EP2436838A1 - Method for operating a calender - Google Patents
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- D21G9/0045—Paper-making control systems controlling the calendering or finishing
Definitions
- the invention relates to a method for operating a roller assembly, in particular a calender of a paper, tissue or board machine, with a plurality of rollers which are pressed against each other and form a nip to each other, through which a fibrous web is feasible and treated and driven.
- the fibrous web is repeatedly passed through the nip of two pressed rollers and transported. As a result, the surface of the fibrous web is smoothed and compacted in the surface area.
- At least one roller has a controllable magnetic field generating device which generates a magnetic field acting on another roller in response to signals of a sensor arrangement. This solution also means a considerable additional effort.
- the two nip forming rollers of a calender are usually powered by a motor. Taking into account the web tension, the flexing work to be performed, the friction and acceleration power and the load distribution factor, the drives are controlled via a torque feedforward control.
- the output signal of the speed controller of a calender roll is used, with which the torque setpoints of both drives are influenced. This means that always both rollers simultaneously adjust the speed to the speed setpoint.
- the required drive power is divided according to the load distribution factor between the main drive and slave drive.
- the circumferential force difference between roll 1 and roll 2 can be broken down into an infinite series of sinusoidal components of different frequencies, which also have integer multiples of the roll rotation frequency. If one of these sine components has a significantly greater amplitude, the barring effect is unavoidable.
- the object of the invention is to provide a method for operating a calender, in which the barring effect is reduced or prevented.
- the object is achieved in a calender drive, the type mentioned, characterized in that the main drive controller of the main drive of the roller 1 and the at least one follower drive controller for the follower drive of the roller 2, etc. from a higher-level computer independently setpoint specifications and / or default values.
- the same speed pilot value is supplied to a speed controller contained in the main drive control and in the at least one follower drive control.
- a torque pilot value is supplied to a sum member contained in the main drive control and in the at least one follower drive control, the torque pilot values differing at least by a load distribution factor, so that adaptation to the requirements of the main drive control and the at least one follower drive control can take place.
- the load distributor is designed such that the load is divided according to a load distribution, a Bruzugvor facedungs- and / or a flexing factor.
- the torque precontrol value and the output signal from the speed controller are combined via a summation element and from this the torque setpoint is formed.
- the torque pilot value and the output signal from the speed controller are combined via a sum of death element in a summation element, the torque precontrol value, at least as long as the speed limits specified for the sum of death element are not exceeded, directly forming the torque setpoint.
- the inertia of the corresponding roller, the friction factor and the acceleration behavior are included in the torque precontrol values.
- the illustrated control consists of a higher-level computer 1 and a main drive control 2 and a follower drive control 3.
- load distribution factor 9 In the computer 1 speed setpoint, load distribution factor 9 and values for feedforward control of web tension and flexing work are supplied.
- the default values and factors are further processed according to the prior art and the corresponding speed precontrol value 6a, b and torque precontrol values 8a, b are calculated, which are then transmitted to the main drive controller 2 and the follower drive controller 3, respectively.
- the torque pilot values 8a, b for the main drive control 2 and for the follower drive control 3 differ by the distribution of the load in accordance with the predetermined factors 9, 12.
- the torque pilot value 8a and the output signal 10a are converged by the speed controller 4 via a sum member 7a, and from this, the torque command value 11a is formed.
- a deadband element 13 is arranged behind the speed controller 4.
- the Dead zone member 13 causes the output signal 10b is equal to zero in the sum element 7b in normal operation, at least as long as the predetermined speed limits are not exceeded.
- the torque precontrol value 8b directly forms the torque setpoint 11b at least during normal operation. Due to the different torque setpoint determination, the two drives are decoupled from each other in such a way that speed fluctuations or load fluctuations on one of the rollers can not be transmitted between the calender roller drives, so that there can be no periodically occurring circumferential force fluctuations.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Walzenanordnung, insbesondere eines Kalanders einer Papier-, Tissue- oder Kartonmaschine, mit mehreren Walzen die gegeneinander gedrückt werden und zueinander einen Walzenspalt bilden, durch den eine Faserstoffbahn durchführbar ist und behandelt und angetrieben wird.The invention relates to a method for operating a roller assembly, in particular a calender of a paper, tissue or board machine, with a plurality of rollers which are pressed against each other and form a nip to each other, through which a fibrous web is feasible and treated and driven.
In einem Kalander wird die Faserstoffbahn mehrfach durch den Nip zweier aufeinander gepresster Walzen geführt und transportiert. Dadurch wird die Oberfläche der Faserstoffbahn geglättet und im Oberflächenbereich verdichtet.In a calender, the fibrous web is repeatedly passed through the nip of two pressed rollers and transported. As a result, the surface of the fibrous web is smoothed and compacted in the surface area.
Beim Betrieb des Kalanders kommt es allerdings nach einer gewissen Betriebszeit regelmäßig zu dem sogenannten Barringeffekt, einer ungleichmäßigen Abnutzung der Walzenoberfläche, die dazu führt, dass die Walzen sozusagen zum Vieleck werden und nicht mehr brauchbar sind.During operation of the calender, however, the so-called barring effect regularly occurs after a certain period of operation, an uneven wear of the roll surface, which results in the rolls becoming, so to speak, the polygon and no longer usable.
Kommt es zum Barringeffekt bewirkt dies nicht nur, dass es zu streifenförmigen Markierungen an den Walzen kommt, sondern es kommt auch zu unerwünschten streifenförmigen Mustern auf der Faserstoffbahn wie einer Papierbahn, die ab dem Zeitpunkt der Sichtbarkeit zum Ausschuss der Faserstoffbahn führen.When the barring effect occurs, this not only causes strip marks on the rollers, but also undesirable stripe-like patterns on the fibrous web, such as a paper web, that result in rejection of the fibrous web from the moment of visibility.
Walzen bei denen der Barringeffekt aufgetreten ist, müssen abgedreht oder überschliffen werden.Rolls where the barring effect has occurred must be turned off or ground.
Zur Verminderung des Barringeffekts ist in der
In der
Die beiden einen Nip bildenden Walzen eines Kalanders werden in der Regel motorisch angetrieben. Unter Berücksichtigung des Bahnzuges, der zu leistenden Walkarbeit, der Reib- und Beschleunigungsleistung und des Lastverteilungsfaktors werden die Antriebe über eine Drehmomentvorsteuerung geregelt.The two nip forming rollers of a calender are usually powered by a motor. Taking into account the web tension, the flexing work to be performed, the friction and acceleration power and the load distribution factor, the drives are controlled via a torque feedforward control.
Da die tatsächlichen Reib- und Walkverluste mit den empirisch ermittelten Werten auf Dauer nicht übereinstimmen und die tatsächlichen Bahnzüge vom Sollwert abweichen, entspricht die Drehmomentvorsteuerung der Antriebe nicht genau der momentan vorhandenen Last.Since the actual frictional and flexing losses do not agree with the empirically determined values over the long term and the actual web tension deviates from the nominal value, the torque precontrol of the drives does not exactly correspond to the currently existing load.
Zur Korrektur wird das Ausgangssignal des Drehzahlreglers einer Kalanderwalze verwendet, mit dem die Drehmomentsollwerte beider Antriebe beeinflusst werden. Das führt dazu, dass immer beide Walzen gleichzeitig die Geschwindigkeit an den Geschwindigkeitssollwert anpassen.For correction, the output signal of the speed controller of a calender roll is used, with which the torque setpoints of both drives are influenced. This means that always both rollers simultaneously adjust the speed to the speed setpoint.
Bedingt durch den technologischen Prozess in einer Anlage, wie z.B. einer Papiermaschine, variieren die Bahnzüge, das Dickenprofil und andere Faserstoffbahneigenschaften oft erheblich.Due to the technological process in a plant, such as Of a paper machine, webbing, thickness profile and other fibrous web properties often vary considerably.
Dabei kommt es auch zu periodisch in Längsrichtung auftretende Schwankungen, die dazu führen, dass die Antriebsregelung der Kalanderantriebe diese ebenfalls periodisch regelt.It also comes to periodic variations occurring in the longitudinal direction, which cause the drive control of the calender drives this also periodically regulated.
Bei dem herkömmlichen Antriebskonzept wird die erforderliche Antriebsleistung entsprechend dem Lastverteilungsfaktor zwischen dem Hauptantrieb und Folgeantrieb aufgeteilt.In the conventional drive concept, the required drive power is divided according to the load distribution factor between the main drive and slave drive.
Ändern sich die Bedingungen, wie z.B. die Reibungsverluste des Folgeantriebs, entsteht bei gleicher Lastverteilung eine Differenz der Umfangskräfte zwischen Walze 1 (Hauptantrieb) und Walze 2 ( Folgeantrieb). Diese Umfangskräfte variieren mit den Änderungen der Faserstoffbahneigenschaften.If the conditions change, such as the friction losses of the follower drive, arises at the same load distribution, a difference in the circumferential forces between roller 1 (main drive) and roller 2 (slave drive). These circumferential forces vary with changes in pulp web properties.
Wie jedes periodische Signal, lässt sich die Umfangskraftdifferenz zwischen Walze 1 und Walze 2 in eine Endlosreihe von Sinus-Komponenten verschiedener Frequenzen zerlegen, die auch Frequenzen mit ganzzahligen mehrfachen der Walzendrehfrequenz aufweisen. Hat eine dieser Sinus-Komponenten eine deutlich größere Amplitude, ist der Barringeffekt unvermeidbar.Like any periodic signal, the circumferential force difference between
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Betreiben eines Kalanders bereitzustellen, bei dem der Barringeffekt verringert oder verhindert wird.The object of the invention is to provide a method for operating a calender, in which the barring effect is reduced or prevented.
Die Aufgabe wird mittels des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.The object is achieved by means of the method with the features of
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einem Kalanderantrieb, der Eingangs genannten Art, dadurch gelöst, dass der Hauptantriebsregler des Hauptantriebs der Walze 1 sowie der mindestens eine Folgeantriebsregler für den Folgeantrieb der Walze 2 usw. von einem übergeordneten Rechner unabhängig voneinander Sollwertvorgaben und/oder Vorgabewerte erhalten.According to the invention the object is achieved in a calender drive, the type mentioned, characterized in that the main drive controller of the main drive of the
Dadurch wird verhindert, dass periodische Schwankungen von einem Antrieb auf den anderen übertragen werden. Schwankungen bei der Materialzuführung, die zu Drehzahlschwankungen bzw. Lastschwankungen an einer der Walzen führen, werden nicht zwischen den Kalanderwalzenantrieben übertragen, so dass es zu keinen periodisch auftretenden Umfangskraftschwankungen kommen kann.This prevents periodic fluctuations from being transferred from one drive to another. Fluctuations in material supply, which lead to speed fluctuations or load fluctuations on one of the rollers, are not transmitted between the calender roller drives, so that there can be no periodically occurring circumferential force fluctuations.
Erfindungsgemäß wird einem in der Hauptantriebsregelung sowie in der mindestens einen Folgeantriebsregelung enthaltenen Drehzahlregler der gleiche Drehzahlvorsteuerwert zugeführt.According to the invention, the same speed pilot value is supplied to a speed controller contained in the main drive control and in the at least one follower drive control.
Ebenso wird einem in der Hauptantriebsregelung sowie in der mindestens einen Folgeantriebsregelung enthaltenen Summenglied ein Drehmomentvorsteuerwert zugeführt, wobei die Drehmomentvorsteuerwerte sich zumindest durch einen Lastverteilungsfaktor unterscheiden, so dass eine Anpassung an die Erfordernisse der Hauptantriebsreglung sowie die mindestens eine Folgeantriebsreglung erfolgen kann.Likewise, a torque pilot value is supplied to a sum member contained in the main drive control and in the at least one follower drive control, the torque pilot values differing at least by a load distribution factor, so that adaptation to the requirements of the main drive control and the at least one follower drive control can take place.
Der Lastverteiler ist derart ausgelegt, dass die Last entsprechend einem Lastverteilungs-, einem Bahnzugvorsteuerungs- und/oder einem Walkarbeitsfaktor aufgeteilt wird.The load distributor is designed such that the load is divided according to a load distribution, a Bahnzugvorsteuerungs- and / or a flexing factor.
In der Hauptantriebssteuerung werden der Drehmomentvorsteuerwert und das Ausgangssignal vom Drehzahlregler über ein Summenglied zusammengeführt und daraus der Drehmomentsollwert gebildet.In the main drive control, the torque precontrol value and the output signal from the speed controller are combined via a summation element and from this the torque setpoint is formed.
In der Folgeantriebsreglung werden der Drehmomentvorsteuerwert und das Ausgangssignal vom Drehzahlregler über eine Todsummenglied in einem Summenglied zusammengeführt werden, wobei der Drehmomentvorsteuerwert, zumindest solange die dem Todsummenglied vorgegebenen Drehzahlgrenzen nicht überschritten werden, direkt den Drehmomentsollwert bildet.In the follower drive control, the torque pilot value and the output signal from the speed controller are combined via a sum of death element in a summation element, the torque precontrol value, at least as long as the speed limits specified for the sum of death element are not exceeded, directly forming the torque setpoint.
Des Weiteren werden in die Drehmomentvorsteuerwerte die Trägheit der entsprechenden Walze, der Reibfaktor und das Beschleunigungsverhalten mit eingerechnet.Furthermore, the inertia of the corresponding roller, the friction factor and the acceleration behavior are included in the torque precontrol values.
Allgemein gilt, dass die Gesamtlast der Antriebsmotoren folgende Komponenten beinhaltet:
- Reibungsverluste der Walzenlager;
- Beschleunigungsleistung;
- Walkarbeit;
- Bahntransportleistung, bedingt durch Differenz zwischen Bahnzug vor und Bahnzug nach dem Kalander.
- Friction losses of the roller bearings;
- Acceleration performance;
- Flexing;
- Web transport performance due to difference between web train before and web train after calender.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. In dieser zeigt:
-
Figur 1 - eine erfindungsgemäße Ausführung der Antriebsregelung für einen Kalander mit zwei Kalanderwalzen
- FIG. 1
- an inventive embodiment of the drive control for a calender with two calender rolls
Die dargestellte Regelung besteht aus einem übergeordneten Rechner 1 sowie aus einer Hauptantriebsregelung 2 und einer Folgeantriebsregelung 3. In den Rechner 1 werden Geschwindigkeitssollwert, Lastverteilungsfaktor 9 und Werte zur Vorsteuerung von Bahnzug und Walkarbeit zugeführt.The illustrated control consists of a higher-
Innerhalb des Rechners 1 werden die Vorgabewerte und Faktoren entsprechend dem Stand der Technik weiterverarbeitet und die entsprechenden Drehzahlvorsteuerwert 6a, b und Drehmomentvorsteuerwerte 8a, b berechnet, die dann an den Hauptantriebsregler 2 bzw. den Folgeantriebsregler 3 übertragen werden.Within the
Dabei unterscheidet sich der Drehmomentvorsteuerwerte 8a, b für die Hauptantriebsregelung 2 und für die Folgeantriebsregelung 3 durch die Verteilung der Last entsprechend der vorgegebenen Faktoren 9, 12.In this case, the
Der Drehzahlvorsteuerwerte 6a, b die dem jeweiligen Drehzahlregler 4, 5 zugeführt werden sind dagegen identisch.On the other hand, the
In der Hauptantriebssteuerung 2 werden der Drehmomentvorsteuerwert 8a und das Ausgangssignal 10a vom Drehzahlregler 4 über ein Summenglied 7a zusammengeführt und daraus der Drehmomentsollwert 11a gebildet.In the
In der Folgeantriebsreglung 3 ist hinter dem Drehzahlregler 4 ein Totzonenglied 13 angeordnet. Das Totzonenglied 13 bewirkt, dass das Ausgangssignal 10b in das Summenglied 7b im Normalbetrieb gleich null ist, zumindest solang die vorgegebenen Drehzahlgrenzen nicht überschritten werden. Somit bildet der Drehmomentvorsteuerwert 8b zumindest im Normalbetrieb direkt den Drehmomentsollwert 11b. Durch die unterschiedliche Drehmomentsollwertermittlung sind die beiden Antriebe in der Art voneinander entkoppelt, dass Drehzahlschwankungen bzw. Lastschwankungen an einer der Walzen nicht zwischen den Kalanderwalzenantrieben übertragen werden können, so dass es zu keinen periodisch auftretenden Umfangskraftschwankungen kommen kann.In the
- 11
- übergeordneten Rechnerparent computer
- 22
- HauptantriebsreglerMain controller
- 33
- FolgeantriebsreglerFollower regulator
- 4, 54, 5
- DrehzahlreglerSpeed governor
- 6a, b6a, b
- DrehzahlvorsteuerwertSpeed pre-control value
- 7a, b7a, b
- Summengliedsumming element
- 8a, b8a, b
- DrehmomentvorsteuerwertTorque pilot value
- 99
- LastverteilungsfaktorLoad distribution factor
- 10a, b10a, b
- Ausgangssignaloutput
- 11 a, b11 a, b
- DrehmomentsollwertTorque setpoint
- 1212
- Lastverteilungs-, Bahnzugvorsteuerungs- und/oder WalkarbeitsfaktorLoad distribution, web tension feedforward and / or flexing factor
- 1313
- Totzonenglieddead zone
Claims (8)
dadurch gekennzeichnet,
dass einem in der Hauptantriebsregelung (2) sowie in der mindestens einen Folgeantriebsregelung (3) enthaltenen Drehzahlregler (4, 5) der gleiche Drehzahlvorsteuerwert (6a, b) zugeführt wird.Method according to claim 1
characterized,
in that the same speed pilot value (6a, b) is supplied to a speed controller (4, 5) contained in the main drive control (2) and in the at least one follower drive control (3).
dadurch gekennzeichnet,
dass einem in der Hauptantriebsregelung (2) sowie in der mindestens einen Folgeantriebsregelung (3) enthaltenen Summenglied (7a, b) ein Drehmomentvorsteuerwert (8a, b) zugeführt wird.Method according to claim 1 or 2
characterized,
in that a torque pilot value (8a, b) is supplied to a sum element (7a, b) contained in the main drive control (2) and in the at least one follower drive control (3).
dadurch gekennzeichnet,
dass die Drehmomentvorsteuerwerte (8a, b) sich zumindest durch einen Lastverteilungsfaktor (9) unterscheiden, so dass eine Anpassung an die Erfordernisse der Hauptantriebsreglung (2) sowie die mindestens eine Folgeantriebsreglung (3) erfolgt.Method according to claim 3
characterized,
that the torque pre-control values (8a, b) differ at least by a load distribution factor (9), so that an adaptation to the requirements the main drive control (2) and the at least one follower drive control (3) takes place.
dadurch gekennzeichnet,
dass der Lastverteiler die Anpassung entsprechend einem Lastverteilungs-, Bahnzugvorsteuerungs- und/oder Walkarbeitsfaktor aufteilt.Method according to claim 4
characterized,
that the load balancer divides the adjustment in accordance with a load balancing, Bahnzugvorsteuerungs- and / or flexing factor.
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Hauptantriebssteuerung (2) der Drehmomentvorsteuerwert (8a) und das Ausgangssignal (10a) vom Drehzahlregler (4) über ein Summenglied (7a) zusammengeführt werden und daraus der Drehmomentsollwert (11a) gebildet wird.Method according to claim 4 or 5
characterized,
that in the main drive control (2) of the torque pre-control value (8a) and the output signal (10a) from the speed controller (4) via a summation member (7a) are brought together and from the torque command value (11a) is formed.
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Folgeantriebsreglung (3) der Drehmomentvorsteuerwert (8b) und das Ausgangssignal (10b) vom Drehzahlregler (5) über eine Todsummenglied (13) in einem Summenglied (7b) zusammengeführt werden, wobei der Drehmomentvorsteuerwert (8b), zumindest solange die dem Todsummenglied (13) vorgegebenen Drehzahlgrenzen nicht überschritten werden, direkt den Drehmomentsollwert (11 b) bildet.Method according to claim 4
characterized,
that are brought together in the slave drive control (3) of the torque pre-control value (8b) and the output signal (10b) from the speed controller (5) via a Todsummenglied (13) in a summing element (7b), wherein the torque pre-control value (8b), at least as long as the Todsummenglied (13) predetermined speed limits are not exceeded, directly the torque setpoint (11 b) forms.
dadurch gekennzeichnet,
dass in die Drehmomentvorsteuerwerte (8a, b) die Trägheit der entsprechenden Walze, der Reibfaktor und das Beschleunigungsverhalten mit eingerechnet.Method according to claim 4
characterized,
in that the torque pre-control values (8a, b) include the inertia of the corresponding roller, the friction factor and the acceleration behavior.
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- 2011-09-19 EP EP11181766A patent/EP2436838A1/en not_active Withdrawn
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