EP1161595A1 - Method for operating a machine for producing and/or improving material webs - Google Patents

Method for operating a machine for producing and/or improving material webs

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EP1161595A1
EP1161595A1 EP00910822A EP00910822A EP1161595A1 EP 1161595 A1 EP1161595 A1 EP 1161595A1 EP 00910822 A EP00910822 A EP 00910822A EP 00910822 A EP00910822 A EP 00910822A EP 1161595 A1 EP1161595 A1 EP 1161595A1
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EP
European Patent Office
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process data
machine
measuring
section
recorded
Prior art date
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EP00910822A
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German (de)
French (fr)
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EP1161595B1 (en
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Markus Oechsle
Frank Wegehaupt
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Paper Patent GmbH
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Publication date
Application filed by Voith Paper Patent GmbH filed Critical Voith Paper Patent GmbH
Publication of EP1161595A1 publication Critical patent/EP1161595A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1161595B1 publication Critical patent/EP1161595B1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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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
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B13/00—Machines and apparatus for drying fabrics, fibres, yarns, or other materials in long lengths, with progressive movement
    • F26B13/10—Arrangements for feeding, heating or supporting materials; Controlling movement, tension or position of materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26—DRYING
    • F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00—Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22—Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/09—Uses for paper making sludge
    • Y10S162/10—Computer control of paper making variables

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a machine for producing and / or refining material webs, in particular paper webs.
  • the invention also relates to a measuring system for performing such a method.
  • Such machines for example paper machines, consist of a large number of different machine sections, at least some of which are in turn divided into several different sections.
  • Each machine section or sub-section influences the quality of the finished product, for example a paper web.
  • Appropriate control or regulation of individual machine components forming the respective machine section or sub-section can be intervened in the manufacturing process.
  • the large number of setting options makes it difficult to determine the influence of changes that are made to individual machine components on the functionality of the respective machine section or partial section or on the quality of the finished product.
  • the invention makes it possible to obtain a large amount of information about the manufacturing process, at least with regard to the respective machine section. This results in a much more precise picture of the process or process section, which provides a better understanding of the influence of individual machine components on the manufacturing process in a complex machine, e.g. a paper machine.
  • the provision of a plurality of measuring ranges arranged one behind the other, each of which can comprise a plurality of individual measuring points makes it possible to obtain information about those locations of the machine which the material web traverses in time. For example, by measuring the moisture content of a paper web passing through a dryer section of a paper machine, the course of drying over time and thus the influence of the individual components of the dryer section on the paper web can be examined in detail.
  • the joint evaluation of the process data recorded on the individual measurement areas arranged one behind the other enables an integrated view of all measurements and in this way ensures a better understanding of the respective machine section.
  • Places on the material web are tracked on their way through the respective machine section.
  • the course of the measured variable under investigation can thus be determined with high accuracy.
  • the process data determined according to the invention can be used to form and / or optimize mathematical models that describe at least the respective machine section. Since, according to the invention, the respective measured variable is obtained in a spatially resolved manner in the process direction due to the measuring ranges arranged one behind the other, faults, for example due to defective machine components, for example a drying cylinder, can be localized precisely. This enables a much faster troubleshooting.
  • the process data is recorded at least substantially simultaneously, at least with regard to some measuring ranges.
  • the process data is recorded in the area of sections in which machine settings can be changed, in particular by controlling and / or regulating machine components.
  • a measuring area or a measuring point can be provided directly in the process direction behind a drying cylinder or a group of drying cylinders, so that the influence of changes in the settings of the drying cylinder or cylinders on the process data can be read and consequently can be recognized immediately.
  • the relevant machine section or partial section can consequently be optimally set in the shortest possible time. It is also possible to provide a measuring range or a measuring point directly in front of the respective machine or partial section or a specific machine component, so that the initial conditions prevailing immediately before this section also flow into the assessment of the respective section examined to let.
  • process data are acquired via several different measured variables.
  • the mode of operation of the respective machine section or sub-section can be reproduced in even more detail by means of the process data obtained, so that - if necessary - the manufacturing process can be manipulated in an even more differentiated manner.
  • the data acquisition of the different measured variables is preferably carried out at least substantially simultaneously in order to be able to obtain a quick and accurate overall picture of the machine with regard to the section or sections examined.
  • process data are acquired via such measured variables which relate to the machine, the material web and the environment.
  • At least all essential parameters, through which the quality of the finished product can be influenced in any way, can be subjected to an integrated consideration and assessment through the joint evaluation of the process data in order to be able to adjust the machine so that it optimally suits the prevailing conditions - Fits or is set with regard to the properties of the material web desired in each case.
  • a measured variable can relate to a characteristic paper characteristic of a paper web, for example the moisture, the temperature, the weight per unit area, the thickness, various surface properties, that
  • Shrinkage behavior air permeability, paper stretch, tear length, breaking load, tensile strength, fiber orientation or color. Damage or tearing of the paper web can also be detected.
  • a measured variable can relate to a characteristic value of a dryer section, for example a surface property of a drying cylinder or a roller. For this comes e.g. the surface temperature of the cylinder or roller in question.
  • the measured variable can also relate to a characteristic value of a steam and / or condensate system of a dryer section in a paper machine.
  • a measured variable can relate to a characteristic value of a screen used in a dryer section.
  • the humidity, the temperature, the permeability and the degree of contamination of the respective sieve can be used. It is also possible to record damage, deformation, tension and expansion of the screen.
  • a measured variable can relate to a characteristic value of the air, for example its temperature or humidity, or an air flow, for example its direction or speed, in the area of the machine or part section examined in each case.
  • the process data are preferably recorded at least essentially continuously.
  • each measuring range the measurements are carried out with at least one measuring device, which is attached either directly to the machine or to a frame or carrier close to the machine.
  • this can be movable relative to the machine or the frame or carrier.
  • the measuring device can, for example, be linearly movable or generally have a plurality of degrees of freedom of movement, each corresponding to a linear or rotary movement, in order to nete measuring range to be able to record process data over several individual measuring points.
  • the uninterrupted or continuous data acquisition enables continuous control and / or regulation of machine components as a function of the process data, it being possible for individual machine components to be acted upon independently of one another.
  • the process data can be fed to an evaluation unit, which monitors the manufacturing process and, if necessary, acts on the machine components.
  • the machine or the manufacturing process makes it possible to react immediately to unforeseen changes or intended changes between different types of processes, for example to carry out a change of type in paper machines, by appropriate control or regulation of the respective machine components.
  • the invention in particular enables rapid grade changes.
  • the data acquisition can also take place at regular or irregular time intervals, for example in order to carry out routine checks of the entire machine or individual machine sections or partial sections. It is also possible to undertake data acquisition only when faults occur on the machine in order, for example, to locate the source of the disturbance by measuring the process data at measuring ranges or measuring points arranged one behind the other in the process direction.
  • at least one mobile measuring device can be provided, which is installed one after the other at the individual measuring areas or points for carrying out the method according to the invention. In principle, it is also possible to use several of these mobile measuring devices to examine the machine, the material web and / or the environment at all measuring points or measuring areas simultaneously.
  • the process data are stored in a process database.
  • Process databases of this type can also be accessed externally, for example via the Internet, which enables, for example, remote diagnosis by the machine manufacturer.
  • remote control or remote control of the machine or the manufacturing process can be carried out from any location on the basis of the information stored and retrievable in the database.
  • process data are acquired in a reflection measurement method.
  • a reflection measurement method it is not necessary to use radiation methods to carry out measurements on the material web, which require a free pull of the material web so that the transmitter and receiver can be arranged on different sides of the material web.
  • Measurements in the reflection method in which the transmitter and receiver are arranged on the same web side, do not require free trains and can therefore also be carried out at very high web speeds at which free trains are no longer possible.
  • process data relating to the material web can each be recorded in an area where the material web is guided or supported, in particular by a dryer fabric, a roller or a cylinder.
  • the invention allows the longitudinal profile and / or the drying process of the material web to be checked and / or regulated. This can be done by regulating the heating curve of the dryer section and / or the individual dryer groups, dryers and / or humidifiers. This regulation can be carried out in one or more sections. The control is preferably carried out continuously.
  • a preferred application of the invention is moisture measurements along the dryer section. Based on the measured moisture of the material web, i.e. By measuring the web moisture, its moisture cross profile, its longitudinal moisture profile and / or its drying process can be regulated. This can be done, for example, by regulating the heating curve of the dryer section and / or by regulating the individual dryer groups, dryers and / or humidifiers.
  • the object on which the invention is based is also achieved by a measuring system for carrying out the method according to the invention, which has at least one measuring device for recording process data relating to at least one measured variable at at least one measuring point and an evaluation unit for joint evaluation of the process data.
  • the measuring system preferably comprises at least one measuring device which is designed to acquire process data at a plurality of measuring points and, for this purpose, at least two rotating movements or one linear movement. Movement has corresponding degrees of freedom or is rotatable about an axis. With a single movable measuring device of this type, process data can be acquired at a large number of measuring points in a short time.
  • the measuring device for measuring transverse profiles of the respective measured variable can be moved approximately perpendicularly to the web running, machine or process direction, by providing several such measuring devices in the process direction one after the other, several transverse profiles and longitudinal profiles of the respective measured variable can be obtained simultaneously.
  • the figure shows part of a paper machine in which a press section 20, a dryer section 10, a finishing section 22 and a roller section 24 follow one another in the process direction P.
  • the dryer section 10 and the finishing section 22 each comprise a plurality of sections 14, which are symbolized by squares.
  • the sections 14 can be, for example, individual dry cylinders, groups of drying cylinders or generally different drying systems. Hatched triangles in the figure indicate individual measuring areas 12, on each of which process data about at least one measured variable are recorded with at least one measuring device (not shown).
  • a measuring device is preferably provided in each measuring area 12, which has several degrees of freedom and can be moved in particular in at least one longitudinal direction, for example the machine direction, the transverse direction or the vertical direction, and can be pivoted or rotated in at least one plane via a joint.
  • a measuring area 12 can thus be covered, in which the paper web, a machine component and the environment can be examined at a large number of individual measuring points.
  • the three first measuring areas 12 and the fifth and seventh measuring areas 12 are arranged in the process direction P below the respective partial section 14 or the respective machine components of the dryer section 10.
  • the fourth and the last measuring area 12 are each located within a partial section 14 of the drying section 10 and can each be reached, for example, with a measuring device which is attached to the free end of a support projecting into the drying section 10, for example into the space between individual drying cylinders is.
  • the sixth measuring area 12 in the process direction P is located above the dryer section 10, and the measuring device provided for carrying out the measurements on this measuring area 12 can be attached, for example, to a support or frame extending over the drying section 10 in the manner of an indoor crane.
  • Each measuring device comprises at least one measuring head which is designed to acquire data relating to a measured variable. The measurement can be carried out either on the paper machine, the paper web or on the environment.
  • Some of the measuring areas 12 provided one behind the other in process direction P can each be provided for measuring the same measured variable, for example the moisture content of the paper web, in order to determine a longitudinal profile of this measured variable. Furthermore, different measured variables can be measured on each measuring range 12 either with the aid of several different measuring devices or several differently designed measuring heads which are combined to form a unit or measuring device. In this way, 12 measurements can be carried out on the paper web, the paper machine and the environment in each measuring range.
  • finishing section 22 on which two measuring areas 12 are provided in the embodiment shown, the first measuring area 12 in the process direction P being arranged below the finishing section 22 and the second measuring area 12 being located within the rear of two partial sections 14.
  • the measuring areas 12 below and above the dryer section 10 and the finishing section 22 are each located in the process direction P either directly in front of or behind a section 14. As indicated in the figure by the arrows emanating from the measuring areas 12, the process data are fed to a common detection unit 18 which communicates with the measuring devices arranged in the measuring areas 12.
  • the process data are transmitted from the detection unit 18 to a common evaluation unit 16, as indicated by the arrow T in the figure.
  • a common evaluation of the process data takes place in the evaluation unit 16, in which additional process parameters such as, for example, the process speed can be taken into account in order to obtain an image of the condition of the dryer section 10 and the finishing section 22 as well as through the integrated consideration of the process data and possibly the additional data to get their influence on the paper web and thus on the manufacturing process.
  • the acquisition and evaluation of the process data preferably takes place continuously, in order to enable continuous monitoring and assessment of the paper machine or of its dryer section 10 and finishing section 22.
  • the evaluation unit 16 can be provided with a computer on which software for modeling the manufacturing process or the processes running in the drying section 10 and the finishing section 22 is installed.
  • the process data reflecting the actual conditions on the paper machine can be used to check and optimize such models. Particularly when the machine is controlled or regulated on the basis of such models, the models are checked and adjusted on-line depending on the actual process data in order to ensure a continuous realizing the machine's influence under consideration of the process data.
  • the evaluation unit 16 may control and / or regulate individual machine components in the dryer section 10 and the finishing section 22, as indicated by the arrow R in the figure.
  • machine components can also be applied to the other sections of the paper machine via the evaluation unit 16, on which no data that are included in the integrated consideration are recorded.

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Abstract

The invention relates to a method for operating a machine for producing and/or improving material webs, especially paper webs. Process data is detected in the area of at least one section of the machine, especially the drier section (10) of a paper machine, using at least one measurable variable relating to the production process. Said data is evaluated in a combined manner in several measuring ranges (12) which are arranged in tandem in the direction of the process (P). The invention also relates to a measuring unit for carrying out such a method.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Maschine zur Herstellung und/ oder Method for operating a machine for manufacturing and / or
Veredelung von MaterialbahnenRefinement of material webs
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Maschine zur Herstellung und/ oder Veredelung von Materialbahnen, insbesondere Pa- pierbahnen. Die Erfindung betrifft außerdem ein Meßsystem zur Durchführung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for operating a machine for producing and / or refining material webs, in particular paper webs. The invention also relates to a measuring system for performing such a method.
Derartige Maschinen, beispielsweise Papiermaschinen, bestehen aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Maschinenabschnitten, von denen zumin- dest einige wiederum in mehrere verschiedene Teilabschnitte unterteilt sind. Jeder Maschinenabschnitt bzw. Teilabschnitt beeinflußt die Qualität des fertigen Produktes, beispielsweise einer Papierbahn. In den Herstellungsprozeß kann durch entsprechende Steuerung bzw. Regelung einzelner den jeweiligen Maschinenabschnitt bzw. Teilabschnitt bildenden Ma- schinenkomponenten eingegriffen werden. Die Vielzahl von Einstellmöglichkeiten macht es schwierig, den Einfluß von Veränderungen, die an einzelnen Maschinenkomponenten vorgenommen werden, auf die Funktionsfähigkeit des jeweiligen Maschinenabschnittes bzw. Teilabschnittes oder auf die Qualität des fertigen Produktes zu bestimmen.Such machines, for example paper machines, consist of a large number of different machine sections, at least some of which are in turn divided into several different sections. Each machine section or sub-section influences the quality of the finished product, for example a paper web. Appropriate control or regulation of individual machine components forming the respective machine section or sub-section can be intervened in the manufacturing process. The large number of setting options makes it difficult to determine the influence of changes that are made to individual machine components on the functionality of the respective machine section or partial section or on the quality of the finished product.
Es ist bekannt, im Anschluß an die Trockenpartie einer Papiermaschine, beispielsweise vor dem Roiler, Feuchte-, Dicken- und Flächengewichtsmessungen durchzuführen und diese Messungen zur Steuerung, Regelung und Optimierung der Prozeßführung zu verwenden. Lediglich zur Bestim- mung der Papierfeuchte ist es bekannt, am Beginn der Trockenpartie kon- tinuierliche, regelmäßige - d.h. in bestimmten oder prozeßbedingten Intervallen erfolgende - oder kurzfristige Messungen durchzuführen. Des weiteren ist es bekannt, kontinuierliche, regelmäßige oder kurzfristige Messungen im Dampf- und Kondensatsystem einer Trockenpartie durchzuführen und diese Messungen zur Steuerung und Regelung des Prozesses zu verwenden, wobei die Pumpen und Absperrarmaturen in der zur Trockenpartie führenden Hauptdampfleitung lediglich gesteuert werden.It is known to carry out moisture, thickness and basis weight measurements after the dryer section of a paper machine, for example before the roiler, and to use these measurements to control, regulate and optimize the process control. It is only known for determining the paper moisture that at the beginning of the drying section to carry out continuous, regular or short-term measurements - that is, at specific or process-related intervals. Furthermore, it is known to carry out continuous, regular or short-term measurements in the steam and condensate system of a dryer section and to use these measurements to control and regulate the process, the pumps and shut-off valves in the main steam line leading to the dryer section being merely controlled.
Bekannte Vorrichtungen bzw. Verfahren sind beispielsweise in "Das Pa- pier", Heft 12, 1995, S.771-775, in "TAPPI Proceedmgs 1992 Engineering Conference", S.629-638 sowie S.639-654 und in "Pulp & Paper Canada", 98: 12(1997), S.11 1- 1 13 beschrieben. Aus der deutschen Patentanmeldung 19844927.5 mit Anmeldetag 30.09.1998 ist ein Meßsystem zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts einer Faserstoffbahn bekannt, bei der die Messung dort erfolgt, wo die Faserstoffbahn auf einer im wesentlichen wasserfreien mitlaufenden Oberfläche aufliegt. Eine bekannte Vorrichtung zur Messung beispielsweise der Feuchte einer Papierbahn ist das Gerät "INFRAGAUGE PRO" der Fa. Infrared Engineering.Known devices and methods are, for example, in "Das Papier", Issue 12, 1995, pp. 771-775, in "TAPPI Proceedmgs 1992 Engineering Conference", pp. 629-638 and pp. 639-654 and in "Pulp & Paper Canada ", 98: 12 (1997), pp. 11-1-13. A measuring system for determining the moisture content of a fibrous web is known from German patent application 19844927.5 with filing date September 30, 1998, in which the measurement is carried out where the fibrous web rests on an essentially water-free moving surface. A known device for measuring the moisture of a paper web, for example, is the "INFRAGAUGE PRO" device from Infrared Engineering.
Es ist das der Erfindung zugrundeliegende Problem (Aufgabe), ein Verfahren sowie ein Meßsystem der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen ein möglichst genaues Bild von dem Herstellungsprozeß insbesondere in einer Papiermaschine erhalten werden kann und die es insbesondere ermöglichen, auf gezielte Weise in den Herstellungsprozeß zu dessen Op- timierung oder Veränderung einzugreifen.It is the problem underlying the invention (task) to create a method and a measuring system of the type mentioned above, with which the most accurate possible picture of the manufacturing process, in particular in a paper machine, can be obtained and which, in particular, make it possible to target in a targeted manner Intervene in the manufacturing process to optimize or change it.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die Merkmale des Anspruchs 1 und insbesondere dadurch, daß bei dem Verfahren im Bereich zumindest eines Maschinenabschnitts, insbesondere der Trockenpartie einer Papiermaschine, Prozeßdaten über wenigstens eine den Herstellungsprozeß betreffende Meßgröße erfaßt und gemeinsam ausgewertet werden, wobei die Prozeßdatenerfassung an mehreren Meßbereichen erfolgt, die in Prozeß- richtung hintereinander angeordnet sind.This object is achieved by the features of claim 1 and in particular by the fact that at least in the method in the area of a machine section, in particular the dryer section of a paper machine, process data about at least one measurement variable relating to the manufacturing process are acquired and jointly evaluated, the process data acquisition being carried out in several measurement areas which are arranged one behind the other in the process direction.
Die Erfindung ermöglicht es, eine Vielzahl von Informationen über den Herstellungsprozeß zumindest bezüglich des jeweiligen Maschinenabschnittes zu gewinnen. Hierdurch ergibt sich ein wesentlich genaueres Bild des Prozesses bzw. Prozeßabschnitts, welches ein besseres Verstehen des Einflusses einzelner Maschinenkomponenten auf den Herstellungsprozeß in einer komplexen Maschine wie z.B. einer Papiermaschine ermöglicht. Das Vorsehen mehrerer hintereinander angeordneter Meßbereiche, die jeweils mehrere einzelne Meßstellen umfassen können, gestattet es, Informationen über solche Orte der Maschine zu erhalten, die von der Materialbahn zeitlich nacheinander durchlaufen werden. So kann beispielsweise durch Messen des Feuchtigkeitsgehaltes einer eine Trockenpartie einer Papiermaschine durchlaufenden Papierbahn der zeitliche Verlauf der Trocknung und somit der Einfluß der einzelnen Komponenten der Trockenpartie auf die Papierbahn detailliert untersucht werden. Die gemeinsame Auswertung der an den einzelnen hintereinander angeordneten Meßbereichen erfaßten Prozeßdaten ermöglicht eine integrierte Betrachtung aller Messungen und sorgt auf diese Weise für ein besseres Verständnis des jeweiligen Maschinenabschnittes. Durch Berücksichtigen der Bahn- oder Prozeßgeschwindigkeit können erfindungsgemäß einzelneThe invention makes it possible to obtain a large amount of information about the manufacturing process, at least with regard to the respective machine section. This results in a much more precise picture of the process or process section, which provides a better understanding of the influence of individual machine components on the manufacturing process in a complex machine, e.g. a paper machine. The provision of a plurality of measuring ranges arranged one behind the other, each of which can comprise a plurality of individual measuring points, makes it possible to obtain information about those locations of the machine which the material web traverses in time. For example, by measuring the moisture content of a paper web passing through a dryer section of a paper machine, the course of drying over time and thus the influence of the individual components of the dryer section on the paper web can be examined in detail. The joint evaluation of the process data recorded on the individual measurement areas arranged one behind the other enables an integrated view of all measurements and in this way ensures a better understanding of the respective machine section. By taking the web or process speed into account, according to the invention, individual
Stellen auf der Materialbahn auf ihrem Weg durch den jeweiligen Maschinenabschnitt verfolgt werden. Der zeitliche Verlauf der jeweils untersuchten Meßgröße kann so mit hoher Genauigkeit ermittelt werden. Durch Vorsehen einer großen Anzahl von hintereinander angeordneten Meßbereichen und/ oder Interpolation zwischen den einzelnen, an in Prozeßrichtung beabstandeten Meßbereichen gewonnenen Prozeßdaten können somit kontinuierliche oder quasikontinuierliche Längsprofile der jeweiligen Meßgröße gewonnen werden. Des weiteren können die erfindungsgemäß ermittelten Prozeßdaten zur Bildung und /oder Optimierung von zumindest den jeweiligen Maschinenabschnitt beschreibenden mathematischen Modellen genutzt werden. Da erfindungsgemäß aufgrund der hintereinander angeordneten Meßbereiche die jeweilige Meßgröße in Prozeßrichtung ortsaufgelöst erhalten wird, können Störungen z.B. aufgrund defekter Maschinenkomponenten, z.B. eines Trockenzylinders, genau lokalisiert werden. Dies ermöglicht eine erheblich beschleunigte Fehlerbeseitigung.Places on the material web are tracked on their way through the respective machine section. The course of the measured variable under investigation can thus be determined with high accuracy. By Providing a large number of measuring ranges arranged one behind the other and / or interpolation between the individual process data obtained at measuring regions spaced apart in the process direction can thus yield continuous or quasi-continuous longitudinal profiles of the respective measured variable. Furthermore, the process data determined according to the invention can be used to form and / or optimize mathematical models that describe at least the respective machine section. Since, according to the invention, the respective measured variable is obtained in a spatially resolved manner in the process direction due to the measuring ranges arranged one behind the other, faults, for example due to defective machine components, for example a drying cylinder, can be localized precisely. This enables a much faster troubleshooting.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt die Prozeßdatenerfassung wenigstens bezüglich einiger Meßbereiche zumindest im wesentlichen gleichzeitig.According to a preferred exemplary embodiment of the invention, the process data is recorded at least substantially simultaneously, at least with regard to some measuring ranges.
Hierdurch steht eine große Datenmenge über unterschiedliche Bereiche der Maschine gleichzeitig zur Verfügung, so daß die Daten gleichzeitig und unmittelbar im Anschluß an ihre Erfassung ausgewertet werden können. Durch den Einsatz schneller Rechner kann somit auf einer fundierten Datengrundlage eine schnelle On-line-Steuerung bzw. -Regelung der Maschine durchgeführt werden.As a result, a large amount of data about different areas of the machine is available at the same time, so that the data can be evaluated simultaneously and immediately after their acquisition. By using fast computers, fast online control of the machine can be carried out on a well-founded data basis.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Prozeßdatenerfassung im Bereich von Teilabschnitten, in denen Maschineneinstellungen insbesondere durch Steuerung und/ oder Regelung von Maschinenkomponenten veränderbar sind. So kann beispielsweise ein Meßbereich oder eine Meßstelle unmittelbar in Prozeßrichtung hinter einem Trockenzylinder oder einer Gruppe von Trok- kenzylindern vorgesehen sein, so daß der Einfluß von Veränderungen in den Einstellungen des oder der Trockenzylinder an den Prozeßdaten abgelesen werden kann und folglich sofort erkennbar ist. Durch Vorsehen eines geschlossenen Regelkreises kann folglich der betreffende Maschinenabschnitt bzw. Teilabschnitt in kürzester Zeit optimal eingestellt werden. Es ist auch möglich, unmittelbar vor dem jeweiligen Maschinen- oder Teil- abschnitt bzw. einer bestimmten Maschinenkomponente einen Meßbereich bzw. eine Meßstelle vorzusehen, um in die Beurteilung des jeweils untersuchten Abschnitts auch die unmittelbar vor diesem Abschnitt herr- schen-den Anfangsbedingungen einfließen zu lassen.According to a further preferred embodiment of the invention, the process data is recorded in the area of sections in which machine settings can be changed, in particular by controlling and / or regulating machine components. For example, a measuring area or a measuring point can be provided directly in the process direction behind a drying cylinder or a group of drying cylinders, so that the influence of changes in the settings of the drying cylinder or cylinders on the process data can be read and consequently can be recognized immediately. By providing a closed control loop, the relevant machine section or partial section can consequently be optimally set in the shortest possible time. It is also possible to provide a measuring range or a measuring point directly in front of the respective machine or partial section or a specific machine component, so that the initial conditions prevailing immediately before this section also flow into the assessment of the respective section examined to let.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Prozeßdaten über mehrere unterschiedliche Meßgrößen erfaßt.According to a further preferred exemplary embodiment of the invention, process data are acquired via several different measured variables.
Hierdurch läßt sich die Arbeitsweise des jeweiligen Maschinenabschnitts bzw. Teilabschnitts noch detaillierter durch die gewonnenen Prozeßdaten abbilden, so daß - falls erforderlich - in den Herstellungsprozeß in noch differenzierterer Weise eingegriffen werden kann. Bevorzugt erfolgt die Datenerfassung auch der unterschiedlichen Meßgrößen zumindest im wesentlichen gleichzeitig, um ein schnelles und genaues Gesamtbild der Maschine hinsichtlich des oder der untersuchten Abschnitte erhalten zu können. In einer bevorzugten Variante werden Prozeßdaten über solche Meßgrößen erfaßt, welche die Maschine, die Materialbahn und die Umgebung betreffen.As a result, the mode of operation of the respective machine section or sub-section can be reproduced in even more detail by means of the process data obtained, so that - if necessary - the manufacturing process can be manipulated in an even more differentiated manner. The data acquisition of the different measured variables is preferably carried out at least substantially simultaneously in order to be able to obtain a quick and accurate overall picture of the machine with regard to the section or sections examined. In a preferred variant, process data are acquired via such measured variables which relate to the machine, the material web and the environment.
Zumindest alle wesentlichen Größen, durch welche die Qualität des fertigen Produktes in irgendeiner Weise beeinflußbar ist, können durch die gemeinsame Auswertung der Prozeßdaten einer integrierten Betrachtung und Beurteilung unterzogen werden, um die Maschine so einstellen zu können, daß sie optimal an die jeweils herrschenden Bedingungen ange- paßt bzw. hinsichtlich der jeweils gewünschten Eigenschaften der Materialbahn eingestellt ist.At least all essential parameters, through which the quality of the finished product can be influenced in any way, can be subjected to an integrated consideration and assessment through the joint evaluation of the process data in order to be able to adjust the machine so that it optimally suits the prevailing conditions - Fits or is set with regard to the properties of the material web desired in each case.
Eine Meßgröße kann einen charakteristischen Papierkennwert einer Papierbahn betreffen, beispielsweise die Feuchte, die Temperatur, das Flä- chengewicht, die Dicke, verschiedene Oberflächeneigenschaften, dasA measured variable can relate to a characteristic paper characteristic of a paper web, for example the moisture, the temperature, the weight per unit area, the thickness, various surface properties, that
Schrumpfungsverhalten, die Luftdurchlässigkeit, die Papierdehnung, die Reißlänge, die Bruchlast, die Zugfestigkeit, die Faserorientierung oder die Farbe. Außerdem können Beschädigungen oder ein Abriß der Papierbahn erkannt werden.Shrinkage behavior, air permeability, paper stretch, tear length, breaking load, tensile strength, fiber orientation or color. Damage or tearing of the paper web can also be detected.
Des weiteren kann eine Meßgröße einen charakteristischen Wert einer Trockenpartie betreffen, und zwar beispielsweise eine Oberflächeneigenschaft eines Trockenzylinders oder einer Walze. Hierfür kommt z.B. die Oberflächentemperatur des Zylinders bzw. der Walze in Frage.Furthermore, a measured variable can relate to a characteristic value of a dryer section, for example a surface property of a drying cylinder or a roller. For this comes e.g. the surface temperature of the cylinder or roller in question.
Die Meßgröße kann auch einen charakteristischen Wert eines Dampfund/oder Kondensatsystems einer Trockenpartie in einer Papiermaschine betreffen. Außerdem kann eine Meßgröße einen charakteristischen Wert eines in einer Trockenpartie verwendeten Siebes betreffen. Hierfür kommen beispielsweise die Feuchte, die Temperatur, die Permeabilität und der Ver- schmutzungsgrad des jeweiligen Siebes in Frage. Es ist auch möglich, Beschädigungen, Verformungen, Spannungen und Dehnungen des Siebes zu erfassen.The measured variable can also relate to a characteristic value of a steam and / or condensate system of a dryer section in a paper machine. In addition, a measured variable can relate to a characteristic value of a screen used in a dryer section. For example, the humidity, the temperature, the permeability and the degree of contamination of the respective sieve can be used. It is also possible to record damage, deformation, tension and expansion of the screen.
Des weiteren kann eine Meßgröße einen charakteristischen Wert der Luft, beispielsweise deren Temperatur oder Feuchtigkeit, oder einer Luftströmung, beispielsweise deren Richtung oder Geschwindigkeit, im Bereich des jeweils untersuchten Maschinen- oder Teilabschnitts betreffen.Furthermore, a measured variable can relate to a characteristic value of the air, for example its temperature or humidity, or an air flow, for example its direction or speed, in the area of the machine or part section examined in each case.
Bevorzugt werden die Prozeßdaten zumindest im wesentlichen ununter- brochen erfaßt.The process data are preferably recorded at least essentially continuously.
Hierdurch wird eine kontinuierliche Überwachung und Beurteilung des Herstellungsprozesses ermöglicht, die es gestattet, beispielsweise bei Auftreten von Störungen sofort in den Herstellungsprozeß einzugreifen.This enables continuous monitoring and assessment of the manufacturing process, which makes it possible, for example, to intervene in the manufacturing process immediately if faults occur.
In jedem Meßbereich erfolgen die Messungen hierbei mit zumindest einer Meßeinrichtung, die entweder direkt an der Maschine oder an einem maschinennahen Gestell oder Träger angebracht ist. Zur Datenerfassung an mehreren Meßstellen innerhalb eines Meßbereiches mit einer einzigen Meßeinrichtung kann diese relativ zu der Maschine bzw. dem Gestell oder Träger bewegbar sein. Die Meßeinrichtung kann z.B. linear verfahrbar sein oder allgemein mehrere jeweils einer Linear- oder Drehbewegung entsprechende Bewegungsfreiheitsgrade aufweisen, um in einem ihr zugeord- nete Meßbereich Prozeßdaten über mehrere einzelne Meßstellen erfassen zu können.In each measuring range, the measurements are carried out with at least one measuring device, which is attached either directly to the machine or to a frame or carrier close to the machine. For data acquisition at several measuring points within a measuring range with a single measuring device, this can be movable relative to the machine or the frame or carrier. The measuring device can, for example, be linearly movable or generally have a plurality of degrees of freedom of movement, each corresponding to a linear or rotary movement, in order to nete measuring range to be able to record process data over several individual measuring points.
Die ununterbrochene oder kontinuierliche Datenerfassung ermöglicht eine kontinuierliche Steuerung und /oder Regelung von Maschinenkomponenten in Abhängigkeit von den Prozeßdaten, wobei einzelne Maschinenkomponenten auch unabhängig voneinander beaufschlagt werden können. Hierzu können die Prozeßdaten einer Auswerteeinheit zugeführt werden, die den Herstellungsprozeß überwacht und die Maschinenkomponenten gegebenenfalls beaufschlagt. Eine derartige On-Line-Beeinflussung derThe uninterrupted or continuous data acquisition enables continuous control and / or regulation of machine components as a function of the process data, it being possible for individual machine components to be acted upon independently of one another. For this purpose, the process data can be fed to an evaluation unit, which monitors the manufacturing process and, if necessary, acts on the machine components. Such an on-line influencing of
Maschine bzw. des Herstellungsprozesses ermöglicht es, sofort auf unvorhergesehene Veränderungen oder beabsichtigte Wechsel zwischen verschiedenen Prozeßarten, beispielsweise zur Durchführung von Sortenwechseln in Papiermaschinen, durch entsprechende Steuerung bzw. Re- gelung der jeweiligen Maschinenkomponenten zu reagieren. Durch die Erfindung werden insbesondere schnelle Sortenwechsel ermöglicht.The machine or the manufacturing process makes it possible to react immediately to unforeseen changes or intended changes between different types of processes, for example to carry out a change of type in paper machines, by appropriate control or regulation of the respective machine components. The invention in particular enables rapid grade changes.
Erfindungsgemäß kann die Datenerfassung auch in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen erfolgen, um beispielsweise routinemäßige Überprüfungen der gesamten Maschine oder einzelner Maschinenabschnitte bzw. Teilabschnitte durchzuführen. Es ist auch möglich, eine Datenerfassung nur dann vorzunehmen, wenn an der Maschine Störungen auftreten, um z.B. durch Erfassen der Prozeßdaten an in Prozeßrichtung hintereinander angeordneten Meßbereichen bzw. Meßstellen die Stö- rungsquelle zu lokalisieren. Hierzu kann wenigstens eine mobile Meßeinrichtung vorgesehen sein, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nacheinander an den einzelnen Meßbereichen bzw. -stellen installiert wird. Es ist grundsätzlich auch möglich, mit mehreren derartigen mobilen Meßeinrichtungen die Maschine, die Materialbahn und/ oder die Umgebung an allen Meßstellen bzw. Meßbereichen gleichzeitig zu untersuchen.According to the invention, the data acquisition can also take place at regular or irregular time intervals, for example in order to carry out routine checks of the entire machine or individual machine sections or partial sections. It is also possible to undertake data acquisition only when faults occur on the machine in order, for example, to locate the source of the disturbance by measuring the process data at measuring ranges or measuring points arranged one behind the other in the process direction. For this purpose, at least one mobile measuring device can be provided, which is installed one after the other at the individual measuring areas or points for carrying out the method according to the invention. In principle, it is also possible to use several of these mobile measuring devices to examine the machine, the material web and / or the environment at all measuring points or measuring areas simultaneously.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Prozeßdaten in einer Prozeßdatenbank abgelegt.According to a further preferred exemplary embodiment of the invention, the process data are stored in a process database.
Die über den jeweiligen Herstellungsprozeß bzw. Prozeßabschnitt gewonnenen Kenntnisse gehen auf diese Weise nicht verloren und können inter- essierten Kreisen zur Verfügung gestellt werden. Des weiteren kann auf derartige Prozeßdatenbanken beispielsweise über das Internet von außen zugegriffen werden, wodurch beispielsweise eine Ferndiagnose durch den Maschinenhersteller ermöglicht wird. Außerdem kann auf der Grundlage der in der Datenbank gespeicherten und abrufbaren Informationen eine Fernsteuerung bzw. Fernregelung der Maschine bzw. des Herstellungsprozesses von jedem beliebigen Ort aus erfolgen.The knowledge gained about the respective manufacturing process or process section is not lost in this way and can be made available to interested parties. Process databases of this type can also be accessed externally, for example via the Internet, which enables, for example, remote diagnosis by the machine manufacturer. In addition, remote control or remote control of the machine or the manufacturing process can be carried out from any location on the basis of the information stored and retrievable in the database.
Des weiteren ist es bevorzugt, wenn die Prozeßdaten in einem Reflexionsmeßverfahren erfaßt werden. Hierdurch ist es nicht erforderlich, zur Durchführung von Messungen an der Materialbahn Durchstrahlverfahren einzusetzen, die einen freien Zug der Materialbahn erfordern, damit Sender und Empfänger auf unterschiedlichen Seiten der Materialbahn angeordnet werden können. Messungen im Reflexionsverfahren, bei denen Sender und Empfänger auf der selben Bahnseite angeordnet sind, erfor- dem keine freien Züge und können daher auch bei sehr hohen Bahngeschwindigkeiten durchgeführt werden, bei denen freie Züge nicht mehr realisierbar sind. Erfindungsgemäß können die Materialbahn betreffende Prozeßdaten jeweils in einem Bereich erfaßt werden, an dem die Material- bahn geführt oder gestützt ist, insbesondere durch ein Trockensieb, eine Walze oder einen Zylinder.Furthermore, it is preferred if the process data are acquired in a reflection measurement method. As a result, it is not necessary to use radiation methods to carry out measurements on the material web, which require a free pull of the material web so that the transmitter and receiver can be arranged on different sides of the material web. Measurements in the reflection method, in which the transmitter and receiver are arranged on the same web side, do not require free trains and can therefore also be carried out at very high web speeds at which free trains are no longer possible. According to the invention, process data relating to the material web can each be recorded in an area where the material web is guided or supported, in particular by a dryer fabric, a roller or a cylinder.
Die Erfindung gestattet es, das Längsprofil und/ oder den Trocknungsverlauf der Materialbahn zu kontrollieren und/ oder zu regeln. Dies kann durch Regelung der Heizkurve der Trockenpartie und/ oder der einzelnen Trockengruppen, Trockner und/ oder Befeuchter erfolgen. Diese Regelung kann in einem oder mehreren Teilabschnitten vorgenommen werden. Vorzugsweise erfolgt die Regelung kontinuierlich.The invention allows the longitudinal profile and / or the drying process of the material web to be checked and / or regulated. This can be done by regulating the heating curve of the dryer section and / or the individual dryer groups, dryers and / or humidifiers. This regulation can be carried out in one or more sections. The control is preferably carried out continuously.
Eine bevorzugte Anwendung der Erfindung sind Feuchtigkeitsmessungen entlang der Trockenpartie. Auf der Grundlage der gemessenen Feuchtigkeit der Materialbahn, d.h. durch Messen der Bahnfeuchte, kann deren Feuchtequerprofil, deren Feuchtelängsprofil und/ oder deren Trocknungs- verlauf geregelt werden. Dies kann beispielsweise durch Regelung der Heizkurve der Trockenpartie und/ oder durch Regelung der einzelnen Trockengruppen, Trockner und/ oder Befeuchter erfolgen.A preferred application of the invention is moisture measurements along the dryer section. Based on the measured moisture of the material web, i.e. By measuring the web moisture, its moisture cross profile, its longitudinal moisture profile and / or its drying process can be regulated. This can be done, for example, by regulating the heating curve of the dryer section and / or by regulating the individual dryer groups, dryers and / or humidifiers.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird außerdem durch ein Meßsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, welches wenigstens eine Meßeinrichtung zum Erfassen von zumindest eine Meßgröße betreffenden Prozeßdaten an wenigstens einer Meßstelle sowie eine Auswerteeinheit zur gemeinsamen Auswertung der Prozeßdaten aufweist.The object on which the invention is based is also achieved by a measuring system for carrying out the method according to the invention, which has at least one measuring device for recording process data relating to at least one measured variable at at least one measuring point and an evaluation unit for joint evaluation of the process data.
Vorzugsweise umfaßt das Meßsystem wenigstens eine Meßeinrichtung, die zum Erfassen von Prozeßdaten an mehreren Meßstellen ausgebildet und hierzu wenigstens zwei jeweils einer Drehbewegung oder einer Linearbe- wegung entsprechende Freiheitsgrade aufweist oder um eine Achse drehbar ist. Mit einer einzigen derartigen beweglichen Meßeinrichtung können Prozeßdaten an einer Vielzahl von Meßstellen in kurzer Zeit erfaßt werden.The measuring system preferably comprises at least one measuring device which is designed to acquire process data at a plurality of measuring points and, for this purpose, at least two rotating movements or one linear movement. movement has corresponding degrees of freedom or is rotatable about an axis. With a single movable measuring device of this type, process data can be acquired at a large number of measuring points in a short time.
Wenn gemäß einer bevorzugten Variante die Meßeinrichtung zur Messung von Querprofilen der jeweiligen Meßgröße etwa senkrecht zur Bahnlauf-, Maschinen- oder Prozeßrichtung bewegbar ist, können durch Vorsehen mehrerer derartiger Meßeinrichtungen in Prozeßrichtung hintereinander gleichzeitig mehrere Querprofile und Längsprofile der jeweiligen Meßgröße erhalten werden.If, according to a preferred variant, the measuring device for measuring transverse profiles of the respective measured variable can be moved approximately perpendicularly to the web running, machine or process direction, by providing several such measuring devices in the process direction one after the other, several transverse profiles and longitudinal profiles of the respective measured variable can be obtained simultaneously.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung angegeben.Further preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, the description and the drawing.
Die Erfindung wird im folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, deren einzige Figur schematisch ein an einer Papiermaschine eingesetztes Meßsystem zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigt.The invention is described below by way of example with reference to the drawing, the single figure of which schematically shows a measuring system used on a paper machine for carrying out the method according to the invention in accordance with an embodiment of the invention.
In der Figur ist ein Teil einer Papiermaschine dargestellt, bei der in Prozeßrichtung P eine Pressenpartie 20, eine Trockenpartie 10, eine Veredelungspartie 22 sowie eine Rollerpartie 24 aufeinanderfolgen.The figure shows part of a paper machine in which a press section 20, a dryer section 10, a finishing section 22 and a roller section 24 follow one another in the process direction P.
Die Trockenpartie 10 und die Veredelungspartie 22 umfassen jeweils meh- rere Teilabschnitte 14, die durch Quadrate symbolisiert sind. In der Trok- kenpartie 10 können die Teilabschnitte 14 beispielsweise einzelne Trok- kenzylinder, Gruppen von Trockenzylindern oder allgemein unterschiedliche Trocknungssysteme sein. Durch schraffierte Dreiecke sind in der Figur einzelne Meßbereiche 12 angedeutet, an denen jeweils mit zumindest einer (nicht dargestellten) Meßeinrichtung Prozeßdaten über zumindest eine Meßgröße erfaßt werden.The dryer section 10 and the finishing section 22 each comprise a plurality of sections 14, which are symbolized by squares. In the dryer section 10, the sections 14 can be, for example, individual dry cylinders, groups of drying cylinders or generally different drying systems. Hatched triangles in the figure indicate individual measuring areas 12, on each of which process data about at least one measured variable are recorded with at least one measuring device (not shown).
Bevorzugt ist in jedem Meßbereich 12 eine Meßeinrichtung vorgesehen, die mehrere Freiheitsgrade aufweist und insbesondere in zumindest einer Längsrichtung, beispielsweise der Maschinenrichtung, der Querrichtung oder der vertikalen Richtung, verfahrbar sowie über ein Gelenk in zumin- dest einer Ebene schwenkbar bzw. drehbar ist. Mit einer einzigen Meßeinrichtung kann somit ein Meßbereich 12 abgedeckt werden, in welchem die Papierbahn, eine Maschinenkomponente und die Umgebung an einer Vielzahl von einzelnen Meßstellen untersucht werden können.A measuring device is preferably provided in each measuring area 12, which has several degrees of freedom and can be moved in particular in at least one longitudinal direction, for example the machine direction, the transverse direction or the vertical direction, and can be pivoted or rotated in at least one plane via a joint. With a single measuring device, a measuring area 12 can thus be covered, in which the paper web, a machine component and the environment can be examined at a large number of individual measuring points.
In dem in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiel sind in Prozeßrichtung P die drei ersten Meßbereiche 12 sowie der fünfte und siebte Meßbereich 12 unterhalb des jeweiligen Teilabschnitts 14 bzw. der jeweiligen Maschinenkomponenten der Trockenpartie 10 angeordnet. Der vierte sowie der letzte Meßbereich 12 befinden sich jeweils innerhalb eines Teilab- Schnitts 14 der Trockenpartie 10 und können jeweils z.B. mit einer Meßeinrichtung erreicht werden, die am freien Ende eines in die Trockenpartie 10, beispielsweise in den Zwischenraum zwischen einzelnen Trockenzylindern, hineinragenden Träger angebracht ist. Der in Prozeßrichtung P sechste Meßbereich 12 befindet sich oberhalb der Trockenpartie 10, wobei die zur Durchführung der Messungen an diesem Meßbereich 12 vorgesehene Meßeinrichtung beispielsweise an einem sich nach Art eines Hallenkranes über die Trockenpartie 10 hinweg erstreckenden Träger bzw. Gestell angebracht sein kann. Jede Meßeinrichtung umfaßt zumindest einen Meßkopf, der zum Erfassen von eine Meßgröße betreffenden Daten ausgebildet ist. Die Messung kann entweder an der Papiermaschine, der Papierbahn oder an der Umgebung durchgeführt werden.In the exemplary embodiment shown in the figure, the three first measuring areas 12 and the fifth and seventh measuring areas 12 are arranged in the process direction P below the respective partial section 14 or the respective machine components of the dryer section 10. The fourth and the last measuring area 12 are each located within a partial section 14 of the drying section 10 and can each be reached, for example, with a measuring device which is attached to the free end of a support projecting into the drying section 10, for example into the space between individual drying cylinders is. The sixth measuring area 12 in the process direction P is located above the dryer section 10, and the measuring device provided for carrying out the measurements on this measuring area 12 can be attached, for example, to a support or frame extending over the drying section 10 in the manner of an indoor crane. Each measuring device comprises at least one measuring head which is designed to acquire data relating to a measured variable. The measurement can be carried out either on the paper machine, the paper web or on the environment.
Dabei können einige der in Prozeßrichtung P hintereinander vorgesehenen Meßbereiche 12 jeweils zur Messung der gleichen Meßgröße, beispielsweise des Feuchtigkeitsgehalts der Papierbahn, vorgesehen sein, um so ein Längsprofil dieser Meßgröße zu ermitteln. Des weiteren können an jedem Meßbereich 12 entweder mit Hilfe von mehreren unterschiedlichen Meßeinrichtungen oder mehreren unterschiedlich ausgebildeten Meßköpfen, die zu einer Einheit bzw. Meßeinrichtung zusammengefaßt sind, unterschiedliche Meßgrößen gemessen werden. Auf diese Weise können an je- dem Meßbereich 12 Messungen an der Papierbahn, der Papiermaschine und der Umgebung vorgenommen werden.Some of the measuring areas 12 provided one behind the other in process direction P can each be provided for measuring the same measured variable, for example the moisture content of the paper web, in order to determine a longitudinal profile of this measured variable. Furthermore, different measured variables can be measured on each measuring range 12 either with the aid of several different measuring devices or several differently designed measuring heads which are combined to form a unit or measuring device. In this way, 12 measurements can be carried out on the paper web, the paper machine and the environment in each measuring range.
Entsprechendes gilt auch für die Veredelungspartie 22, an der in der gezeigten Ausführungsform zwei Meßbereiche 12 vorgesehen sind, wobei der in Prozeßrichtung P erste Meßbereich 12 unterhalb der Veredelungspartie 22 angeordnet ist und sich der zweite Meßbereich 12 innerhalb des hinteren von zwei Teilabschnitten 14 befindet.The same also applies to the finishing section 22, on which two measuring areas 12 are provided in the embodiment shown, the first measuring area 12 in the process direction P being arranged below the finishing section 22 and the second measuring area 12 being located within the rear of two partial sections 14.
Die Meßbereiche 12 unterhalb und oberhalb der Trockenpartie 10 sowie der Veredelungspartie 22 befinden sich jeweils in Prozeßrichtung P entweder unmittelbar vor oder hinter einem Teilabschnitt 14. Wie in der Figur durch die von den Meßbereichen 12 ausgehenden Pfeile angedeutet, werden die Prozeßdaten einer gemeinsamen Erfassungseinheit 18 zugeführt, die mit den in den Meßbereichen 12 angeordneten Meßeinrichtungen kommuniziert.The measuring areas 12 below and above the dryer section 10 and the finishing section 22 are each located in the process direction P either directly in front of or behind a section 14. As indicated in the figure by the arrows emanating from the measuring areas 12, the process data are fed to a common detection unit 18 which communicates with the measuring devices arranged in the measuring areas 12.
Von der Erfassungseinheit 18 werden die Prozeßdaten an eine gemeinsame Auswerteeinheit 16 übermittelt, wie in der Figur durch den Pfeil T angedeutet. In der Auswerteeinheit 16 erfolgt eine gemeinsame Auswertung der Prozeßdaten, bei der auch zusätzliche Prozeßparameter wie beispiels- weise die Prozeßgeschwindigkeit berücksichtigt werden können, um durch die integrierte Betrachtung der Prozeßdaten und eventuell der zusätzlichen Daten ein Bild vom Zustand der Trockenpartie 10 und der Veredelungspartie 22 sowie von deren Einfluß auf die Papierbahn und somit auf den Herstellungsprozeß zu erhalten.The process data are transmitted from the detection unit 18 to a common evaluation unit 16, as indicated by the arrow T in the figure. A common evaluation of the process data takes place in the evaluation unit 16, in which additional process parameters such as, for example, the process speed can be taken into account in order to obtain an image of the condition of the dryer section 10 and the finishing section 22 as well as through the integrated consideration of the process data and possibly the additional data to get their influence on the paper web and thus on the manufacturing process.
Die Erfassung und Auswertung der Prozeßdaten findet bevorzugt ununterbrochen statt, um eine kontinuierliche Überwachung und Beurteilung der Papiermaschine bzw. von deren Trockenpartie 10 und Veredelungspartie 22 zu ermöglichen. Die Auswerteeinheit 16 kann mit einem Rechner versehen sein, auf dem Software zur Modellierung des Herstellungsprozesses bzw. der in der Trockenpartie 10 und der Veredelungspartie 22 ablaufenden Prozesse installiert ist. Die die tatsächlichen Verhältnisse an der Papiermaschine widerspiegelnden Prozeßdaten können zur Überprüfung und Optimierung derartiger Modelle verwendet werden. Insbesondere dann, wenn die Maschine auf der Grundlage derartiger Modelle gesteuert bzw. geregelt wird, erfolgt die Überprüfung und Anpassung der Modelle in Abhängigkeit von den tatsächlichen Prozeßdaten on-line, um eine konti- nuierliche Beeinflussung der Maschine unter Berücksichtigung der Prozeßdaten zu realisieren.The acquisition and evaluation of the process data preferably takes place continuously, in order to enable continuous monitoring and assessment of the paper machine or of its dryer section 10 and finishing section 22. The evaluation unit 16 can be provided with a computer on which software for modeling the manufacturing process or the processes running in the drying section 10 and the finishing section 22 is installed. The process data reflecting the actual conditions on the paper machine can be used to check and optimize such models. Particularly when the machine is controlled or regulated on the basis of such models, the models are checked and adjusted on-line depending on the actual process data in order to ensure a continuous realizing the machine's influence under consideration of the process data.
Auf der Grundlage der erfaßten Prozeßdaten und /oder der Ausgangsdaten von Prozeßmodellen erfolgt durch die Auswerteeinheit 16 gegebenenfalls eine Steuerung und/ oder Regelung einzelner Maschinenkomponenten in der Trockenpartie 10 und der Veredelungspartie 22, wie durch den Pfeil R in der Figur angedeutet. Grundsätzlich können über die Auswerteeinheit 16 auch an anderen Abschnitten der Papiermaschine, an denen keine in die integrierte Betrachtung eingehenden Daten erfaßt werden, Maschinenkomponenten beaufschlagt werden.On the basis of the acquired process data and / or the output data of process models, the evaluation unit 16 may control and / or regulate individual machine components in the dryer section 10 and the finishing section 22, as indicated by the arrow R in the figure. In principle, machine components can also be applied to the other sections of the paper machine via the evaluation unit 16, on which no data that are included in the integrated consideration are recorded.
Des weiteren besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit zu einer in der Figur durch den Pfeil D angedeuteten Datenübertragung an eine Datenbank zur Speicherung der Prozeßdaten oder über Datenleitungen, beispielsweise unter Einbeziehung des Internet, an externe Empfänger. Auf diese Weise kann eine Ferndiagnose sowie Fernsteuerung bzw. -regelung der Papiermaschine beispielsweise durch den Maschinenhersteller erfolgen. Furthermore, according to the invention, there is the possibility of a data transmission, indicated by the arrow D in the figure, to a database for storing the process data or via data lines, for example using the Internet, to external recipients. In this way, remote diagnosis and remote control or regulation of the paper machine can be carried out, for example, by the machine manufacturer.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Betreiben einer Maschine zur Herstellung und/oder Veredelung von Materialbahnen, insbesondere Papierbahnen, bei dem im Bereich zumindest eines Maschinenabschnitts, insbesonde- re der Trockenpartie (10) einer Papiermaschine, Prozeßdaten über wenigstens eine den Herstellungsprozeß betreffende Meßgröße erfaßt und gemeinsam ausgewertet werden, wobei die Prozeßdatenerfassung an mehreren Meßbereichen (12) erfolgt, die in Prozeßrichtung (P) hintereinander angeordnet sind.1. A method for operating a machine for producing and / or refining material webs, in particular paper webs, in which in the area of at least one machine section, in particular the dryer section (10) of a paper machine, process data about at least one measured variable relating to the manufacturing process is recorded and jointly evaluated , whereby the process data acquisition takes place in several measuring areas (12) which are arranged one behind the other in the process direction (P).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdatenerfassung wenigstens bezüglich einiger Meßbereiche (12) zumindest im wesentlichen gleichzeitig erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized in that the process data acquisition at least with respect to some measuring ranges (12) takes place at least substantially simultaneously.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdatenerfassung im Bereich von Teilabschnitten ( 14) erfolgt, in denen Maschineneinstellungen insbesondere durch Steuerung und/ oder Regelung von Maschi- nenkomponenten veränderbar sind.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the process data acquisition takes place in the region of subsections (14) in which machine settings can be changed in particular by controlling and / or regulating machine components.
4. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Prozeßdaten über mehrere unterschiedliche Meßgrößen vorzugsweise zumindest im wesentlichen gleichzeitig erfaßt werden. 4. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that process data are preferably acquired at least substantially simultaneously over several different measured variables.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgrößen die Maschine, die Materialbahn und die Umgebung betreffen. Method according to claim 4, characterized in that the measured variables relate to the machine, the material web and the environment.
6. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßgröße einen charakteristischen Papierkennwert betrifft, insbesondere die Feuchtigkeit, die Temperatur, die Dicke oder das Flächengewicht einer Papierbahn.6. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a measured variable relates to a characteristic paper parameter, in particular the moisture, the temperature, the thickness or the weight per unit area of a paper web.
7. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßgröße einen charakteristischen Wert einer Trockenpartie (10) betrifft, insbesondere eine Oberflächeneigenschaft, bevorzugt die Oberflächentemperatur, eines Trockenzylinders oder einer Walze.7. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a measured variable relates to a characteristic value of a dryer section (10), in particular a surface property, preferably the surface temperature, a drying cylinder or a roller.
8. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßgröße einen charakteristischen Wert eines Dampf- und/ oder Kondensatsystems einer Trok- kenpartie (10) betrifft.8. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a measured variable relates to a characteristic value of a steam and / or condensate system of a dry section (10).
9. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßgröße einen charakteristischen Wert eines Siebes betrifft, insbesondere dessen Temperatur, Feuchtigkeit oder Permeabilität. 9. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a measured variable relates to a characteristic value of a sieve, in particular its temperature, humidity or permeability.
10 Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Meßgroße einen charakteristischen Wert der Luft, insbesondere deren Temperatur oder Feuchtigkeit, oder einer Luftströmung, insbesondere deren Richtung oder Geschwindigkeit, im Bereich des Maschinenabschnitts betrifft10. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that a measurement variable relates to a characteristic value of the air, in particular its temperature or humidity, or an air flow, in particular its direction or speed, in the region of the machine section
1 1 Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten zumindest im wesentlichen ununterbrochen erfaßt werden1 1 Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are recorded at least substantially continuously
12. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten in bevorzugt regelmäßigen Zeitabständen erfaßt werden.12. The method according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the process data are recorded at preferably regular time intervals.
13. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten einer Auswerteeinheit ( 16) zugeführt werden, die zur Überwachung und/oder Beeinflussung des Herstellungsprozesses durch insbesondere kontinuierliche Steuerung und /oder Regelung von Maschinenkomponenten m Ab- hängigkeit von den Prozeßdaten ausgebildet ist.13. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are fed to an evaluation unit (16) which is used to monitor and / or influence the manufacturing process by, in particular, continuous control and / or regulation of machine components as a function of the process data is trained.
14. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Maschinenkomponenten unabhängig voneinander auf der Grundlage der Prozeßdaten gesteuert und/ oder geregelt werden. 14. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that machine components are controlled and / or regulated independently of one another on the basis of the process data.
15. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten zur Durchführung von Wechseln zwischen verschiedenen Prozeßarten erfaßt und aus- gewertet werden, insbesondere von Sortenwechseln in Papiermaschinen.15. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data for performing changes between different types of processes are recorded and evaluated, in particular of type changes in paper machines.
16. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten zur Lokalisierung von Störungen, insbesondere von fehlerhaften Maschinenkomponenten, verwendet werden.16. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data for localizing faults, in particular faulty machine components, are used.
17. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten in einem den Her- Stellungsprozeß bevorzugt zumindest bezüglich des Maschinenabschnitts beschreibenden Modell verwendet werden.17. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are preferably used in a model describing the manufacturing process at least with respect to the machine section.
18. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten in einer Prozeßdaten- bank abgelegt werden.18. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are stored in a process database.
19. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten an einen räumlich von der Maschine getrennten Ort insbesondere unter Einbeziehung des Internet übertragen werden. 19. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are transmitted to a location spatially separate from the machine, in particular with the inclusion of the Internet.
20. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten an einem räumlich von der Maschine getrennten Ort erfaßt und/ oder ausgewertet werden.20. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are recorded and / or evaluated at a location spatially separate from the machine.
21. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten in einem Reflexionsmeßverfahren erfaßt werden.21. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data are recorded in a reflection measurement method.
22. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten die Materialbahn betreffen und jeweils in einem Bereich erfaßt werden, an dem die Materialbahn geführt oder gestützt ist, insbesondere durch ein Trok- kensieb, eine Walze oder einen Zylinder.22. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data relate to the material web and are in each case recorded in an area on which the material web is guided or supported, in particular by a drying screen, a roller or a cylinder.
23. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Längsprofil und /oder der Trocknungsverlauf der Materialbahn vorzugsweise kontinuierlich kontrolliert und/ oder geregelt wird, insbesondere durch Regelung der Heiz- kurve der Trockenpartie und/ oder Regelung der einzelnen Trockengruppen, Trockner und/ oder Befeuchter.23. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the longitudinal profile and / or the drying process of the material web is preferably continuously checked and / or regulated, in particular by regulating the heating curve of the dryer section and / or regulating the individual dryer groups, dryers and / or humidifier.
24. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prozeßdaten in der Trockenpartie (10) an wenigstens zwei Meßbereichen (12) in Prozeßrichtung (P) hinter der letzten Presse erfaßt werden. Verlahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundlage der gemessenen Feuchtigkeit der Mateπalbahn deren Feuchtequerprofil bevorzugt abschnittsweise geregelt wird, insbesondere durch zonenweise re- gelbare Trockner, Befeuchter und/ oder innerhalb der Pressenpartie24. The method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the process data in the dryer section (10) on at least two measuring areas (12) in the process direction (P) are recorded behind the last press. Procedure according to at least one of the preceding claims, characterized in that, based on the measured moisture of the material web, its moisture cross profile is preferably regulated in sections, in particular by dryers, humidifiers and / or within the press section which can be regulated in zones
(20) mit zumindest einem Dampfblaskasten(20) with at least one steam box
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundlage der gemessenen Feuchtigkeit der Materialbahn deren Feuchtelangsprofil geregelt wird, insbesondere durch Regelung der Heizkurve der Trockenpartie und/ oder Regelung der einzelnen Trockengruppen, Trockner und/ oder BefeuchterMethod according to at least one of the preceding claims, characterized in that on the basis of the measured moisture of the material web its long moisture profile is regulated, in particular by regulating the heating curve of the dryer section and / or regulating the individual dryer groups, dryers and / or humidifiers
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Grundlage der gemessenen Feuchtigkeit der Materialbahn deren Trocknungsverlauf geregelt wird, insbesondere durch Regelung der Heizkurve der Trockenpartie und/oder Regelung der einzelnen Trockengruppen, Trockner und/ oder BefeuchterMethod according to at least one of the preceding claims, characterized in that the drying process is regulated on the basis of the measured moisture of the material web, in particular by regulating the heating curve of the dryer section and / or regulating the individual dryer groups, dryers and / or humidifiers
Meßsystem zur Durchfuhrung des Verfahrens nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche mit wenigstens einer Meßeinrichtung zum Erfassen von zumindest eine Meßgroße betreffenden Prozeßdaten an wenigstens einer Meßstelle in einem MeßbereichMeasuring system for carrying out the method according to at least one of the preceding claims with at least one measuring device for recording process data relating to at least one measured variable at at least one measuring point in a measuring range
(12) und mit einer Auswerteeinheit (16) zur gemeinsamen Auswertung der Prozeßdaten Meßsystem nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zum Erfassen von Prozeßdaten an mehreren Meßstellen m einem Meßbereich (12) um eine Achse drehbar ist oder wenigstens zwei jeweils einer Drehbewegung oder einer Linearbewegung entsprechende Freiheitsgrade aufweist(12) and with an evaluation unit (16) for joint evaluation of the process data Measuring system according to claim 28, characterized in that the measuring device for recording process data at several measuring points in a measuring range (12) can be rotated about an axis or has at least two degrees of freedom each corresponding to a rotary movement or a linear movement
Meßsvstem nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung zur Messung vonMeasuring system according to claim 28 or 29, characterized in that the measuring device for measuring
Profilen der jeweiligen Meßgroße insbesondere etwa senkrecht zur Prozeßrichtung (P) bewegbar ist Profiles of the respective measurement variable, in particular approximately perpendicular to the process direction (P) can be moved
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