EP1767690A2 - Verfahren zur Regelung von Sortiersystemen sowie zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Sortiersystem - Google Patents

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EP1767690A2
EP1767690A2 EP07000198A EP07000198A EP1767690A2 EP 1767690 A2 EP1767690 A2 EP 1767690A2 EP 07000198 A EP07000198 A EP 07000198A EP 07000198 A EP07000198 A EP 07000198A EP 1767690 A2 EP1767690 A2 EP 1767690A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sorter
sorting system
sorting
fraction
fine fraction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP07000198A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1767690A3 (de
Inventor
Samuel Dr. Schabel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Patent GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Voith Patent GmbH filed Critical Voith Patent GmbH
Publication of EP1767690A2 publication Critical patent/EP1767690A2/de
Publication of EP1767690A3 publication Critical patent/EP1767690A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current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
    • D21G9/0018—Paper-making control systems controlling the stock preparation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21D—TREATMENT OF THE MATERIALS BEFORE PASSING TO THE PAPER-MAKING MACHINE
    • D21D5/00—Purification of the pulp suspension by mechanical means; Apparatus therefor
    • D21D5/02—Straining or screening the pulp

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling in particular multi-stage sorting systems in paper production according to the preamble of claim 1 and a sorting system suitable for carrying out this method.
  • Sorting systems for paper production serve to divide a pulp suspension into at least two fractions, namely a so-called fine fraction and a so-called coarse fraction.
  • the fine fraction consists of a large part of the water contained in the pulp suspension and as many paper fibers, while the coarse fraction, i. the fraction which can not pass through the screens used in the respective sorters of the sorting system, should contain as few fibers as possible and as far as possible all interfering impurities.
  • the highest possible purity of the final fine fraction the lowest possible fiber loss, i. minimum fiber content in the coarse fraction, as well as the largest possible production amount sought, which is understood under production or production volume, the amount of accepts received.
  • a particular problem associated with the achievement of this objective stems mainly from fluctuations in the quality of raw materials, which can be negatively caused by larger volumes of advertising leaflets in newspapers, and in a positive sense by falling commodity prices, which encourages the processing of materials lead to an above-average quality of raw materials.
  • These issues make it difficult to control sorting systems of a known type such that a certain target size, such as e.g. Efficiency or minimum fiber loss is achieved.
  • the object of the invention is to optimize a method of the type indicated in the preamble of claim 1 in such a way that, on the one hand, the abovementioned objectives of a good sorting method can be achieved in the best possible way and, on the other hand, predefinable target variables, e.g. Efficiency and fiber loss can be specified and fluctuations in the quality of the raw materials can be taken into account.
  • predefinable target variables e.g. Efficiency and fiber loss can be specified and fluctuations in the quality of the raw materials can be taken into account.
  • the sorting system can be modeled by a linear system of equations, in which case this model, by implementing a state controller, is used according to the invention to drive the system in the optimum operating state.
  • Fig. 1 shows an example of how certain selectable parameters of sorters affect the purity of the fine fraction or the accept.
  • the overflow parameter refers to the amount of reject that can be set during operation of the sorter, measured volumetrically here.
  • the slot width refers to the strainer of the sorter used.
  • Profile angle is the angle at which the top edge of a screen is inclined relative to the circumference. A large profile angle corresponds to a relatively strong turbulence in the inlet region of the slotted screen, which means on the one hand a higher throughput, but on the other hand, a lower purity of the accept.
  • the slot speed refers to the suspension as it passes through the slot. It results essentially from the entire slot area and from the volume flow pumped through the sorting machine.
  • the speed is the speed of the rotor of a sorter, which is provided for Siebzynnen and preferably can be operated at different speeds.
  • Fig. 2 shows a diagram of an embodiment of the invention performing, three-stage sorting system.
  • the parameters that can be influenced during operation have overflow quantity and slot speed a considerable influence on the system efficiency.
  • Such correlations are decisive for the fact that the sorting system can be mathematically modeled by a linear system of equations and, using such a model in a state controller, the respective system can be driven in the desired optimum operating state.
  • the sorting system shown as an example in FIG. 2 has a three-stage design and is regulated by a state controller 25 during operation.
  • the plant comprises a first sorter 1, in which a sieve 2 is located.
  • the screen contains a multiplicity of openings, which are designed in such a way that part of the inflowing pulp suspension S as fine fraction F can pass through the openings, while a coarse fraction G is rejected.
  • the feed of the suspension S takes place via a pump 24.
  • a flow sensor 7 and a control valve 8 are arranged, and a corresponding flow sensor 6 and a corresponding control valve 4 are provided in the output line for the coarse fraction ,
  • the flow sensors 6, 7 deliver their signals to the state controller 25, while the control valves 4, 8 receive their control signals from the state controller 25.
  • the coarse fraction G of the first sorter 1 is fed via a collecting unit 3 and a pump 24 to a second sorter 9 with a sieve 10. Also in this sorter 9, a flow sensor 13 and a control valve 14 are disposed in the fine fraction outlet line, and a flow sensor 11 and a control valve 12 are provided in the coarse flow outlet line, the sensors in turn providing their signals to the state controller 25 and the control valves 12, 14 are controlled by the state controller 25.
  • the coarse fraction of the second sorter 9 passes through a collection unit 3 and a pump 24 to a third sorter 15 having a separation screen 16.
  • this third sorter 15 that both in the output line for the fine fraction and in the output line for the coarse fraction each have a flow sensor 20 and 17 and a control valve 21 and 18 are provided, again in an analogous manner to the previous sorters the flow sensors provide their measurement signals to the state controller 25, while the control valves 21 and 18 of this State controller 25 are controlled or regulated.
  • the fine fraction of the third sorter 15 is fed via the collecting unit 3 and the pump 24 to the second sorter 9, which also receives the coarse fraction of the first sorter via the collecting unit 3.
  • the target variable efficiency or acceptable quality can also be detected via an online quality sensor 5, whose output signals are fed to the state controller 25 for further processing. But this is not mandatory. Meaningful regulation or control is also possible because the operator specifies qualitatively whether he wants to drive a higher quality or a higher production.
  • a development of the invention is characterized in that at least for the first sorter 1 a return flow RC is provided.
  • This return is branched off from the fine fraction F before the flow sensor 7 and fed to the inlet line for the suspension S, the return expediently before the feed pump 24 opens.
  • a flow sensor 22 and a control valve 23 are arranged in the return line RC, wherein the sensor 22 delivers its signals to the state controller 25 and the control valve 23 is controlled or regulated by the state controller 25.
  • the return flow of the fine fraction can be incorporated as an additional operating parameter in the control concept.
  • the advantage that can be achieved in this case is that this additional operating parameter has a significant influence on the sorting efficiency, but only a small influence on the other operating parameters.
  • Fig. 3 shows a particularly preferred embodiment of the invention, which differs from the embodiment of FIG. 2 in that the return RC is not provided on the first sorter, but rather on the second sorter 9 of the system shown.
  • this feedback RC is analogous to the embodiment of FIG. 2, a flow sensor 22 'and a control valve 23' is provided, the flow sensor 22 'provides its output signals to the state controller 25, while the control valve 23' its control or control signals from State controller 25 receives.
  • the use of a return RC in a higher level of the overall arrangement, as in the embodiment of FIG. 3 in connection with the stage 9, is therefore particularly advantageous because in these stages, the pollution load is already greater and thus the return can develop the best possible effectiveness.

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Abstract

Es werden ein Verfahren zur Regelung von insbesondere mehrstufigen Sortiersystemen bei der Papiererzeugung sowie ein nach dem Verfahren arbeitendes Sortiersystem beschrieben, bei dem die jeweils einer Sortierstufe zugeführte Faserstoffsuspension in mindestens eine Feinfraktion und eine Grobfraktion aufgeteilt und zumindest ein Anteil einer Grobfraktion nochmals sortiert und wenigstens die dabei enthaltene Feinfraktion in den Sortiervorgang rückgeführt wird, wobei an jeder Sortierstufe des Sortiersystems die ein- ausgangsseitigen Massenströme durch online-Messung und/oder Berechnung erfasst und die gewonnenen Werte einem dem Sortiersystem zugeordneten Prozessor zur mathematischen Modellierung und Zustandsregelung des Sortiersystems zugeführt werden und dabei in Abhängigkeit von vorgebbaren Zielgrößen wie Produktion, Wirkungsgrad, Faserverlust und dergleichen die ausgangsseitigen Massenströme und/oder auswählbare Maschinenparameter des Sortiersystems beeinflusst werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von insbesondere mehrstufigen Sortiersystemen bei der Papiererzeugung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein zur Durchführung dieses Verfahrens geeignetes Sortiersystem.
  • Sortiersysteme für die Papiererzeugung dienen dazu, eine Faserstoffsuspension in mindestens zwei Fraktionen aufzuteilen, nämlich in eine so genannte Feinfraktion und eine so genannte Grobfraktion. Die Feinfraktion besteht dabei aus einem großen Teil des in der Faserstoffsuspension enthaltenen Wassers sowie aus möglichst vielen Papierfasern, während die Grobfraktion, d.h. die Fraktion, welche die in den jeweiligen Sortierern des Sortiersystems verwendeten Siebe nicht passieren kann, möglichst wenig Fasern und möglichst alle störenden Verunreinigungen enthalten soll.
  • Da die störenden und zu entfernenden Verunreinigungen ein breites Größenspektrum besitzen, lässt es sich nicht vermeiden, dass die von kleineren und kleinsten Teilchen gebildeten Verunreinigungen zusammen mit den Fasern in die Feinfraktion gelangen. Um den Anteil von Verunreinigungen in der Feinfraktion zu minimieren und möglichst zu verhindern, dass in der am Ausgang einer Sortieranlage erhaltenen Feinfraktion überhaupt noch Störstoffe vorhanden sind, wurden aufwendige Sortierverfahren entwickelt, die Anlagen mit einer größeren Anzahl von Sortierern erfordern, die in Reihe und/oder parallel geschaltet sein können. Es hat sich jedoch gezeigt, dass der Erfolg einer Sortieranlage nicht nur durch die Anzahl der verwendeten Sortierapparate und deren Qualität bestimmt wird, sondern vor allem auch durch die verfahrenstechnische Gestaltung des Sortierverfahrens selbst.
  • Bei jedem hochwertigen Sortierverfahren wird eine möglichst große Reinheit der am Ende gewonnenen Feinfraktion, ein möglichst geringer Faserverlust, d.h. minimale Faseranteile in der Grobfraktion, sowie eine möglichst große Produktionsmenge angestrebt, wobei unter Produktion bzw. Produktionsmenge die erhaltene Gutstoffmenge verstanden wird.
  • Eine besondere Problematik im Zusammenhang mit der Erreichung dieser Zielsetzung resultiert vor allem aus Schwankungen der Rohstoffqualität, die im negativen Sinne verursacht werden kann durch größere Mengen an in Zeitungen eingelegte Werbeprospekte, und im positiven Sinne durch fallende Rohstoffpreise, was die Verarbeitung von Materialien fördert, die zu einer überdurchschnittlich hohen Rohstoffqualität führen. Diese Sachverhalte erschweren es, Sortiersysteme bekannter Art so zu steuern oder zu regeln, dass eine bestimmte Zielgröße, wie z.B. Wirkungsgrad oder minimaler Faserverlust, erreicht wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu optimieren, dass einerseits die vorstehend erwähnten Ziele eines guten Sortierverfahrens bestmöglich erreicht werden können und andererseits bei der durchgeführten Regelung vorgebbare Zielgrößen wie z.B. Wirkungsgrad und Faserverlust vorgegeben und dabei Schwankungen der Rohstoffqualität berücksichtigt werden können.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.
  • Wesentlich für die Erfindung ist dabei, dass über online-Messungen und/oder Berechnungen eine vollständige Bilanzierung der Massenströme in allen Sortierern durchgeführt und davon Gebrauch gemacht wird, dass die Abhängigkeiten der Zielgrößen, wie z.B. Wirkungsgrad und Faserverlust, von den Betriebsparametern bekannt sind und sich durch Gleichungen beschreiben lassen. Das Sortiersystem kann aus diesem Grunde durch ein lineares Gleichungssystem modelliert werden, wobei dann dieses Modell durch Implementierung eines Zustandsreglers erfindungsgemäß dazu genutzt wird, die Anlage im optimalen Betriebszustand zu fahren.
  • Durch das dem Sortiersystem auf diese Weise übergeordnete Regelkonzept können beispielsweise neben der Zielgröße "Produktion" auch bezüglich der Zielgrößen "Wirkungsgrad" und "Faserverlust" über den Zustandsregler Vorgaben durch das Bedienpersonal gemacht werden. Diese Vorgaben werden dann durch die erfindungsgemäß realisierte Regelung in Stellgrößen für die Regelventile so umgesetzt, dass das Sortiersystem entsprechend den Vorgaben optimal läuft.
    Von besonderem Vorteil ist dabei, dass nicht nur die Regelventile über den Zustandsregler beeinflusst werden können, sondern dass beispielsweise dann, wenn ein minimaler Faserverlust angestrebt wird, auch Maschinenparameter beeinflusst werden können, wie z.B. die Rotordrehzahl eines Sortierers über einen Frequenzumrichter.
  • Weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie eines auch zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignetes Sortiersystem sind in den Unteransprüchen beschrieben und werden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt:
    • Fig. 1
    ein Diagramm zur Erläuterung des Einflusses der Maschinenparameter auf das Sortierergebnis gemäß einem Beispiel,
    Fig. 2
    ein Diagramm zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Sortiersystems, und
    Fig. 3
    eine bevorzugte Ausführungsvariante des Beispiels nach Fig. 2.
  • Fig. 1 zeigt an einem Beispiel, wie sich bestimmte wählbare Parameter von Sortierern auf die Reinheit der Feinfraktion bzw. des Gutstoffes auswirken.
  • Auf der Ordinate dieser Darstellung ist die Sticky-Fläche in der Feinfraktion (Gutstoff) aufgetragen. Eine zunehmende Sticky-Fläche im Gutstoff bedeutet dabei ein geringere Reinheit.
  • Auf der Abszisse sind verschiedene Parameter eingetragen.
    Der den Überlauf betreffende Parameter betrifft die bei Betrieb des Sortierers einstellbare Menge des Rejects, hier volumetrisch gemessen. Die Schlitzweite bezieht sich auf den Siebkorb des verwendeten Sortierers. Unter Profilwinkel ist der Winkel zu verstehen, in dem die Oberkante eines Siebstabes gegenüber dem Umfang geneigt ist. Ein großer Profilwinkel entspricht dabei einer relativ starken Verwirbelung im Einlaufbereich des Schlitzsiebes, was einerseits einen höheren Durchsatz, andererseits aber eine geringere Reinheit des Gutstoffs bedeutet.
    Die Schlitzgeschwindigkeit bezieht sich auf die Suspension beim Durchtritt durch den Schlitz. Sie resultiert im wesentlichen aus der gesamten Schlitzfläche und aus dem durch die Sortiermaschine gepumpten Volumenstrom.
  • Die Drehzahl ist die Drehzahl des Rotors eines Sortierers, der zur Siebfreihaltung vorgesehen ist und vorzugsweise mit unterschiedlichen Drehzahlen betrieben werden kann.
  • Im rechten Teil der Fig. 1 ist als Beispiel eine Referenzeinstellung angegeben.
  • Fig. 2 zeigt ein Diagramm einer ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellenden, dreistufigen Sortieranlage.
  • Wie anhand der Fig. 1 zu sehen ist, haben die im Betrieb beeinflussbaren Parameter Überlaufmenge und Schlitzgeschwindigkeit einen erheblichen Einfluss auf den Systemwirkungsgrad. Vergleichbares gilt für den Faserverlust bzw. Eindickfaktor. Derartige Zusammenhänge sind maßgeblich dafür, dass das Sortiersystem durch ein lineares Gleichungssystem mathematisch modelliert werden kann und unter Verwendung eines solchen Modells in einem Zustandsregler die jeweilige Anlage im gewünschten optimalen Betriebszustand gefahren werden kann.
  • Die in Fig. 2 als Beispiel dargestellte Sortieranlage ist dreistufig aufgebaut und wird über einen Zustandsregler 25 im Betrieb geregelt.
  • Die Anlage umfasst einen ersten Sortierer 1, in dem sich ein Sieb 2 befindet. Das Sieb enthält eine Vielzahl von Öffnungen, welche so gestaltet sind, dass ein Teil der einströmenden Faserstoffsuspension S als Feinfraktion F die Öffnungen passieren kann, während eine Grobfraktion G abgewiesen wird.
  • Die Zuführung der Suspension S erfolgt über eine Pumpe 24. In der Ausgangsleitung für die Feinfraktion F ist ein Durchfluss-Sensor 7 sowie ein Stellventil 8 angeordnet, und ein entsprechender Durchfluss-Sensor 6 und ein entsprechendes Stellventil 4 sind in der Ausgangsleitung für die Grobfraktion vorgesehen.
  • Die Durchfluss-Sensoren 6, 7 liefern ihre Signale an den Zustandsregler 25, während die Stellventile 4, 8 ihre Steuer- bzw. Regelsignale vom Zustandsregler 25 erhalten.
  • Die Grobfraktion G des ersten Sortierers 1 wird über eine Sammeleinheit 3 und eine Pumpe 24 einem zweiten Sortierer 9 mit Sieb 10 zugeführt. Auch bei diesem Sortierer 9 sind in der Auslassleitung für die Feinfraktion ein Durchfluss-Sensor 13 und ein Stellventil 14 und in der Auslassleitung für die Grobfunktion ein Durchfluss-Sensor 11 und ein Stellventil 12 angeordnet, wobei die Sensoren wiederum ihre Signale an den Zustandsregler 25 liefern und die Stellventile 12, 14 vom Zustandsregler 25 gesteuert bzw. geregelt werden.
  • Während die Feinfraktion des zweiten Sortierers 9 der Ausgangsleitung für die Feinfraktion F des ersten Sortierers 1 zugeführt wird, gelangt die Grobfraktion des zweiten Sortierers 9 über eine Sammeleinheit 3 und eine Pumpe 24 zu einem dritten Sortierer 15 mit Trennsieb 16.
  • Auch für diesen dritten Sortierer 15 gilt, dass sowohl in der Ausgangsleitung für die Feinfraktion als auch in der Ausgangsleitung für die Grobfraktion jeweils ein Durchfluss-Sensor 20 bzw. 17 und ein Stellventil 21 bzw. 18 vorgesehen sind, wobei wiederum in analoger Weise zu den vorhergehenden Sortierern die Durchfluss-Sensoren ihre Messsignale an den Zustandsregler 25 liefern, während die Stellventile 21 und 18 von diesem Zustandsregler 25 gesteuert bzw. geregelt werden. Die Feinfraktion des dritten Sortierers 15 wird über die Sammeleinheit 3 und die Pumpe 24 dem zweiten Sortierer 9 zugeführt, welcher ebenfalls die Grobfraktion des ersten Sortierers über die Sammeleinheit 3 erhält.
  • Über die online-Durchflussmessungen wird eine vollständige Bilanzierung der Massenströme in allen Sortierern ermöglicht. Die Zielgrößen Produktion und Faserverlust sind damit erfasst.
  • Die Zielgröße Wirkungsgrad oder Gutstoffqualität kann ebenfalls über einen online-Qualitätssensor 5 erfasst werden, dessen Ausgangssignale dem Zustandsregler 25 zur weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich. Eine sinnvolle Regelung bzw. Steuerung ist auch dadurch möglich, dass der Bediener qualitativ vorgibt, ob er eine höhere Qualität oder eine höhere Produktion fahren möchte.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest für den ersten Sortierer 1 ein Rücklauf RC vorgesehen ist. Dieser Rücklauf wird von der Feinfraktion F vor dem Durchfluss-Sensor 7 abgezweigt und zur Eingangsleitung für die Suspension S geführt, wobei die Rückführung zweckmäßigerweise vor der Förderpumpe 24 mündet. In dem Rücklauf RC sind wiederum ein Durchfluss-Sensor 22 und ein Stellventil 23 angeordnet, wobei der Sensor 22 seine Signale an den Zustandsregler 25 liefert und das Stellventil 23 vom Zustandsregler 25 gesteuert oder geregelt wird. Die Rücklaufströmung der Feinfraktion kann dabei als zusätzlicher Betriebsparameter in das Regelungskonzept eingebunden werden. Der dabei erreichbare Vorteil liegt darin, dass dieser zusätzliche Betriebsparameter einen signifikanten Einfluss auf den Sortierwirkungsgrad hat, aber nur geringen Einfluss auf die übrigen Betriebsparameter.
  • Fig. 3 zeigt eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante der Erfindung, die sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass der Rücklauf RC nicht am ersten Sortierer, sondern vielmehr am zweiten Sortierer 9 der dargestellten Anlage vorgesehen ist. In dieser Rückführung RC ist analog zur Ausführungsform nach Fig. 2 ein Durchflusssensor 22' und ein Stellventil 23' vorgesehen, wobei der Durchfluss-sensor 22' seine Ausgangssignale an den Zustandsregler 25 liefert, während das Stellventil 23' seine Steuer- bzw. Regelsignale vom Zustandsregler 25 erhält. Die Verwendung eines Rücklaufs RC in einer höheren Stufe der Gesamtanordnung, wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 im Zusammenhang mit der Stufe 9, ist deshalb besonders vorteilhaft, weil in diesen Stufen die Schmutzfracht bereits größer ist und damit die Rückführung die bestmögliche Wirksamkeit entfalten kann.
  • Darauf hinzuweisen ist, dass im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 generell ausgangs- bzw. eingangsseitige Messungen vorgesehen sind, was aber nicht bedeutet, dass sämtliche Massenströme stets über Messungen erfasst werden müssen. Es ist ebenso möglich, dass nur ein Teil der Massenströme online über Messwerte erfasst wird und die verbleibenden Massenströme rechnerisch ermittelt werden. Es genügt beispielsweise bei einem Sortierer, der über drei Anschlüsse ver- oder entsorgt wird, zwei Massenströme zu erfassen, weil sich dann ein dritter Massenstrom aufgrund des Arbeitens mit einem inkompressiblen Medium berechnen lässt.
  • Es sei ausdrücklich noch darauf hingewiesen, dass das erfindungsgemäße Verfahren im Vergleich zu den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2 und 3 sowohl mit einer größeren als auch mit einer kleineren Anzahl von Sortierern realisiert werden kann.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    erster Sortierer
    2
    Sieb
    3
    Sammeleinheit
    4
    Stellventil, Grobfraktion erster Sortierer
    5
    Qualitätssensor
    6
    Durchfluss-Sensor, Grobfraktion erster Sortierer
    7
    Durchfluss-Sensor, Feinfraktion erster Sortierer
    8
    Stellventil, Feinfraktion erster Sortierer
    9
    zweiter Sortierer
    10
    Sieb
    11
    Durchfluss-Sensor, Grobfraktion zweiter Sortierer
    12
    Stellventil, Grobfraktion, zweiter Sortierer
    13
    Durchfluss-Sensor, Feinfraktion zweiter Sortierer
    14
    Stellventil, Feinfraktion zweiter Sortierer
    15
    dritter Sortierer
    16
    Sieb
    17
    Durchfluss-Sensor, Grobfraktion, dritter Sortierer
    18
    Stellventil, Grobfraktion, dritter Sortierer
    19
    Abfall
    20
    Durchfluss-Sensor, Feinfraktion dritter Sortierer
    21
    Stellventil, Feinfraktion dritter Sortierer
    22
    Durchfluss-Sensorrücklauf
    22'
    Durchfluss-Sensor (Rücklauf RC)
    23
    Stellventilrücklauf
    23'
    Stellventil (Rücklauf RC)
    24
    Pumpe
    25
    Zustandsregler (Prozessor)

Claims (22)

  1. Verfahren zur Regelung von insbesondere mehrstufigen Sortiersystemen bei der Papiererzeugung,
    bei dem die jeweils einer Sortierstufe zugeführte Faserstoffsuspension (S) in mindestens zwei Fraktionen, nämlich eine Feinfraktion (F) und eine Grobfraktion (G) aufgeteilt und zumindest ein Anteil einer Grobfraktion nochmals sortiert und wenigstens die dabei erhaltene Feinfraktion in den Sortiervorgang rückgeführt wird,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass an jeder Sortierstufe (1, 9, 15) des Sortiersystems die ein- und ausgangsseitigen Massenströme durch online-Messung und/oder Berechnung erfasst und die gewonnenen Werte einem dem Sortiersystem zugeordneten Zustandsregler (25) zur mathematischen Modellierung und Zustandsregelung des Sortiersystems zugeführt werden, und dass in Abhängigkeit von vorgebbaren Zielgrößen wie Produktion, Wirkungsgrad, Faserverlust und dergleichen auswählbare Maschinenparameter des Sortiersystems beeinflusst werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Massenströme zumindest zum Teil über Durchfluss- und/oder Stoffdichtemessungen online erfasst werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die mathematische Modellierung des Sortiersystems über ein System linearer Gleichungen vorgenommen wird, welche die Abhängigkeit der Zielgrößen von den Betriebsparametern beschreiben.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass das Gleichungssystem im Prozessor mittels Echtzeit-Algorithmen gelöst wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass über den Zustandsregler (25) die jeweiligen Zielgrößen qualitativ einzeln oder in wählbaren Kombinationen vorgebbar sind.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass veränderten Maschinenkonfigurationen, insbesondere Verschleiß oder Siebkorbwechsel, durch Anpassung der Konstanten des Gleichungssystems Rechnung getragen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass über die mathematische Modellierung des Sortiersystems Betriebsgrenzen, wie minimal zulässiger Durchsatz, minimale Rejectmenge und dergleichen, vorgebbar sind.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass im Sortiersystem alle Feinfraktionen vorwärts geführt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass ein vorgebbarer Teil der Feinfraktion (F) zumindest des ersten Sortierers (1) zum Eingang dieses Sortierers (1) rückgeführt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der rückgeführte Anteil der Feinfraktion (F) über den Zustandsregler (25) gesteuert oder geregelt wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass ein die abgeführte Feinfraktion (F) des Sortiersystems erfassender Qualitätssensor (5) ein Eingangssignal für den Zustandsregler (25) liefert.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass das vom Qualitätssensor (5) dem Zustandsregler (25) zugeführte Signal zumindest die Menge der beim ersten Sortierer (1) rückgeführten Feinfraktion beeinflusst.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass in Abhängigkeit von den vorgebbaren Zielgrößen die Rotordrehzahl eines Sortierers (1, 9, 15) beeinflusst wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass die Rotordrehzahl über einen Frequenzumrichter beeinflusst wird.
  15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass in Abhängigkeit von den vorgebbaren Zielgrößen zusätzlich die ausgangsseitigen Massenströme der Sortierer (1, 9, 15) beeinflusst werden.
  16. Sortiersystem für die Papiererzeugung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch
    einen ersten Sortierer (1) und wenigstens einen zweiten Sortierer (9), wobei an den Ausgängen für die Feinfraktion (F) und die Grobfraktion (G) der Sortierer (1, 9) Durchfluss-Sensoren (4, 7; 11, 13) und Stellventile (4, 8; 12, 14) vorgesehen sind und die Feinfraktion des zweiten Sortierers (9) der abgeführten Feinfraktion des ersten Sortierers zugeführt wird, sowie einen Zustandsregler (25), der zur Bilanzierung der Massenströme die Ausgangssignale aller Durchfluss-Sensoren erhält und auswählbare Maschinenparameter des Sortiersystems in Abhängigkeit von vorgebbaren Zielgrößen der Sortierung unter Berücksichtigung einer mathematischen Modellierung des Sortiersystems steuert oder regelt.
  17. Sortiersystem nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Zustandsregler (25) die Rotordrehzahl eines Sortierers (1, 9, 15) in Abhängigkeit von den vorgebbaren Zielgrößen der Sortierung unter Berücksichtigung der mathematischen Modellierung des Sortiersystems steuert oder regelt.
  18. Sortiersystem nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Zustandsregler (25) die Rotordrehzahl über einen Frequenzumrichter beeinflusst.
  19. Sortiersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 18,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass der Zustandsregler (25) zusätzlich die Stellventile in Abhängigkeit von den vorgebbaren Zielgrößen der Sortierung unter Berücksichtigung der mathematischen Modellierung des Sortiersystems steuert oder regelt.
  20. Sortiersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 19,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass dem Ausgang für die Grobfraktion des zweiten Sortierers (9) ein dritter Sortierer (15) nachgeschaltet ist, dessen Ausgängen für die Feinfraktion und die Grobfraktion jeweils Durchfluss-Sensoren (16, 17) und Stellventile (21, 18) zugeordnet sind, die ihre Messsignale an den Zustandsregler (25) liefern und ihre Steuersignale vom Zustandsregler (25) erhalten, dass die Grobfraktion des dritten Sortierers nach Entwässerung einer Deponie (19) zugeführt wird und die Feinfraktion zusammen mit der Grobfraktion des ersten Sortierers dem Eingang des zweiten Sortierers (9) zugeführt ist.
  21. Sortiersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass in der Leitung für die abgeführte Feinfraktion des Sortiersystems ein Qualitätssensor (5) angeordnet ist, dessen Ausgangssignale dem Zustandsregler (25) zugeführt sind.
  22. Sortiersystem nach einem der Ansprüche 16 bis 21,
    dadurch gekennzeichnet ,
    dass zumindest dem ersten Sortierer ein Rücklauf (RC) für die Feinfraktion zugeordnet ist, dass in der entsprechenden Rücklaufleitung ein Durchfluss-Sensor (22) sowie ein Stell- oder Regelventil (23) angeordnet ist, wobei die Messsignale des Durchfluss-Sensors (22) dem Zustandsregler (25) zugeführt sind und das Stellventil (23) über den Zustandsregler (25) betätigt ist.
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