FI106055B - Method and apparatus for carrying out paper machine sorting - Google Patents
Method and apparatus for carrying out paper machine sorting Download PDFInfo
- Publication number
- FI106055B FI106055B FI982626A FI982626A FI106055B FI 106055 B FI106055 B FI 106055B FI 982626 A FI982626 A FI 982626A FI 982626 A FI982626 A FI 982626A FI 106055 B FI106055 B FI 106055B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- input
- paper type
- change
- control
- paper
- Prior art date
Links
Classifications
-
- 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
- D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
-
- 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
- D21G9/0036—Paper-making control systems controlling the press or drying section
Landscapes
- Paper (AREA)
Description
, 106055, 106055
Menetelmä ja laitteisto paperikoneen lajinvaihdon toteuttamiseksiMethod and apparatus for carrying out paper machine sorting
Keksinnön ala 5 Keksinnön kohteena on menetelmä paperikoneen lajinvaihdon to teuttamiseksi, jossa menetelmässä siirrytään ensimmäisestä lajista toiseen lajiin.FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for carrying out a paper machine species changeover process, which involves switching from a first species to a second species.
Keksinnön taustaBackground of the Invention
Lajinvaihto paperikoneella tarkoittaa nykyisen, tällä hetkellä ajetta-10 van paperilajin muuttamista toiseksi lajiksi. Lajinvaihto tehdään muuttamalla samanaikaisesti eri prosessisuureita, kuten neliöpainoa ja kosteutta, uuden lajin tavoitearvoja vastaaviksi. Vaihto pyritään tekemään mahdollisimman nopeasti paperiradan ollessa koko ajan päällä, koska lajinvaihdon aikana syntyvä tuote joutuu yleensä hylyksi ja hylyn määrä halutaan pitää mahdollisimman 15 pienenä. Prosessin monimutkaisuuden ja eri suureiden ristikkäisvaikutusten takia lajinvaihto on erittäin vaativa tehtävä. Paperilaatujen eräkoot ovat nykyisin varsin pieniä, minkä vuoksi lajinvaihtoja on tehtävä usein. Paperikoneiden käyntinopeudet kasvavat jatkuvasti ja uusia yhä nopeampia koneita rakennetaan, jolloin lajinvaihtoon käytettävä aika on pystyttävä minimoimaan. Lajin- :.ί, 20 vaihdoista ei myöskään tulisi aiheutua katkoja paperirataan. Tunnetuissa tek- nilkoissa lajinvaihto tehdään ajamalla prosessin sisäänmenosuureina olevat : laatusuureet kohti uuden lajin asetusarvoja.Change paper sorting means converting the current paper type currently running into another paper type. The species change is done by simultaneously changing various process variables, such as basis weight and moisture, to the new species target values. The aim is to make the change as quickly as possible while the paper web is on all the time, because the product generated during the changeover is usually wrecked and the amount of wreck is kept to a minimum. Due to the complexity of the process and the cross-effects of different sizes, species conversion is a very demanding task. Batch sizes of paper grades are currently quite small, which necessitates frequent change of grades. The speed of paper machines is constantly increasing and new and faster machines are being built, which means that the time needed for conversion must be minimized. Type: .ί, 20 changes should also not cause breaks in the paper path. In the prior art, species change is accomplished by driving the process input quantities: quality variables toward the new species setpoints.
Tunnetussa tekniikassa lajinvaihto voidaan suorittaa käyttäen mm.In the prior art, species conversion can be accomplished using e.g.
;y avointa säätöä, suljettua säätöä, simulointiin perustuvaa lajinvaihtoa tai moni- .·,· 25 muuttujasäätöihin perustuvaa lajinvaihtoa. Avoimessa säädössä laatusäätöjen * · kuten paperin neliöpainon, tuhkan ja kosteuden säädöt sekä takaisinkytketty ohjaus otetaan pois päältä lajinvaihdon ajaksi. Sen sijaan alatason säädöt, joihin kuuluu mm. konemassan virtaus, sylinterien höyrypaine etc., ovat päällä. Avoimessa säädössä mallien, kokemuksen ja/tai laskentakaavojen avulla 30 määritetään rampitusnopeudet ja ramppien käynnistymishetket sekä alatason; y open control, closed control, simulation based changeover, or multiple ·, · 25 variable control changeover. In open control, quality adjustments * · such as the basis weight, ash and humidity adjustments, as well as the feedback control, are disabled during grade change. Instead, lower-level controls, which include: machine mass flow, cylinder vapor pressure, etc., are on. In open control, models, experience, and / or formulas 30 determine ramp speeds, ramp triggers, and down
• M• M
säätöjen asetusarvot lajinvaihdon jälkeen. Alatason asetusarvot rampitetaan « 1 erillisellä rampitusohjelmalla.setpoints of the adjustments after the changeover. Sub-level setpoints are ramped with «1 separate ramping program.
Suljetussa säädössä laatusäädöt ovat päällä ja rampituksen koh-• · teenä ovat laatusäätöjen asetusarvot. Muutoin suljettu säätö on pääosin sa- 35 manlainen kuin avoin säätökin. US-patentissa 3,886,036, joka otetaan tähän •«· • · » 2 106055 viitteeksi on esitetty sekä avoimen että suljetun säädön lajinvaihtoratkaisu. La-jinvaihtoa varten avoimessa säädössä prosessin sisäänmenosuureille, kuten konenopeus, konemassan virtaus, perälaatikon paine ja höyryn paine, määritetään etukäteen ohjerampit, joita noudattamalla lajinvaihto toteutetaan. Ohje-5 ramppien määrittäminen vaatii kuitenkin vielä prosessimallien kehittämistä. Ongelmana on myös se, että prosessimallit riippuvat liian herkästi mallinnuksen yhteydessä tehdyistä oletuksista, jolloin lajinvaihto voi epäonnistua. Suljetun piirin lajinvaihto toteutetaan julkaisussa pitämällä höyrynpaine vakiona lajinvaihdon aikana, ja säätämällä koneen nopeutta eli ainoa lajinvaihdon aikana 10 muutettava suure on neliöpaino. Tällaista lajinvaihtoa kutsutaan kuivausrajoit-teiseksi lajinvaihdoksi. Neliöpainon muutos on yhdistetty myös aiheuttamaan vastaava muutos perälaatikon huuliaukossa. Koneen nopeutta säädetään kosteuden pitämiseksi halutussa arvossa. Tällaiset takaisinkytketyt lajinvaihdot eivät kuitenkaan etene sujuvasti, ja lajinvaihdon kestoaika tulee liian pitkäksi.In closed control, the quality controls are on and • · the focus is on the quality controls setpoints. Otherwise, the closed control is essentially the same as the open control. U.S. Patent 3,886,036, which is incorporated herein by reference, discloses both an open and a closed-mode interchange solution. For open source conversion, process input variables such as machine speed, machine mass flow rate, headbox pressure, and vapor pressure are determined in advance by the reference ramps by which the species change occurs. However, defining the Guide-5 ramps still requires the development of process models. Another problem is that the process models are too sensitive to the assumptions made in the modeling process, which may result in a failover. Closed loop species exchange is accomplished by keeping the vapor pressure constant during species conversion, and by adjusting the machine speed, i.e. the only variable to be changed during species conversion is the basis weight. Such a species change is called a drying-restricted species change. The change in basis weight is also associated with causing a corresponding change in the lip opening of the headbox. The speed of the machine is adjusted to maintain the desired humidity. However, such feedback changes do not proceed smoothly and the duration of the changeover becomes too long.
15 Simuloidussa lajinvaihdossa joko avoin tai suljettu säätö on käytös sä, ja sisäänmenosuureita rampitetaan etukäteen ja valitaan kuhunkin käsillä olevaan tilanteeseen sopivimmat rampit simulointituloksen perusteella. Yksi tällainen ratkaisu on selitetty US-patentissa 5,718,060, joka otetaan tähän viitteeksi. Tässäkin ratkaisussa lajinvaihdon kestoaika on liian pitkä.15 In simulated species exchange, either open or closed control is used, and input variables are pre-ramped and the most appropriate ramps for each situation are selected based on the simulation result. One such solution is described in U.S. Patent No. 5,718,060, which is incorporated herein by reference. Again, the duration of the changeover is too long.
20 Monimuuttujasäädössä käsitellään useita sisäänmenosuureita yhtä aikaa ja annetaan useille sisäänmenosuureille suoraan uudet asetusarvot la-jinvaihtohetkellä ja määritetään asetusarvotrajektorit. Yksi tällainen tunnettu ’ [ monimuuttujasäätö on Horizon Multi-Variable Predictive Control (HMPC). Täs- * · säkin ratkaisussa lajinvaihdon kestoaika on liian pitkä.20 Multivariate control processes multiple input variables at once and directly assigns multiple input values to new setpoints at the time of change and sets setpoint trajectories. One such known multivariate control is Horizon Multi-Variable Predictive Control (HMPC). * * In this sack solution, the changeover time is too long.
I II I
• Y 25 Keksinnön lyhyt selostus » · • Y Keksinnön tavoitteena on toteuttaa menetelmä ja menetelmän mu- t kainen järjestelmä siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksintönä on menetelmä paperikoneen lajinvaihdon toteuttamiseksi, jossa menetelmässä siirrytään ensimmäisestä lajista toiseen lajiin, ja menetelmässä kont-30 rolloidaan ainakin kahta paperikoneen prosessiin vaikuttavaa sisäänmenosuu- Y retta, jotka vaikuttavat samaan ulostulosuureeseen, joka kuvaa paperin lajia määrittävää ominaisuutta. Lisäksi keksinnön piirteisiin kuuluu, että ainakin yhtä ensimmäistä sisäänmenosuuretta ohjataan kohti toisen lajin asetusarvoa en- : nen lajinvaihtoa ensimmäistä lajia valmistettaessa; ja mainitun ainakin yhden Y 35 sisäänmenosuureen vaikutusta ulostulosuureeseen kompensoidaan ainakin yhdellä toisella sisäänmenosuureella ulostulosuureen pitämiseksi ensimmäi- % 3 106055 sen lajin hyväksyttyjen rajojen sisässä ensimmäisen lajin valmistamisen loppuun asti.It is an object of the invention to provide a method and a system according to the method so that the above problems can be solved. The invention provides a method for carrying out a paper machine species change, which involves switching from a first species to a second species, and controlling at least two input quantities affecting the paper machine process that affect the same output characteristic that describes the paper type defining property. Further, features of the invention include controlling at least one first input quantity toward a setpoint of the second species prior to a change of species in the manufacture of the first species; and the effect of said at least one Y 35 input quantity on the output quantity is offset by at least one second input quantity to keep the output quantity within the accepted limits of its species until completion of the production of the first species.
Keksintönä on myös järjestelmä paperikoneen lajinvaihdon toteuttamiseksi, joka järjestelmä kontrolloi lajinvaihtoa ensimmäisestä lajista toiseen 5 lajiin ja järjestelmä on sovitettu ohjaamaan ainakin kahta paperikoneen prosessiin vaikuttavaa sisäänmenosuuretta, joilla on vaikutusta samaan ulostulo-suureeseen, joka kuvaa paperin lajia määrittävää ominaisuutta. Edelleen keksinnöllinen järjestelmä on sovitettu ohjaamaan ainakin yhtä ensimmäistä sisäänmenosuuretta kohti toisen lajin asetusarvoa ennen lajinvaihtoa; ja järjes- 10 telmä on sovitettu kompensoimaan ainakin yhden toisen sisäänmenosuureen ohjauksella mainitun ainakin yhden ensimmäisen sisäänmenosuureen vaikutuksen paperin valmistusprosessiin siten, että ulostulosuure pysyy ensimmäisen lajin hyväksyttyjen rajojen sisällä ensimmäisen lajin valmistamisen loppuun asti.The invention also provides a system for converting a paper machine, which controls the change from one type to a second type, and the system is adapted to control at least two input quantities affecting the paper machine process which affect the same output size characterizing the paper. Further, the inventive system is adapted to control at least one first input quantity toward a second species setpoint prior to species change; and the system is adapted to compensate for the effect of the at least one first input quantity on the paper making process by controlling at least one second input quantity so that the output quantity remains within the accepted limits of the first species until the completion of the first type.
15 Keksinnön mukaisella menetelmällä ja järjestelmällä saavutetaan useita etuja. Lajinvaihto nopeutuu. Energiaa hukkautuu vähemmän ja massaa säästyy, koska lajinvaihdosta syntyvä hylkymäärä pienenee nopeutuneen lajinvaihdon seurauksena. Paperilaatu paranee, koska paperin joukossa on entistä vähemmän hylkyä (hylky sekoitetaan valmistettavaan paperiin takaisin).Several advantages are achieved by the method and system of the invention. Change of species accelerates. Less energy is lost and mass is saved because the amount of wreckage generated by the changeover is reduced as a result of the accelerated changeover. The quality of the paper is improved by reducing the amount of waste (the waste is recycled to the paper being produced).
20 Kuvioiden lyhyt selostus '··'' Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yh- :. ·: teydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa kuvio 1 esittää paperikoneen lohkokaaviota, : / ·: kuvio 2A esittää esimerkkejä sisäänmenosuureiden ohjausrampeis- :Y: 25 ta, : Y; kuvio 2B esittää ulostulosuuretta, kuvio 2C esittää esimerkkejä sisäänmenosuureiden ohjausrampeis-ta, kuvio 3A esittää paperikoneen kuivausosaa, - . . 30 kuvio 3B esittää sylinterin höyrypaineen säätöjärjestelyä, kuvio 3C esittää päällepuhallusjärjestelyä, t kuvio 3D esittää läpipuhallusjärjestelyä, : ‘ · kuvio 4 esittää esimerkkikaaviota lajinvaihtomallien hyödyntämises- •:< · j tä ja 35 kuvio 5 esittää monimuuttujasäädön periaatetta.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS '··' 'The invention will now be described in more detail in conjunction with the preferred embodiments. ·: With reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 is a block diagram of a papermaking machine: / ·: Figure 2A shows examples of input ramp control ramps: Y: Y; Fig. 2B shows an outlet size, Fig. 2C shows examples of inlet size control ramps, Fig. 3A shows a drying section of a paper machine, -. . Figure 3B shows a vapor pressure control arrangement for the cylinder, Figure 3C shows an overflow arrangement, t Figure 3D shows a throughflow arrangement: 'Figure 4 shows an exemplary diagram of utilization of species change patterns and 35 Figure 5 illustrates the principle of multivariate control.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus , 106055 4DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION, 106055 4
Keksinnön mukainen ratkaisu soveltuu erityisesti paperikoneeseen, jossa suoritetaan lajinvaihtoja keskeytyksettömän ajon aikana.The solution according to the invention is particularly suitable for a paper machine where changes of grades are made during continuous operation.
Tarkastellaan aluksi paperikoneen säätö-ja systeemiteknisiä perus-5 yhtälöitä. Säätö- ja systeemitekniikassa systeemin toimintaa voidaan kuvata differentiaaliyhtälöillä. Systeemin toiminnan selvittämiseksi halutussa tilanteessa differentiaaliyhtälö pitää ratkaista. Differentiaaliyhtälöiden ratkaisemiseksi on olemassa useita mahdollisuuksia. Yksi tapa esittää ja ratkaista differentiaaliyhtälöitä on käyttää konvoluutiointegraalimuunnoksia, jollainen on esimerkiksi 10 Laplace-muunnos. Tässä hakemuksessa Laplace-muunnoksen kanssa ekvivalenteiksi muunnoksiksi ymmärretään myös muut konvoluutiointegraalimuun-nokset, jollaisiksi katsotaan esimerkiksi Fourier- ja Z-muunnokset ja joiden avulla keksinnöllistä ratkaisua voidaan kuvata. Laplace-muunnoksen ja -kään-teismuunnoksen matemaattiset esitystavat ovat seuraavassa:Let's first look at the basic equations for paper machine control and system engineering. In control and system engineering, the operation of a system can be described by differential equations. In order to determine the function of the system in the desired situation, the differential equation must be solved. There are several possibilities for solving differential equations. One way to represent and solve differential equations is to use convolution integral transforms such as the 10 Laplace transform. In this application, other convolution integral transforms, such as Fourier and Z transforms, which are used to describe an inventive solution are also understood to be equivalent to Laplace transforms. The mathematical representations of the Laplace transform and the inverse transform are as follows:
OOOO
OO
OOOO
jr'{f(t) }=/«=Ls'fW1.jr '{f (t)} = / «= Ls'fW1.
0 -1 missä J tarkoittaa Laplace-muunnosoperaattoria, Λ tarkoittaa Laplace-kään-. teismuunnosoperaattoria, s on Laplace-muunnoksessa imaginaarisen s-ava- ruuden s-muuttuja, t on aikamuuttuja, f(t) on funktio muuttujalla t, F(s) on Lap-20 lace-muunnettu funktio muuttujalla s. Laplace-muunnoksella muunnetaan yleensä prosessin sisäänmeno- ja ulostulosuureiden aikamuuttujafunktioita, '; ]· jolloin s-avaruus kuvaa sisäänmeno-ja ulostulosuureiden taajuusriippuvuutta.0 -1 where J represents the Laplace transform operator, Λ represents the Laplace inverse. the transform operator, s in the Laplace transform is the s-variable of the imaginary s-space, t is the time variable, f (t) is the function of the variable t, F (s) is the Lap-20 lace-transformed function of the variable s. time variables functions for process input and output variables, '; ] · Where s-space describes the frequency dependence of input and output quantities.
Tyypillinen yksinkertainen siirtofunktio on esimerkiksi r(s) Κε-ΤΊ· -Sl X(s) 1 + TJ ’ 25 missä G(s) on prosessin siirtofunktio, K on prosessin vahvistuskerroin, Td on prosessin kuollut aika, τ on prosessin aikavakio, X(s) on sisäänmenosuure ja :Y: Y(s) on ulostulosuure. Sisäänmenosuurefunktion X(s) kuvaaja on tässä ta- :1;· pauksessa ramppifunktio, joka kuvaa yksinkertaisella tavalla tyypillisimpiä pa- .· : periteknisiin prosesseihin vaikuttavia sisäänmenosuurefunktioita. Tässä hake- '· ’ 30 muksessa aikavakio τ näyttelee tärkeää osaa. Myös rampitusnopeus on tär- · keä ja siten keksinnöllisessä ratkaisussa aikavakion τ ja rampitusnopeuden ·; yhteisvaikutus on oleellinen, koska tämä yhteisvaikutus määrittelee sen, kuin- 106055 5 ka nopea vaikutus sisäänmenosuureella on prosessin toimintaan. Kun rampi-tusnopeus on oleellisesti hitaampi kuin aikavakio τ (tavallisesti useita kertaluokkia suurempi aika kuin aikavakio τ), rampitusnopeus pääasiassa ratkaisee sisäänmenosuureen X(s) vaikutuksen ulostulosuureeseen Y(s). Useimmiten 5 kuitenkin juuri aikavakio τ määrää sisäänmenosuureen X(s) vaikutuksen ulostulosuureeseen Y(s). Tyypillisiä sisäänmenosuureita ovat esimerkiksi paperikoneen kuivausosassa olevan sylinterin höyrypaine ja päällepuhallus (puhalluksen nopeus), jotka vaikuttavat ulostulosuureena olevaan paperin kosteuteen. Höyrypaineen säätö on hitaampaa kuin päällepuhalluksen eli höyrypai-10 neen aikavakio on suurempi kuin päällepuhalluksen aikavakio. Lajinvaihtomal-li, jonka ymmärtämiseksi käytetään hyväksi edellä esitettyä siirtofunktion esitystapaa, on yksi sovellus dynaamisista malleista ja erityisesti tilamalleista, jolloin käytetyn lajinvaihtomallin avulla halutaan riittävällä tarkkuudella kuvata prosessin dynaamista käyttäytymistä lajinvaihdon aikana.A typical simple transfer function is, for example, r (s) Κε-ΤΊ · -S1 X (s) 1 + TJ ′ 25 where G (s) is the process transfer function, K is the process gain factor, Td is the process dead time, τ is the process time constant, X (s) is the input quantity and: Y: Y (s) is the output quantity. The input quantity function X (s) is here described as: 1; · in the case of a ramp function, which in a simple way describes the most typical input functions: · affecting input technology. In this search, '·' 30, the time constant τ plays an important part. The ramping speed is also important, and thus in the inventive solution the time constant τ and the ramping speed ·; interaction is essential because this interaction determines how fast the input quantity has to the process operation. When the ramp rate is substantially slower than the time constant τ (usually several orders of magnitude greater than the time constant τ), the ramp rate mainly determines the effect of the input quantity X (s) on the output quantity Y (s). In most cases, however, it is precisely the time constant τ that determines the effect of the input quantity X (s) on the output quantity Y (s). Typical inlet quantities are, for example, the vapor pressure of the cylinder in the drying section of the papermaking machine and the blowing (blowing rate) that affect the moisture of the paper being the outlet. The vapor pressure control is slower than the overpressure, i.e. the vapor pressure time constant is larger than the overpressure time constant. The species change model, which is understood by utilizing the above representation of the transfer function representation, is one application of dynamic models, and in particular state models, whereby the species change model used is intended to describe with sufficient precision the dynamic behavior of the process during species change.
15 Kuviossa 1 on esitetty paperikoneen periaatteellinen rakenne. Yksi tai useampi massa syötetään paperikoneeseen viirakaivon 100 kautta, jota ennen tavallisesti on osamassojen konesäiliö ja/tai sekoitussäiliö (ei esitetty kuviossa 1). Konemassa annostellaan lyhyeen kiertoon neliöpainosäädön tai lajin-vaihto-ohjelman ohjaamana. Konesäiliö ja sekoitussäiliö voidaan myös korvata 20 erillisellä sekoitusreaktorilla (ei esitetty kuviossa 1) ja konemassan annostusta . ohjataan kunkin osamassan syötöllä erikseen venttiilien tai muun virtaussäätö- elimen 122 avulla. Viirakaivossa 100 konemassaan sekoitetaan vettä, jotta ’· ' saataisiin haluttu sakeus lyhyeen kiertoon (katkoviiva formerista 110 viirakai- voon 100). Näin syntyneestä massasta poistetaan hiekka (pyörrepuhdistimet), '·/· 25 ilma (ilmanpoistosäiliö) ja muu karkea materiaali (painesihti) puhdistuslaitteis- •V. töillä 102 ja massaa pumpataan pumpulla 104 perälaatikkoon 106. Ennen pe- :Y rälaatikkoa 106 massaan lisätään halutulla tavalla täyteainetta TA, joita ovat esimerkiksi kaoliini, kalsiumkarbonaatti, talkki, liitu, titaanioksidi ja piimää etc, ja/tai retentioainetta RA, jollaisia ovat epäorgaaniset, luonnolliset orgaaniset 30 tai synteettiset vesiliukoiset orgaaniset polymeerit. Täyteaineella on tarkoitus parantaa formaatiota, pintaominaisuuksia, opasiteettia, vaaleutta ja painetta-Y vuutta sekä laskea valmistuskustannuksia. Retentioaineet RA puolestaan li säävät hienoaineksen ja täyteaineiden retentiota ja samalla nopeuttavat veden poistoa sinänsä tunnetulla tavalla. Perälaatikosta 106 massa syötetään perä-·:··.' 35 laatikon huuliaukon 108 kautta formeriin 110, joka on tasoviira hitaissa paperi- ,Y koneissa tai kitaformeri nopeissa paperikoneissa. Formerissa 110 rainasta • II· 1 · · 6 106055 poistuu vettä ja lisäksi poistuu lyhyeen kiertoon tuhkaa, hienoaineita ja kuituja. Formerissa 110 massa syötetään kuiturainaksi viiralle, ja alustavasti rainaa kuivataan ja puristetaan puristimessa 112. Kuiturainaa kuivataan varsinaisesti kuvauslaitteissa 114 ja 116. Tämän lisäksi tavallisesti on ainakin yksi mittaus-5 palkki 118, jolla mitataan esimerkiksi kuiturainan kosteus MOI ja valmistuvan paperin tuhkapitoisuus ASH ja neliöpaino BW. Paperikoneeseen, jolla tämän hakemuksen yhteydessä tarkoitetaan sekä paperi- että kartonkikoneita kuuluu vielä esimerkiksi rullain sekä liimapuristimia tai kalanteri, mutta näitä paperikoneen osia ei ole kuviossa 1 esitetty. Tämän lisäksi on selvää, että paperiko-10 neen toiminta on alan ammattimiehelle sinänsä täysin tunnettua eikä sitä sen vuoksi tässä yhteydessä tämän tarkemmin yleisellä tasolla esitetä.Figure 1 shows the basic construction of a paper machine. One or more pulps are fed to the papermaking machine via a wire well 100, which is usually preceded by a machine and / or mixing tank for the pulps (not shown in Figure 1). The machine is dosed for short rotation, controlled by a basis weight control or a species change program. The machine tank and mixing tank may also be replaced by 20 separate mixing reactors (not shown in Figure 1) and the dosing of the mechanical pulp. is controlled by the supply of each partial mass individually by means of valves or other flow control means 122. In the wire well 100, water is mixed with the machine pulp to obtain the desired consistency for a short circulation (dashed line from former 110 to wire mesh 100). The resulting pulp is stripped of sand (vortex cleaners), '· / · 25 air (deaeration tank) and other coarse material (pressure sieve) in the cleaning equipment • V. work 102 and the pulp is pumped by pump 104 to headbox 106. Prior to the top box 106, filler TA, such as kaolin, calcium carbonate, talc, chalk, titanium oxide and silicon etc, and / or retention agent RA such as inorganic, are added to the pulp as desired. natural organic or water-soluble organic polymers. The filler is intended to improve formation, surface properties, opacity, lightness and pressure-Y, and to reduce manufacturing costs. The retention agents RA, in turn, increase the retention of fines and fillers while accelerating the removal of water in a manner known per se. From the headbox 106 the mass is fed to the stern ·: ··. ' Through a 35-hole lip opening 108 to a former 110, which is a flat wire in slow paper, Y machines, or gritformers in high speed paper machines. In Former 110 webs • II · 1 · · 6 106055 removes water and additionally short-circulates ash, fines and fibers. In Former 110, the pulp is fed into a fibrous web on a wire, and the web is initially dried and pressed in a press 112. The fibrous web is actually dried in imaging apparatuses 114 and 116. In addition, there is usually at least one measuring bar 118 to measure for example fiber moisture MOI and ASH BW . The paper machine, which in the context of this application refers to both paper and board machines, includes, for example, a roller, an adhesive press or a calender, but these parts of the paper machine are not shown in Figure 1. In addition, it is clear that the operation of a paper machine 10 is well known per se to the person skilled in the art and is therefore not described in more detail in this context.
Kuviossa 1 on esitetty myös paperikoneen säätöjärjestely paperin laadun pitämiseksi tasalaatuisena ja lajinvaihdon mahdollistamiseksi. Laatuun ja lajinvaihtoon vaikuttavia tekijöitä ovat osamassojen määrä ja suhde toisiin-15 sa; täyteaineen määrä; retentioaineen määrä; konenopeus; viiraveden määrä ja kuivausteho. Ohjain 120 ohjaa osamassojen annostelua venttiilien 122 avulla, täyteaineen TA annostelua venttiilin 126 avulla, retentioaineen RA annostelua venttiilin 124 avulla, säätää huuliaukon suuruutta, säätää konenopeutta formerissa 110, ohjaa viiraveden määrää ja kuivausprosessia lohkoissa 114 ja 20 116. Ohjain 120 käyttää hyväksi myös mittalaitetta 118 ohjaustoimenpiteiden, laadun ja/tai lajinvaihdon tarkkailemiseksi. Ohjain 120 edullisesti mittaa myös : muualta paperirainan ominaisuuksia (esim. samoista kohdista, joissa säätöjä « · suoritetaan). Ohjain 120 on osana paperikoneen automaattiseen tietojenkäsit-:.i.’ telyyn perustuvaa ohjausjärjestelyä.Figure 1 also shows a paper machine control arrangement to maintain a consistent paper quality and to allow for grade change. Factors affecting quality and species exchange are the number and proportion of partial masses; amount of filler; amount of retention agent; an engine speed; amount of tap water and drying capacity. Controller 120 controls dispensing of partial masses by valves 122, dispenser TA by valve 126, retention agent RA by valve 124, adjusts lip opening size, adjusts machine speed in former 110, controls tap water volume and drying process in blocks 114 and 20 116. Controller 120 also utilizes control measures, quality and / or breed change. The guide 120 also preferably measures: elsewhere the properties of the paper web (e.g., at the same positions where adjustments are made). Controller 120 is part of a control arrangement based on automatic processing of a papermaking machine.
25 Kuvioissa 2A ja 2B on havainnollistettu keksinnöllisen ratkaisun pe- : V riaatetta xy-koordinaatistolla. Molemmat akselit ovat vapaasti valitulla asteikol- :Y· la, y-akselina on suureen arvo ja x-akselina on aika T. Lajinvaihto alkaa het kellä T1 ja lajinvaihto loppuu hetkellä T2. Näin hetkeen T1 asti valmistetaan ensimmäistä paperilajia, välillä T1 - T2 suoritetaan lajinvaihto ja hetkellä T2 30 valmistettu paperi täyttää toisen lajin vaatimukset. Kuviossa 2A on kaksi si-säänmenosuuretta 200 ja 202, jotka vaikuttavat samaan ulostulosuureeseen ja joita ohjataan eri tavalla ennen lajinvaihtoa. Sisäänmenosuureella 200 on pie-nempi aikavakio kuin sisäänmenosuureella 202. Sisäänmenosuuretta 200 voi-daan yleensä myös rampittaa nopeammin kuin sisäänmenosuuretta 202. Kek-·.·.' 35 sinnöllisessä ratkaisussa toimitaan siten, että hetkellä T01 A, joka on oleellises- V ti ennen varsinaista lajinvaihdon alkua T1, aloitetaan suuremman aikavakion 106055 7 omaavan sisäänmenosuureen 202 muuttaminen lajin 1 ohjaustasolta (asetus-arvosta) kohti lajin 2 vaatimaa ohjaustasoa (asetusarvoa). Jotta valmistumassa oleva lopputuote, joka on keksinnön mukaisessa ratkaisussa paperi, pysyisi tasalaatuisena lajin 1 lopputuotteena aina lajinvaihtohetken T1 alkamiseen as-5 ti, kompensoidaan sisäänmenosuureen 202 muutosta muuttamalla sisäänme-nosuuretta 200 hetkellä T02A sisäänmenosuureeseen 202 nähden vastakkaiseen suuntaan. Hetket T01A ja T02A voivat olla sama ajanhetki tai eri ajanhet-kiä ja ne riippuvat ainakin paperilajista, lajimuutoksesta ja ohjaussuureista. Näin valmistumassa olevaan tuotteeseen eli paperiin ei efektiivisesti kohdistu 10 oleellista muutosta sisäänmenosuureen 200 ja sisäänmenosuureen 202 yhteisvaikutuksen kautta. Lajinvaihtohetkellä T1 tai vähän ennen lajinvaihtohet-keä hetkellä T03A sisäänmenosuure 200 rampitetaan nopeasti kohti lajin 2 vaatimaa ohjaustasoa ajanhetkeen T2 mennessä. Vaikka sisäänmenosuureen 200 rampitus kohti lajia 2 aloitetaan hieman ennen varsinaista lajinvaihtohet-15 keä T1, paperilaji pysyy lajina 1 aina lajinvaihtohetkeen T1 asti eli ulostulosuu-re 204 pysyy toleranssirajojen 206 ja 208 sisällä samoin kuin paperin laji pysyy omien toleranssiensa rajoissa lajina 1. Kun sisäänmenosuure 200 on päälle-puhallus tai läpipuhallus ja sisäänmenosuure 202 on sylinterin höyrypaine, ajanhetki T01A on esimerkiksi muutamia minuutteja ennen lajinvaihtoa T1 ja 20 ajanhetki T03A on suuruusluokassa kymmeniä sekunteja ennen lajinvaihtoa ... T1. Kun sisäänmenosuureilla ohjataan esimerkiksi täyteainepitoisuutta, reten-Figures 2A and 2B illustrate the principle of the inventive solution in the xy coordinate system. Both axes are in the freely chosen scale: Y · la, the y-axis is the value of the quantity and the x-axis is the time T. The species change begins at T1 and the species change ends at T2. Thus, up to T1, a first type of paper is produced, from T1 to T2 a gradation is performed and paper produced at T2 30 meets the requirements of the second type. Fig. 2A shows two inlet sizes 200 and 202 which affect the same output size and are controlled differently prior to a change of species. The input size 200 has a smaller time constant than the input size 202. The input size 200 can also generally be ramped up faster than the input size 202. 35, the solution T1A, which is substantially V prior to the actual commencement of the changeover T1, begins to change the input quantity 202 having a higher time constant 106055 7 from the control level (setpoint) of the type 1 towards the control level (setpoint). In order for the final product, which is a paper according to the invention, to remain homogeneous as the Type 1 end product at the beginning of the T1 transition, T1A is compensated for by changing the input size 200 at the moment T02A in the opposite direction. The moments T01A and T02A may be the same or different times and depend at least on the paper type, species change and control variables. The product thus prepared, i.e. the paper, is not effectively subjected to 10 substantial changes through the interaction of the input size 200 and the input size 202. At the species changeover time T1 or shortly before the changeover moment, at the time T03A, the input quantity 200 is rapidly ramped towards the control level required by the species 2 by time T2. Although ramping up of input size 200 toward species 2 begins shortly before the actual changeover time 15 T1, paper type remains up to changeover time T1, i.e. output exit 204 remains within tolerance limits 206 and 208 as does paper type within its own tolerance limits 200. is the blow-in or blow-through and the inlet quantity 202 is the vapor pressure of the cylinder, for example T01A is a few minutes before T1 and 20 T03A is in the order of tens of seconds before T1. For example, when controlling the filler concentration with the inlet quantities,
« I«I
;1’ tioainepitoisuutta, konemassaa, konenopeutta, perälaatikon huuliaukkoa, hetki * % ' ] T01A on suuruusluokassa 30 min tai vähemmän ennen lajinvaihtoa T1 ja ajan- * 1 1 hetki T03A on tällöin suuruusluokassa muutamia minuutteja ennen lajinvaihtoa :. v 25 T1. Rampitus suoritetaan edullisesti suurimmalla mahdollisella muutosnopeu- * 1 V. della, jonka prosessin muut rajoitukset määrittävät. Näin lajinvaihto voidaan suorittaa lyhimmässä mahdollisessa ajassa (T2 - T1). Kun lajinvaihto on tapahtunut hetkeen T2 mennessä, sisäänmenosuureet 200 ja 202 ohjataan lajille 2 ominaisiin optimaalisiin ajo-olosuhteisiin. Hyväksytty lajin 2 ajo alkaa het-30 kellä T2, joka määräytyy siitä hetkestä, jolloin ulostulosuure 204 pysyy tole-ranssirajojen 206 ja 208 välissä. Keksinnölle on siis ominaista ajaa prosessi 1 't1 hyvissä ajoin ennen lajinvaihtoa lajinvaihdon kannalta edulliseen tilaan, ja ajaa lajinvaihdon aikana prosessi sellaiseen tilaan, että lajinvaihto voidaan nopeasti loppuunsaattaa samalla koko ajan huolehtien, että eri lajien laatukriteerit täyte-*: 1 1 · 35 tään sekä ennen lajinvaihtoa että lajinvaihdon jälkeen.; 1 'Thioid content, machine mass, machine speed, headbox lip opening, moment *%'] T01A is in the order of 30 min or less before T1 and time 1 in T03A is in the order of a few minutes before transition:. v 25 T1. The ramping is preferably performed at a maximum rate of change of * 1 V, as determined by other process limitations. In this way, the species change can be carried out in the shortest possible time (T2 - T1). When the changeover has taken place by the time T2, the input quantities 200 and 202 are controlled to the optimum driving conditions for the type 2. The approved Type 2 run begins at het-30 at T2, which is determined from the point at which the output quantity 204 remains between the tolerance limits 206 and 208. Thus, it is characteristic of the invention to drive the process 1 't1 well before the changeover to a favorable condition for the changeover, and to drive the process to a state such that the changeover can be completed rapidly while ensuring that the quality criteria of the various species are met. before and after the change.
« f I I I 4 · · · ♦ 8 106055«F I I I 4 · · · ♦ 8 106055
Kuviossa 2B on esitetty ulostulosuureen 204 käyttäytymistä kuvion 2A kanssa samalla aika-akselilla (kuollutta aikaa ei ole otettu huomioon). Ulostulosuureen 204 on pysyttävä ennalta määrätyn alarajan 206 ja ylärajan 208 välissä ainakin jomman kumman lajin 1 ja 2 ajon aikana. Kun sisäänmenosuu-5 reen 202 lajinvaihtoa ennen tehty muutos kompensoidaan sisäänmenosuu-reella 200, ulostulosuure 204 pysyy lajille 1 hyväksytyissä rajoissa. Samoin la-jinvaihdon jälkeen hyvin tasoitettu siirtyminen lajille 2 optimaalisiin ajo-olosuhteisiin pitää ulostulosuureen 204 halutuissa rajoissa ja lajin 2 mukaisen lopputuotteen laadultaan hyvänä. Keksinnöllisessä ratkaisussa toisella sisäänmeno-10 suureella 200 kompensoidaan ensimmäisen sisäänmenosuureen 202 vaikutusta ulostulosuureeseen 204, kunnes ensimmäinen ja toinen sisäänmenosuu-re ovat saavuttaneet toisen lajin 2 normaaliajon asetusarvot.Figure 2B shows the behavior of the output variable 204 on the same time axis as Figure 2A (dead time not taken into account). The output variable 204 must remain between a predetermined lower limit 206 and an upper limit 208 during at least one of the two types of travel 1 and 2. When the change made prior to the species changeover of the inlet mouth 5 is compensated by the inlet mouth 200, the output variable 204 remains within the accepted limits for species 1. Likewise, after the species change, a well-smoothed transition to Type 2 under optimal driving conditions will keep the output size 204 within the desired range and the quality of the Type 2 final product. In the inventive solution, the second input quantity 10 200 compensates for the effect of the first input quantity 202 on the output quantity 204 until the first and second input quantities have reached the normal run values of the second type 2.
Kuviossa 2C on vielä esitetty yksi esimerkki, miten sisäänmenosuu-reita voidaan rampittaa keksinnöllisen ajatuksen mukaisesti. Tässä esimerkis-15 sä sisäänmenosuureita 210 ja 212 suuremman aikavakion omaavaa sisään-menosuuretta 214 ohjataan maksiminopeudella tai maksiminopeutta pienemmällä siirtymänopeudella ennen lajinvaihtoa kohti lajille 2 ominaista asetusar-voa alkaen ajanhetkellä T01C. Samoin kuin kuvion 2A tapauksessa toisia sisäänmenosuureita 210 ja 212 ohjataan eri suuntaan kuin sisäänmenosuuretta 20 214 lopputuotteen laadun pitämiseksi vakaana ennen lajinvaihtoa alkaen ajan- _. hetkistä T02C ja T03C. Ajanhetket T01C, T02C ja T03C voivat olla sama hetki ; " tai ainakin osittain eri ajanhetkiä. Lajinvaihdon alkaessa hetkellä T1 molempia : 1 1 ' ] sisäänmenosuureita 210 ja 214 ohjataan edullisesti maksiminopeudella kohti ‘ lajille 2 ominaista asetusarvoa. Mahdolliset sisäänmenosuureiden 210 ja 214 25 ylitykset korjataan lajinvaihdon lopussa hetkellä T2 ja siirrytään optimaalisiin • « v. ajo-olosuhteisiin. Keksinnöllisessä ratkaisussa sisäänmenosuureiden määrää ei ole rajoitettu, vaan ainoana ehtona on, että sisäänmenosuureilla on erilaiset aikavakiot eli rampitusnopeudet ja että eri sisäänmenosuureet vaikuttavat samaan ulostulosuureeseen, jolloin ainakin yhdellä sisäänmenosuureella voi 30 kompensoida muiden sisäänmenosuureiden vaikutusta ulostulosuureeseen ,·,· siihen asti, kunnes lajinvaihto aloitetaan. Ennen lajinvaihtoa tapahtuvat muu- > · tokset sisäänmenosuureisiin suoritetaan tyypillisesti esimerkiksi 30 min (T1 -. TO 1C) ennen lajinvaihtoa. Ajan (T1 - TO 1C) pituus nippuun kuitenkin mm. laji- :> muutoksesta, sisäänmenosuureista etc.Figure 2C further illustrates one example of how the inlet mouthpieces can be ramped up in accordance with the inventive idea. In this example-15, the input constant magnitude 214 with a time constant greater than the input variables 210 and 212 is controlled at a maximum rate or a transition rate lower than the maximum rate toward the type 2 setpoint starting at T01C. As in the case of Fig. 2A, the second inlet quantities 210 and 212 are controlled in a different direction than the inlet size 20 214 to maintain the quality of the final product prior to conversion. of T02C and T03C. The times T01C, T02C and T03C may be the same moment; "or at least partially at different points in time. At the beginning of the species change, both the input variables 210 and 214 are preferably controlled at maximum speed toward the setpoint characteristic of species 2. Any overshoot of the input variables 210 and 214 is corrected at T2 at the end of the changeover. In the inventive solution, the number of input variables is not limited, but the only condition is that the input variables have different time constants, i.e. ramp rates, and that the different input variables affect the same output, so that at least one input variable can compensate for other input variables, Changes to the input quantities before the changeover are typically carried out, for example, 30 min (T1 - TO 1C) before the changeover, but the length of the time (T1 - TO 1C) in the bundle is, for example: > change, input quantities, etc.
·;" 35 Kullekin sisäänmenosuureelle on määritelty suurin sallittu muutos- V nopeus. Tämä muutosnopeus voi olla erisuuri eri suuntaan rampitettaessa.·; "35 The maximum allowed rate of change V is defined for each input quantity. This rate of change may be different when ramping in different directions.
•«· · m · · 1 · · β 106055• «· · m · · 1 · · β 106055
Tyypillisesti esimerkiksi höyrynpainetta P nostettaessa rampitusnopeus on suurempi kuin höyrynpainetta P laskettaessa.Typically, for example, when the vapor pressure P is increased, the ramping speed is higher than when the vapor pressure P is lowered.
Tarkastellaan nyt kuvion 3 avulla keksinnön mukaista ratkaisua, jossa ensimmäisenä sisäänmenosuureena on paperikoneen kuivatusosassa ole-5 vien sylinterien 330 höyrypaine, joilla sylintereillä 330 paperirainaa kuivataan, ja toisena sisäänmenosuureena on päällepuhalluksen ja/tai läpipuhalluksen efektiivinen kuivausteho, jolla paperirainaa myös kuivataan. Kuviossa 3 on esitetty pelkistetty ja runsaasti yksinkertaistettu kuva paperikoneen kuivausosas-ta, joka käsittää yhden tai useamman sylintereistä 330 (kaikkia sylintereitä ei 10 ole erikseen viitenumeroitu) koostuvan lohkon 300 - 304, jotka vastaavat kuvion 1 lohkoa 108, ja yhden tai useamman päällepuhalluslohkon 306 ja läpipu-halluslohkon 308, jotka vastaavat kuvion 1 lohkoa 110. Sylinterien 330 lämpötilaa ohjataan säätölohkojen 312 - 322 avulla. Säätölohkot 312 - 322 saavat ohjauskäskynsä lajinvaihto-ohjaimelta 310. Päällepuhallusyksikkö 306 käsittää 15 sylinterin tai telan, edullisimmin imutelan, 340 ja huuvan 342. Puhalluksen nopeutta ohjataan säätimellä 344 ja ilman (tai muun kaasumaisen aineen) lämpötilaa säädetään säätimellä 346. Läpipuhalluslohko 308 on samankaltainen kuin päällepuhalluslohkokin 306. Läpipuhalluslohko 308 käsittää sylinterin 348, huuvan 350 ja säätölohkon 352, jolla säädetään valmistuvan paperin läpi vir-20 taavan ilman (kaasumaisen aineen) nopeutta ja lämpötilaa.Referring now to Fig. 3, a solution according to the invention is considered, wherein the first inlet is the vapor pressure of the cylinders 330 in the dryer section of the papermaking machine, the second inlet and / or the blasting effective drying agent of the paper. Fig. 3 is a simplified and highly simplified view of a drying section of a papermaking machine comprising one or more cylinders 330 (not all cylinders 10 being individually numbered) corresponding to block 108 of Fig. 1 and one or more blowing blocks 306 and a through passage block 308 corresponding to block 110 in Figure 1. The temperature of the cylinders 330 is controlled by the control blocks 312 to 322. The control blocks 312 to 322 receive their control commands from the changeover controller 310. The blowing unit 306 comprises 15 cylinders or rollers, most preferably a suction roll, 340 and a hood 342. The blowing speed is controlled by the controller 344 and the the blow block 306. The blow block 308 comprises a cylinder 348, a hood 350, and a control block 352 for controlling the velocity and temperature of the air (gaseous substance) flowing through the resulting paper.
Sylinterikuivatuksessa sylinterin 330 pintalämpötila on sylinterin 330 '; ’ sisällä olevan höyryn lämpötilan funktio. Sylinterin sisällä olevan höyryn läm- ' « ' ' pötila riippuu taas höyryn paineesta, ja näin sylinterin lämpötilaa voidaan muuttaa höyryn painetta muuttamalla, mikä on sinänsä alan ammattimiehelle V· 25 ilmeistä. Kuviossa 3B on esitetty sylinterin höyrypaineeseen perustuvan kuiva- » i tuksen periaate. Sylinteriin 360 syötetään sylinterin akselin 362 ja venttiilin 364 ;Y kautta höyrylähteestä höyryä, joka on tavallisesti kuumaa vesihöyryä. Sylinte ristä 360 poistetaan lauhdevettä sitoneilla.In cylinder drying, the surface temperature of the cylinder 330 is that of the cylinder 330 '; 'Function of the temperature of the vapor inside. The temperature of the steam inside the cylinder again depends on the pressure of the vapor, and thus the temperature of the cylinder can be varied by varying the pressure of the vapor, as is apparent to those skilled in the art. Figure 3B illustrates the principle of drying the cylinder by vapor pressure. The cylinder 360 is supplied via steam shaft 362 and valve 364; Y from a steam source, which is usually hot water vapor. Condensate is removed from the cylinder 360 with binders.
Päällepuhalluksessa, jota on esitetty kuviossa 3C, sylinterin tai te-30 lan, edullisimmin imutelan 372 päällä olevaan paperirainaan 376 kohdistetaan huuvasta 370 kuuma ilmavirta. Ilma imetään takaisin huuvaan 370 ja kierräte- » i tään polttimen 378 kautta useampaan kertaan. Ilma lämmitetään polttimella , 378. Tyypilliset puhalluksen arvot ovat T = 350°C ja v = 90 m/s. Paperirainan V’ 376 kulkua ohjataan apusylintereillä 374. Muuttamalla lämpötilaa tai erityisesti 35 virtausnopeutta voidaan päällepuhalluksen kuivatusvaikutusta muuttaa. En-V simmäisenä sisäänmenosuureena käytettävän päällepuhalluksen systeemitek-3C, the paper web 376 on top of the cylinder or roll, most preferably on the suction roll 372, is subjected to hot air flow from the hood 370. Air is drawn back into the hood 370 and circulated through the burner 378 several times. The air is heated by a burner, 378. Typical blowing values are T = 350 ° C and v = 90 m / s. The passage of the paper web V '376 is controlled by the auxiliary cylinders 374. By changing the temperature or especially the flow rate 35, the drying effect of the blowing can be changed. The system design for the overflow system used as En-V's first input quantity
«III«III
<11 t « ·« 10 106055 ninen aikavakio, jolla päällepuhallus vaikuttaa ulostulosuureena olevaan pape-rirainan kosteuspitoisuuteen, on pienempi kuin toisena sisäänmenosuureena käytettävän sylinterin höyrypaineen aikavakio. Näinpä keksinnöllisessä ratkaisussa ennen lajinvaihtoa yhden tai useamman sylinteriryhmän höyrypainetta 5 lohkoissa 300 - 306 ohjataan kuten esimerkiksi kuvion 2A käyrää 202 (tai kuviossa 2C käyrää 212) eli höyrypainetta aletaan ohjata reilusti ennen lajinvaihtoa kohti uuden (toisen) lajin asetusarvoja samalla kompensoiden höyrypaineen muutoksesta aiheutuvat vaikutukset päällepuhalluksella. Päällepuhallus-ta yhdessä tai useammassa lohkossa 306 ohjataan siten kuin kuvion 2A käy-10 rää 200 (tai kuvion 2C käyrää 210). Ohjauksesta huolehtii ohjauslohko 314, joka on edullisesti osa paperikoneen tietokonepohjaista ohjausjärjestelmää.The time constant of <11 h <10 106055 by which the blowing effect affects the moisture content of the paper web being the output quantity is less than the time constant of the vapor pressure of the cylinder used as the second input quantity. Thus, prior to species conversion, the vapor pressure 5 in blocks 300-306 of one or more cylinder groups is controlled as, for example, curve 202 (or curve 212 in Fig. 2C), i.e., . The blowing in one or more blocks 306 is controlled as in Fig. 2A run-10 (or Fig. 2C curve 210). The control is provided by the control block 314, which is preferably part of a paper-based computer control system.
Kuviossa 3D on esitetty läpipuhallusjärjestely, joka muistuttaa pääl-lepuhallusjärjestelyä. Tässä tapauksessa sylinterin 382 pinnassa on reikiä, joiden kautta ilma pääsee virtaamaan sylinterin 382 sisään ja poistumaan sylin-15 teristä. Kun huuvasta 380 puhalletaan kuumaa ilmaa paperirainaan 386, ilma menee läpi Tainasta 386 sylinteriin. Läpipuhalluksen aikavakio on lyhempi kuin höyrypaineen säätöön liittyvä aikavakio. Keksinnöllisessä ratkaisussa sisäänmenosuureena olevien sylinterien höyrypaineita ohjataan ennen lajinvaihtoa kohti toisen lajin asetusarvoa ja toisena sisäänmenosuureena olevalla läpipu-20 halluksella kompensoidaan sylinterin höyrypaineen aiheuttamaa lämpötilan-^ muutosta, ja pidetään ulostulosuureena oleva rainan kosteus ennen lajinvaih toa oleellisesti muuttumattomana. Näin keksinnöllisessä ratkaisussa ennen la-jinvaihtoa yhden tai useamman sylinteriryhmän höyrypainetta lohkoissa 300 -306 ohjataan kuten esimerkiksi kuvion 2A käyrää 202 (tai kuviossa 2C käyrää : 25 212) eli höyrypainetta aletaan ohjata reilusti ennen lajinvaihtoa kohti uuden (toisen) lajin asetusarvoja samalla kompensoiden höyrypaineen muutoksesta aiheutuvat vaikutukset läpipuhalluksella. Päällepuhallusta yhdessä tai useam-massa lohkossa 306 ohjataan siten kuin kuvion 2A käyrää 200 (tai kuvion 2C käyrää 210). Ohjauksesta huolehtii ohjauslohko 314, joka on edullisesti osa 30 paperikoneen tietokonepohjaista ohjausjärjestelmää.Figure 3D shows a blow-through arrangement resembling an over-blow arrangement. In this case, the surface of the cylinder 382 has holes through which air can flow into the cylinder 382 and exit the blades 15 of the cylinder. When hot air is blown from the hood 380 to the paper web 386, the air passes from the dough 386 to the cylinder. The time constant of the purge is shorter than the time constant associated with the vapor pressure control. In the inventive solution, the vapor pressures of the inlet cylinders are controlled before the conversion to the setpoint of the second species, and the passage 20 acting as the second inlet compensates for the change in temperature caused by the vapor pressure of the cylinder and maintains the outlet moisture. Thus, in the inventive solution, prior to species conversion, the vapor pressure of one or more cylinder groups in blocks 300 -306 is controlled as, for example, curve 202 (or FIG. 2C: 25 212) of FIG. 2A, i.e., effects caused by blow-through. The inflow in one or more blocks 306 is controlled as a curve 200 (or curve 210 of Fig. 2C). The control is provided by the control block 314, which is preferably part of a paper-based computer control system 30.
Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa ensimmäisenä sisäänmenosuureena olevaa täyteainetta TA ohjataan oleellisesti ennen lajinvaihtoa ' ' : kohti toisen lajin asetusarvoja ja toisena sisäänmenosuureena olevalla reten- •.; tioaineella RA kompensoidaan täyteaineen TA aiheuttamaa muutosta ulostulo- 35 suureena olevaan tuhkapitoisuuteen ASH. Täyteainetta TA lisättäessä tuhkan määrä ASH nousee. Tämä tuhkan ASH nousu voidaan estää ennen lajinvaih- u 106055 toa vähentämällä retentioaineen RA syöttöä massaan. Vastaavasti vähentämällä täyteainetta TA pienenisi tuhkan määrä ASH, ellei retentioaineen RA syöttöä lisättäisi. Lajinvaihdon alkaessa retentioaineen RA syöttö rampitetaan kohti uuden (toisen) lajin asetusarvoa.In a preferred embodiment of the invention, the filler TA, which is the first input quantity, is guided substantially before the changeover '' towards the set values of the second species and the retention quantity as the second input quantity; the thiol RA compensates for the change in filler TA to the ash content ASH. The addition of TA increases the ash content of the ash. This rise in ash ASH can be prevented prior to Stage 106055 by reducing the feed of the retention agent RA to the pulp. Similarly, reducing filler TA would reduce the amount of ash ASH if the feed of the retention agent RA was not increased. At the beginning of the species change, the feed of the retention agent RA is ramped towards the setpoint of the new (second) species.
5 Keksinnön edullisessa toteutusmuodossa sisäänmenosuureina ole via täyteainetta TA ja retentioainetta RA ohjataan ennen lajinvaihtoa kohti toisen lajin asetusarvoja ja toisena sisäänmenosuureena olevalla konemassalla KM kompensoidaan täyteaineen TA ja retentioaineen RA aiheuttamaa muutosta ulostulosuureena olevaan neliöpainoon BW. Täyteainetta TA ja/tai reten-10 tioainetta RA lisättäessä neliöpaino BW nousee. Tämä neliöpainon BW nousu voidaan estää ennen lajinvaihtoa vähentämällä konemassan KM syöttöä viira-kaivoon. Vastaavasti vähentämällä täyteainetta TA ja/tai retentioainetta RA pienenisi neliöpaino BW, ellei konemassan syöttöä KM lisättäisi viirakaivoon. Lajinvaihdon alkaessa konemassan syöttö rampitetaan kohti uuden (toisen) la-15 jin asetusarvoa.In a preferred embodiment of the invention, the filler material TA and the retention agent RA as input quantities are guided before the species change to setpoint values of the second species, and the mechanical input KM as the second input quantity compensates for the change in the basis weight BW of the filler TA and retention agent RA. With the addition of TA and / or reten-10 thio RA, the basis weight BW increases. This increase in basis weight BW can be prevented prior to conversion by reducing the feed mass KM to the wire well. Correspondingly, reducing filler TA and / or retention agent RA would reduce the basis weight BW if the feedstock feed KM was not added to the wire well. At the start of the species change, the feed mass feed is ramped towards the setpoint of the new (second) la-15 Jin.
Keksinnöllisessä ratkaisussa ohjataan sisäänmenosuureena olevaa konemassaa KM kohti toisen lajin asetusarvoja ennen lajinvaihtoa. Toisena sisäänmenosuureena olevaa perälaatikon huuliaukkoa ohjataan kompensoivasti ulostulosuureena olevan neliöpainon BW pitämiseksi oleellisesti muuttumatto-20 mana. Konemassan KM aikavakio on suurempi kuin perälaatikon huuliaukon säätöön liittyvä aikavakio. Jos konemassaa KM lisätään, neliöpaino BW lisääntyy myös. Neliöpainon BW kasvu voidaan estää kuitenkin ennen lajin vaihtoa '·.:/ pienentämällä perälaatikon huuliaukkoa. Lajinvaihdon alkaessa huuliaukkoa muutetaan kohti uuden (toisen) lajin asetusarvoa.: : :'· 25 Tarkastellaan nyt lajinvaihtoon vaikuttavia tekijöitä tunnetuissa lajin- • · vaihtoratkaisuissa, joihin keksinnöllinen ratkaisu voidaan yhdistää. Kuviossa 4 • ;v. on esitetty yksi esimerkki lajinvaihtomallien hyödyntämisestä lajinvaihdoissa.In the inventive solution, the machine mass KM, which is the input quantity, is controlled towards the setpoint values of the second species before the species change. The headbox lip opening as the second inlet is compensated to maintain the outlet weight BW, which is essentially the output, to be substantially constant. The time constant of the machine mass KM is greater than the time constant associated with headbox lip opening adjustment. If the machine mass KM is increased, the basis weight BW will also increase. However, before increasing weight, BW growth can be prevented by reducing the lip opening at the headbox. At the beginning of the breeding change, the lip opening is changed towards the setpoint of a new (second) species::: '25 Let us now consider the factors influencing the breeding in the known species breeding solutions to which the inventive solution can be combined. In Fig. 4,; one example of the use of species exchange models in species exchange is presented.
.v. Lohkossa 400 lasketaan ennusteet neliöpainolle ja kosteudelle ennen ramppi- • · · en käynnistymistä käyttäen hyväksi lajinvaihtomalleja. Rampituksen alettua 30 voidaan lajinvaihtomallien avulla ennustaa ulostulosuureiden arvot lajinvaihdon loppuun asti. Lisäksi seurataan koko lajinvaihdon ajan kosteuden ja neliö-massan kehittymistä..V. In block 400, predictions for basis weight and humidity are calculated before the ramps start using • breeding models. Once the ramping starts 30, the values of the output variables can be predicted with the help of the breed change models until the end of the breed change. In addition, the evolution of humidity and the basis mass are monitored throughout the breeding period.
Jos lajinvaihdon aikana ei ole tarvinnut suorittaa korjaustoimenpitei-:,: tä, mikä tieto saadaan lohkosta 410, todetaan lajinvaihto onnistuneeksi lohkos- .·. · 35 sa 402 ja tallennetaan lajinvaihtoa koskevat tiedot ja trendit onnistuneiden la- jinvaihtojen tietokantaan. Jos on jouduttu tekemään uudelleenrampitus, tallen- 12 106055 netaan lajinvaihto uudelleenrampitettujen lajinvaihtojen tietokantaan. Operaattori kuittaa lajinvaihdon suoritetuksi silloin, kun prosessin avainsuureet ovat uusien rajojen sisällä. Jos rampituksen loputtua ja laatusäätöjen kytkeytyessä päälle lajinvaihtoa ei ole kuitattu suoritetuksi, niin lajinvaihto ei ole onnistunut.If, at the time of the changeover, no corrective action was needed to: -, which information is obtained from block 410, the changeover is determined to be successful. · 35 sa 402 and store breeding information and trends in a successful breeding database. If a re-ramping has been necessary, the 10 105555 reroute will be stored in the ramp-retrieved database. The operator acknowledges the changeover when the process key variables are within new limits. If at the end of the ramping and when the quality control is switched on, the conversion has not been acknowledged, then the conversion has failed.
5 Lohkossa 404 suoritetaan mallinnus ja lajinvaihtomallien päivitys.5 In block 404, modeling and updating of species change models are performed.
Kuvioissa 2A ja 2C esitetyt lajinvaihtomallit voidaan laskea uudelleen jollakin tunnetulla mallintamismenetelmällä joko määräajoin tai esimerkiksi silloin, kun paperikoneen toimintapisteen todetaan muuttuneen eli esimerkiksi koneen nopeus on muuttunut aikaisempaa oleellisesti nopeammaksi. Mallintaminen voi ^ 10 olla täydellinen tai voidaan mallintaa vain muutamia muuttujia. Tyypillisesti nä mä muuttujat ovat kosteusmallissa olevia kertoimia.The species change models shown in Figures 2A and 2C can be recalculated by any known modeling method, either periodically or for example, when the operating point of a paper machine is found to have changed, for example, the speed of the machine has become substantially faster. Modeling can be complete or only a few variables can be modeled. Typically, these variables are coefficients in the moisture model.
Mallintaminen aloitetaan normaalisti luokittelemalla mallinnettava materiaali tehtyjen muutosten ja käytetyn toimintapisteen mukaisesti. Tyypillisesti mallinnettavaksi materiaaliksi hyväksytään vain onnistuneiden lajinvaihto-15 jen tietokantaan tallennetut lajinvaihdot.Modeling begins normally by classifying the material to be modeled according to the changes made and the operating point used. Typically, only species changes stored in the database of successful species exchanges are accepted for modeling.
Lohkon 406 tietokanta sisältää tarvittavat lajinvaihtomallit, niiden parametrit ja toiminta-alueita koskevat tiedot. Luonteeltaan nämä lajinvaihtomallit ovat sellaisia, että lajinvaihtomallin lähtökohtana on vanhan lajin toiminta-alue ja lajinvaihtomallin tarkempi määrittely tehdään muutoksen vanha laji -20 uusi laji mukaisesti.The database of block 406 contains the required species changeover models, their parameters, and information on their operating ranges. By their nature, these breeding patterns are such that the starting point of the breeding model is the area of operation of the old species, and a more detailed definition of the breeding model is made according to the change of the old species -20 new species.
Lohko 408 kuvaa lajinvaihdon käynnistystä ja ohjausta. Kun ennalta määritelty määrä ajoa vanhaan lajiin on jäljellä, tyypillisesti alle 30 minuuttia : (ks. kuvio 2A ja 2B), käynnistetään lajinvaihdon valmistelu, jolloin suurimman aikavakion omaavaa sisäänmenosuuretta aletaan rampittaa kohti toisen lajin : 25 asetusarvoja. Samalla kuitenkin huolehditaan, ettei laji muutu ennen lajinvaih- * · · toa kompensoimalla muutosta toisella sisäänmenosuureella keksinnöllisen rat- 9 ;y kaisun mukaisesti. Tässä vaiheessa luonnollisesti tiedetään vanha laji (ensim- mäinen laji), uusi laji (toinen laji) ja muut uutta lajia koskevat tiedot. Lohkossa • · 410 tapahtuu monen suureen käsittely, joita tietoja käytetään hyväksi lohkois-30 sa 408 ja 412. Lohkossa 414 lasketaan hyödyntäen malleja, jotka saadaan lohkoista 408 ja 412, esimerkiksi kuvion 2A ja 2C mukaiset rampit.Block 408 illustrates the initiation and control of the changeover. With a predetermined amount of drive to the old species remaining, typically less than 30 minutes: (see Figs. 2A and 2B), a species changeover preparation is initiated to begin ramping up the input with the largest time constant toward the second species: 25 setpoints. At the same time, however, care is taken to ensure that the species does not change before the species change by compensating for the change with another input quantity in accordance with the inventive solution. Of course, at this stage, the old species (first species), the new species (second species) and other information concerning the new species are known. In block • 410, a plurality of variables are processed, which information is utilized in blocks 408 and 412. Block 414 is calculated using models obtained from blocks 408 and 412, for example, the ramps of Figure 2A and 2C.
Kuviossa 5 on esitetty monimuuttujasäädön lohkokaavio. Monimuut-tujasäätöä on esitetty tarkemmin esimerkiksi artikkelissa James River Cuts v Grade Change Time with Automated, Predictive Controls: D. McQuillin, P. W.Figure 5 is a block diagram of a multivariate control. For example, James River Cuts v Grade Change Time with Automated, Predictive Controls: D. McQuillin, P.W.
35 Huizinga, pages: 143 - 146, Pulp & Paper, September 1994, joka otetaan tä-...,· hän viitteeksi. Paperikonetta 500 ohjataan monimuuttujaohjaimella 502, johon 1 I « · » · · 13 106055 tulotietoina ovat tavoitearvot (esim. nykyisen lajin tai seuraavan lajin asetusar-vot), paperikoneessa nyt valmistuvan paperin mittaustiedot (ulostulosuureet), jotka takaisinkytketään halutuista kohdista paperin valmistusprosessia, ja häiriöt. Monimuuttujaohjain 502 syöttää paperikoneeseen 500 sisäänmenosuu-5 reet esimerkiksi ohjatakseen paperikonetta valmistamaan nykyistä paperilajia tai siirtymään toiseen paperilajiin keksinnön mukaisen ratkaisun mukaisesti. Monimuuttujasäätö optimoi paperin valmistuksessa tehtävät säätömuutokset. Monimuuttujaoptimoinnilla voidaan edullisesti valita kaksi sisäänmenosuuretta, joilla säädetään yhtä ulostulosuuretta keksinnöllisen ratkaisun mukaisesti.35 Huizinga, pages: 143-146, Pulp & Paper, September 1994, incorporated herein by reference. The paper machine 500 is controlled by a multivariate controller 502 to which 1 I «·» · · 13 106055 input data are target values (e.g., setting values for the current type or next type), measurement data (output values) for paper currently produced in the paper machine, . The multivariate controller 502 feeds the inlet nozzles to the paper machine 500, for example, to direct the paper machine to produce the current paper type or to switch to another paper type according to the solution of the invention. Multivariate Adjustment optimizes the adjustments made in paper making. Multivariate optimization can advantageously select two input quantities that control one output size according to the invention.
10 Keksinnöllistä ratkaisua voidaan yleisesti soveltaa erilaisten tunnet tujen säätöjen kuten avoimen säädön, suljetun säädön, simuloidun säädön ja monimuuttujaoptimoinnin kanssa.The inventive solution can be generally applied with various known controls such as open control, closed control, simulated control and multivariate optimization.
Vaikka keksintöä on edellä selostettu viitaten oheisten piirustusten mukaiseen esimerkkiin, on selvää, ettei keksintö ole rajoittunut siihen, vaan si-15 tä voidaan muunnella monin tavoin oheisten patenttivaatimusten esittämän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa.Although the invention has been described above with reference to the example of the accompanying drawings, it is clear that the invention is not limited thereto, but that it can be modified in many ways within the scope of the inventive idea set forth in the appended claims.
« r « « r i f i , ϊ « t«R« «r i f i, ϊ« t
«•I«I •
• · « «• · ««
* M* M
• · • · * « • 1 « « • « « » 4 f «• · • · * «• 1« «•« «» 4 f «
I II I
• « « « « · « • · MM 2 2 · ·• «« «« · «• · MM 2 2 · ·
Claims (30)
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI982626A FI106055B (en) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Method and apparatus for carrying out paper machine sorting |
| PCT/FI1999/001000 WO2000034578A1 (en) | 1998-12-04 | 1999-12-02 | Method for executing grade change on a paper machine |
| EP99959443A EP1155191A1 (en) | 1998-12-04 | 1999-12-02 | Method for executing grade change on a paper machine |
| AU16611/00A AU1661100A (en) | 1998-12-04 | 1999-12-02 | Method for executing grade change on a paper machine |
| CA002353597A CA2353597A1 (en) | 1998-12-04 | 1999-12-02 | Method for executing grade change on a paper machine |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI982626 | 1998-12-04 | ||
| FI982626A FI106055B (en) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Method and apparatus for carrying out paper machine sorting |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI982626A0 FI982626A0 (en) | 1998-12-04 |
| FI982626A FI982626A (en) | 2000-06-05 |
| FI106055B true FI106055B (en) | 2000-11-15 |
Family
ID=8553044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI982626A FI106055B (en) | 1998-12-04 | 1998-12-04 | Method and apparatus for carrying out paper machine sorting |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1155191A1 (en) |
| AU (1) | AU1661100A (en) |
| CA (1) | CA2353597A1 (en) |
| FI (1) | FI106055B (en) |
| WO (1) | WO2000034578A1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115262267A (en) * | 2020-05-25 | 2022-11-01 | 东莞金洲纸业有限公司 | Logic control method for regulating valve of pulping and papermaking equipment |
| JP2023064174A (en) * | 2021-10-26 | 2023-05-11 | 横河電機株式会社 | Data processor, data processing method, and production system |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3622448A (en) * | 1968-02-16 | 1971-11-23 | Industrial Nucleonics Corp | System and method of process control, particularly papermaking processes in response to fraction defective measurements |
| GB1404147A (en) * | 1971-08-10 | 1975-08-28 | Industrial Nucleonics Corp | Control of fibrous sheet making machines |
| US5718090A (en) * | 1996-06-24 | 1998-02-17 | Wei-Hwang; Lin | Prestressed concrete tensioning system |
| FI109379B (en) * | 1997-07-14 | 2002-07-15 | Metso Paper Automation Oy | Method and apparatus for carrying out paper machine sorting |
| FI114932B (en) * | 1997-12-18 | 2005-01-31 | Metso Paper Inc | Method and apparatus for optimizing drying of a paper web |
-
1998
- 1998-12-04 FI FI982626A patent/FI106055B/en active
-
1999
- 1999-12-02 AU AU16611/00A patent/AU1661100A/en not_active Abandoned
- 1999-12-02 EP EP99959443A patent/EP1155191A1/en not_active Withdrawn
- 1999-12-02 CA CA002353597A patent/CA2353597A1/en not_active Abandoned
- 1999-12-02 WO PCT/FI1999/001000 patent/WO2000034578A1/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2000034578A1 (en) | 2000-06-15 |
| FI982626A (en) | 2000-06-05 |
| AU1661100A (en) | 2000-06-26 |
| CA2353597A1 (en) | 2000-06-15 |
| EP1155191A1 (en) | 2001-11-21 |
| FI982626A0 (en) | 1998-12-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5997691A (en) | Method and apparatus for applying a material to a web | |
| KR101241985B1 (en) | System and method to control press section dewatering on paper and pulp drying machines using chemical dewatering agents | |
| CA2296721A1 (en) | Method and apparatus for executing grade change in paper machine | |
| JPH09504059A (en) | Integrated control system for various transverse profiles in a paper web produced by a papermaking machine or a machine for producing web materials such as a paper machine and / or a finishing machine | |
| JP2002517639A (en) | Adjustment of stock shear and formation | |
| CA2887872C (en) | Adaptive sheetmaking machine control system | |
| CA2283425C (en) | Process and device for improving the shrinkage cross direction profile and paper having an improved cross direction profile | |
| FI106055B (en) | Method and apparatus for carrying out paper machine sorting | |
| US5827399A (en) | Method and system for regulation and on-line measurement of the fibre orientation in a web produced by a paper machine | |
| WO2001000924A1 (en) | Method and apparatus for controlling a moving paper web | |
| US8214071B2 (en) | Simulation method, fiber orientation control method and fiber orientation control apparatus | |
| CN1592805A (en) | Method and apparatus for adjusting operation of wire section | |
| FI111173B (en) | Procedure for checking the quality of a paper web | |
| JP3248534B2 (en) | Method of continuous overall adjustment of headbox and / or former | |
| US6792331B1 (en) | Method and apparatus for controlling the drying process in a drying section of a paper machine or the like | |
| JP2002519538A (en) | Implementation of bubble method using fuzzy controller | |
| CA2353396A1 (en) | Method of controlling the drying process in a drying section of a paper machine or the like | |
| DE102005062304A1 (en) | Method and plant for producing a fibrous web | |
| JP2002302890A (en) | Method for controlling paper machine and apparatus therefor | |
| US5792319A (en) | Method and apparatus for controlling the profile of sheet material | |
| Murphy et al. | Transition control of paper-making processes: Paper grade change | |
| CN117989466A (en) | Method and system for adjusting a negative pressure device on a fiber web machine | |
| CA2379228A1 (en) | Method of estimating unknown or imprecisely known variables in a paper making process |