicher Form darstellbar sind.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß bei der-Darstellung des Entwässerungsverhaltens der jeweiligen Presse die produktbezogenen Ergebnisse in einer ersten übereinstimmenden Form, die wasserbezogenen Ergebnisse in einer zweiten übereinstimmenden Form und veränderbare Eingabeparameter in einer dritten übereinstimmenden Form angezeigt werden.
  9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Maschinen- und Stoffparameter mindestens folgende Größen umfassen:
    Maschinengeschwindigkeit,
    Linienlast,
    Papierqualität,
    Papiergewicht,
    Eingangstrockengehalt,
    Stofftemperatur.
  10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenparameter mindestens folgende Größen umfassen:
    Bezugslänge,
    Bezugsart,
    Anzahl der Nips,
    Plastometerpunkte als Bezugshärteangabe,
    Bezugsstärke,
    Durchmesser mit Walzenbezug,
    Angaben über Rillen, Stege und Blindbohrungen sowie Sauglochdurchmesser.
  11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Filzparameter mindestens folgende Größen umfassen: Typ und Art des Grundgewebes,
    gemessener Wert des absoluten Feuchtigkeitsgehalts des Filzes, Angabe über das Gesamtgewicht sowie zum Grundgewebegewicht, Angabe über die Fasermischungen sowie Anzahl der Vlieslagen je Mischung sowie des Gewichts pro Lage einer Mischung und Meßwerte des Rohrsaugervakuums beim Anlauf der Papiermaschine.
  12. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Berechnungs- und Darstellungsergebnisse mindestens folgende Größen umfassen:
    Auslauftrockengehalt,
    aus der Papierbahn ausgepreßte Wassermenge,
    gesamter Wasseranfall,
    gesamtes Speichervolumen,
    Differenz zwischen gesamten Speichervolumen und gesamten Wasseranfall,
    erforderliche Kühlmittelmenge für Walzenkühlung,
    verändertes Grundgewebegewicht bei geändertem Filzmaterial, gesamtes Filzgewicht,
    Speichervolumen des neuen Grundgewebes über vorgegebene Linienlast,
    Speichervolumen des Grundgewebes über die Laufzeit, Wasserdurchlässigkeit des Filzes und Fließwiderstand des Filzes über die Laufzeit sowie
    Angaben über die Größen zur Entwässerung und Reinigung des Filzes.
EP97907059A 1997-02-28 1997-02-28 Verfahren zur auslegung und/oder visualisierung von mindestens einer walzen/filz-paarung in der nasspresse einer papier- oder kartonmaschine Expired - Lifetime EP0963481B1 (de)

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