FI116077B

FI116077B - Method and arrangement for adjusting the paper web profile

Info

Publication number: FI116077B
Application number: FI20010568A
Authority: FI
Inventors: Vesa Vaskelainen
Original assignee: Metso Automation Oy
Priority date: 2001-03-20
Filing date: 2001-03-20
Publication date: 2005-09-15
Also published as: FI20010568A0; FI20010568A

Description

116077116077

Menetelmä ja sovitelma paperirainan profiilin säätämiseksiMethod and arrangement for adjusting the paper web profile

Keksinnön kohteena on menetelmä paperirainan profiilin säätämiseksi, jossa menetelmässä paperirainan profiilia säädetään muuttamalla profii-5 liin vaikuttavan toimilaitteen asemaa toimilaitetta käyttävällä moottorilla, ja jossa menetelmässä mitataan toimilaitteen asemaa ja muutetaan toimilaitteen asemaa toimilaitetta käyttävällä moottorilla toimilaitteen aseman tavoitearvon ja mitatun arvon erotuksen perusteella.The invention relates to a method of adjusting the position of an actuator acting on a profile 5 by adjusting the position of the actuator acting on the profile, and to measuring the position of the actuator and changing the position of the actuator based on the actuator position value and dimensions.

Edelleen keksinnön kohteena on sovitelma paperirainan profiilin 10 säätämiseksi, johon sovitelmaan kuuluu toimilaite ja toimilaitetta käyttämään sovitettu moottori, ja joka sovitelma on sovitettu säätämään paperirainan profiilia muuttamalla toimilaitteen asemaa toimilaitetta käyttävällä moottorilla toimilaitteen aseman tavoitearvon ja mitatun arvon erotuksen perusteellaThe invention further relates to an arrangement for adjusting the paper web profile 10, comprising an actuator and an actuator motor adapted to adjust the paper web profile by changing the actuator position on the actuator motor based on the difference between the target actuator position and the measured value.

Paperin tuotantoon käytettävissä paperikoneissa tuotettavan paperi-15 rainan tai -radan poikkiprofiilin suureiden tai ominaisuuksien muuttamiseksi käytetään ohjattavia profilointilaitteita, jotka on yleensä jaettu säätölohkoihin radan poikkisuunnassa. Kutakin profilointilaitteen säätölohkossa olevaa paperirainan profiilin suureeseen vaikuttavaa venttiiliä, suutinta tms. elementtiä ohjataan lohkossa olevilla toimilaitteilla. Toimilaitteilla ja elementeillä aikaansaatu 20 muutos, kuten liike, voima, virtaus tms. ominaisuus, vaikuttaa välillisesti paperin poikkiprofiilin ominaisuuksiin, joita ovat esimerkiksi neliöpaino, kosteus, v paksuus ja kiilto. Elementin liike, voima tai muu edellä mainittu muutos saa- daan aikaan toimilaitteella. Toimilaitetta käytetään tyypillisesti sähkömoottoril-la, ja toimilaitteessa voimaa välittävänä elimenä on tavallisesti mekaaninen 25 vaihde, esimerkiksi kierukka- tai suora hammaspyörävaihde tai joustokehä-•: · · · vaihde.To change the size or properties of the cross-sectional profile of a paper or web produced in papermaking machines used for paper production, controllable profiling devices, which are generally divided into adjusting blocks across the web direction, are used. Each valve, nozzle or the like affecting the paper web profile size in the profiler control block is controlled by actuators in the block. The change caused by the actuators and elements, such as motion, force, flow or the like, indirectly affects the properties of the cross-section of the paper, such as basis weight, humidity, thickness, and gloss. The movement, force or other change of the element mentioned above is achieved by the actuator. The actuator is typically driven by an electric motor, and the actuator is typically provided with a mechanical gear, for example a worm gear or a straight gear or a flexible ring gear: • · ·.

Erityisesti paperikoneen käynnistyksen ja lajinvaihtojen yhteydessä tehdään suuria, koko paperiradan leveyden ylitse vaikuttavia muutoksia pape-; . rirainan ja sitä kautta sen profiilin ominaisuuksiin. Tällöin olisi edullista, että \‘.Y 30 muutos profiilin ominaisuuksiin voitaisiin tehdä mahdollisimman nopeasti, jotta muutoksen aikainen hukkatuotanto olisi mahdollisimman vähäistä. Toimilait-teiden vaihteissa esiintyy kuitenkin aina välystä, joustoa, kitkaa tai muuta epä-lineaarisuutta siten, että esimerkiksi askelmoottorikäytön avulla on hankala to-. teuttaa nopeaa toimilaitteen tarkkaa paikoitusta ja siten nopeaa profiilinsäätöä.Especially when starting up a paper machine and changing grades, major changes are made to the paper; . rirain and thus its profile properties. It would then be advantageous if the change in profile properties could be made as quickly as possible in order to minimize wastage during the change. However, actuator gears always have play, elasticity, friction or other non-linearity such that, for example, stepper motor drive makes it difficult to operate. provides fast actuator precise positioning and thus rapid profile adjustment.

; ; 35 Asemointitarkkuusvaatimus on tyypillisesti ± 1 μΐη toimilaitteen liikealueen ol- *· "· lessa ±5 mm. Edellä kuvatuista epälineaarisuuksista johtuen toimilaitteen 2 116077 asemointia voidaan joutua toistamaan useitakin kertoja hyvän lopputuloksen saamiseksi. On myös mahdollista, että toimilaitteessa vaikuttavan liikkeelleläh-tökitkan vaikutuksesta toimilaitteella ei ole mahdollista toteuttaa riittävän pieniä säätöliikkeitä. Lisäksi toimilaitetta käyttävän moottorin toistuvat käynnistykset 5 aiheuttavat toistuvasti huomattavia käynnistysvirtasysäyksiä, jolloin usean toimilaitteen samanaikainen asemoiminen ei ole kannattavaa suuren hetkellisen virrankulutuksen vuoksi. Tämä puolestaan aiheuttaa esimerkiksi lajinvaihdon yhteydessä huomattavan aikaviiveen ennen kuin koko rainan poikkiprofiilli on saatu säädettyä halutuksi.; ; 35 The positioning accuracy requirement is typically ± 1 μΐη for actuator travel range * · "· ± 5 mm. Due to the non-linearities described above, positioning of actuator 2 116077 may need to be repeated several times to obtain a good result. It is also possible that the actuator In addition, repeated actuations of the actuator motor 5 repeatedly result in significant starting current pulses, which makes it not profitable to position multiple actuators simultaneously due to high instantaneous power consumption, which, for example, results in a significant time delay when changing the entire web.

10 EP-julkaisussa 0932 089 on esitetty menetelmä toimilaitteen ase- moimiseksi, jossa menetelmässä toimilaitetta ohjataan ensin jatkuvalla ohjaus-pulssilla kohti tavoitearvoa. Kun toimilaite ylittää ennen tavoitearvoa asetetun ennakon, toimilaitteen jatkuva liike pysäytetään. Tämän jälkeen toimilaitetta ohjataan eteenpäin vakiomittaisten ohjauspulssien avulla, mikäli toimilaite ei 15 ole vähintään toimilaitteen hystereesin mukaisella etäisyydellä tavoitearvostaan, jolloin toimilaite katsotaan asemoiduksi riittävän tarkasti. Kun toimilaitteen liike on ohjauspulssin antamisen jälkeen pysähtynyt, tarkistetaan toimilaitteen asema sen yhteyteen liitetyn mittauselimen antaman asematiedon perusteella. Tätä toistetaan niin kauan kunnes toimilaite on enintään ennalta määri-20 tetyn hystereesin etäisyydellä tavoitearvostaan. Julkaisussa esitetty menetelmä on kuitenkin hidas sen vuoksi, että toimilaitteen asema mitataan vasta toimilaitteen pysähtymisen jälkeen. Tällöin toimilaitteen asemoimiseksi mahdollisesti tarvittavat useat ohjauspulssit aiheuttavat toimilaitetta käyttävän mootto-: rin toistuvia käynnistyksiä, mikä aiheutuu kytkentävirtasysäyksiä ja siten rajoit- ; ‘: 25 taa samanaikaisesti asemoitavien toimilaitteiden lukumäärää, täten hidastaen : j profiilinsäätöä. Jatkuvat toistuvat käynnistykset lisäävät laitteiden kulumista, mikä lyhentää niiden käyttöikää. Edelleen toimilaitteen sisäisten liikkeellelähtö-kitkojen vuoksi ohjauspulssi voidaan joutua mitoittamaan liian pitkäksi tarvitta-. . vaan säätöliikkeeseen nähden, jolloin toimilaitetta ei voida siirtää riittävän lä- 30 helle tavoitearvoa ilman, että toimilaite siirtyy epälineaarisuuksiensa vuoksi ta-* ·; ·' voitearvon ohitse.EP 0932 089 discloses a method for positioning an actuator, wherein the actuator is first controlled by a continuous control pulse towards the target value. When the actuator exceeds the pre-set value, the continuous actuator movement is stopped. The actuator is then guided forward by means of constant control pulses if the actuator 15 is not at least within the actuator hysteresis distance from its target value, in which case the actuator is considered to be positioned with sufficient accuracy. When the actuator movement has stopped after the control pulse has been issued, the position of the actuator is checked based on the position information provided by the measuring element connected to it. This is repeated until the actuator is within a maximum of 20 predetermined hysteresis from its target value. However, the method disclosed in the publication is slow because the actuator position is measured only after the actuator has stopped. In this case, the multiple control pulses that may be required to position the actuator cause repeated actuations of the motor driving the actuator, resulting in switching current surges and thus limiting; ': 25 controls the number of actuators to be positioned simultaneously, thereby slowing down the profile adjustment. Continuous repeated start-ups increase the wear of the devices, which shortens their service life. Further, due to the internal frictional movements of the actuator, the control pulse may need to be dimensioned too long. . but relative to the control movement, whereby the actuator cannot be moved close enough to the target value without the actuator moving due to its non-linearity * ·; · 'Past the target value.

: US-julkaisussa 4892623 on esitetty perälaatikon huulen säädön yhteydessä käytetty askelmoottori, jonka yhteyteen on sovitettu eräänlainen , vaihteistoratkaisu, jonka avulla moottorin yhteyteen kytkettyä karaa voidaan li- 35 neaarisuunnassa liikuttaa kahdella eri nopeudella. Julkaisussa esitetyn ratkai- 3 116077 sun ongelmana on sen monimutkaisuus ottaen huomioon karan liikkumisen rajoittuneisuuden vain kahteen eri nopeusalueeseen.U.S. Patent No. 4,892,623 discloses a stepper motor used in connection with a headbox lip adjustment, which is fitted with a kind of gearbox arrangement which enables the spindle connected to the motor to be moved in two linear directions at two different speeds. The problem with the solution disclosed in the publication is its complexity, considering the limitation of spindle movement to only two different speed ranges.

Edelleen tunnetaan tapa ohjata toimilaite asetusarvoonsa jatkuva-toimisesti, jolloin ohjauksen kanssa samanaikaisesti mitataan toimilaitteen 5 asemaa. Kun mittaamalla todetaan, että toimilaite on saavuttanut halutun aseman, toimilaitteen liike pysäytetään. Mittausohjelmiston hitauden vuoksi mittaustulos saadaan kuitenkin viiveellä, jolloin toimilaite ohjautuu ohi halutun aseman ja aseman korjausta varten täytyy suorittaa vastakkaiseen suuntaan korjausajoja. Tällöin siis välykset ja muut epälineaarisuudet aiheuttavat ase-10 mointiin epätarkkuutta ja ohjauksesta tulee monimutkainen ja hankala.It is further known how to actuate the actuator to its setpoint continuously, whereby the position of the actuator 5 is measured simultaneously with the control. When the measurement indicates that the actuator has reached the desired position, the actuator movement is stopped. However, due to the slowness of the measurement software, the measurement result is delayed, in which case the actuator bypasses the desired position and repairs must be performed in the opposite direction to correct the position. Thus, clearances and other non-linearities cause inaccuracy in weapon-10 rendering and control becomes complicated and cumbersome.

Tämän keksinnön tarkoituksena on saada aikaan uudentyyppinen ja nopea ratkaisu paperirainan profiilin säätämiseksi.The object of the present invention is to provide a novel and fast solution for adjusting the profile of a paper web.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että mitataan toimilaitteen asemaa reaaliaikaisesti, määritetään toimilaitteen hitaus-15 voima ja ohjaus- ja säätöpiirin nopeus toimilaitetta koeajamalla, säädetään toimilaitteen hitausvoimaa toimilaitteeseen kuuluvalla vaihteistolla, säädetään ohjaus- ja säätöpiirin nopeutta ohjaus- ja säätöpiirin määritetyn nopeuden perusteella ja säädetään toimilaitteen hitausvoimaa ja ohjaus- ja säätöpiirin nopeutta siten, että muutettaessa toimilaitteen asemaa toimilaitetta käyttävällä 20 moottorilla toimilaitteen aseman tavoitearvon ja mitatun arvon erotuksen perusteella toimilaite liikkuu asemansa tavoitearvoon olennaisesti pysähtymättä.The method according to the invention is characterized by measuring the position of the actuator in real time, determining the actuator inertia force 15 and the speed of the control and regulating circuit by testing the actuator, adjusting the actuator inertia with the actuator included in the actuator the actuator inertia force and the speed of the control and adjusting circuit such that, when the actuator position is changed by 20 motors using the actuator, based on the difference between the actuator target value and the measured value,

Edelleen keksinnön mukaiselle sovitelmalle on tunnusomaista se, '': että sovitelmaan kuuluu ohjausvälineet, jotka on sovitettu mittaamaan toimilait- : teen asema reaaliaikaisesti ja jotka on sovitettu määrittämään toimilaitteen hi- ; ' ‘: 25 tausvoima ja ohjaus- ja säätöpiirin nopeus toimilaitetta koeajettaessa ja että • toimilaitteen hitausvoima on sovitettu säädettäväksi toimilaitteeseen kuuluvalla .··*, vaihteistolla, ohjaus- ja säätöpiirin nopeus on sovitettu säädettäväksi ohjaus- ja säätöpiirin määritetyn nopeuden perusteella ja toimilaitteen hitausvoima ja . . ohjaus- ja säätöpiirin nopeus ovat sovitettuja säädettäväksi siten, että muutet- 30 taessa toimilaitteen asemaa toimilaitetta käyttävällä moottorilla toimilaitteen aseman tavoitearvon ja mitatun arvon erotuksen perusteella toimilaite on sovi-: : ’: tettu liikkumaan asemansa tavoitearvoon olennaisesti pysähtymättä.Further, the arrangement according to the invention is characterized in that the arrangement comprises control means adapted to measure the position of the actuator in real time and adapted to determine the actuator hi; '': 25 back force and speed of control and regulating circuit during actuator test drive and that • actuator inertia force is adapted to be adjusted by actuator · · *, gearbox, control and regulating circuit speed is adapted to be controlled by actuated speed and actuator speed. . the speed of the control and adjusting circuit are adapted to be adjusted such that when the actuator position is changed by the actuator motor, based on the difference between the actuator target value and the measured value, the actuator is adapted to move to its target value without stopping.

Keksinnön olennaisen ajatuksen mukaan paperirainan profiilia sää-.* . detään muuttamalla profiiliin vaikuttavan toimilaitteen asemaa toimilaitetta 35 käyttävällä moottorilla toimilaitteen aseman tavoitearvon ja mitatun arvon ero-tuksen perusteella. Edelleen olennaisen ajatuksen mukaan toimilaitteen ase- 4 116077 maa mitataan reaaliaikaisesti, määritetään toimilaitteen hitausvoima ja ohjaus· ja säätöpiirin nopeus ja sovitetaan toimilaitteen hitausvoima niin suureksi ja ohjaus- ja säätöpiiri niin nopeaksi, että muutettaessa toimilaitteen asemaa toimilaitetta käyttävällä moottorilla toimilaite liikkuu asemansa tavoitearvoon 5 olennaisesti pysähtymättä. Termillä "hitausvoima” tarkoitetaan toimilaitteen massan, rakenteen joustojen ja kitkojen muodostamaa hitausvoimaa. Keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan toimilaitetta käyttävänä moottorina on askelmoottori. Keksinnön erään toisen edullisen sovellutusmuodon mukaan moottoria käytetään jatkuvatoimisesti toimilaitteen koko asemoimisen 10 ajan.According to the essential idea of the invention, the profile of the paper web is weathered. is determined by changing the position of the actuator acting on the profile with the motor using the actuator 35 based on the difference between the actuator position target value and the measured value. Further, the essential idea is to measure actuator actuator 4 116077 in real time, determine actuator inertia and control · and control circuit speeds, and adjust actuator inertia so high and control actuator to move the actuator 5 . According to a preferred embodiment of the invention, the motor driving the actuator is a stepper motor. According to another preferred embodiment of the invention, the motor is continuously operated during the entire positioning of the actuator.

Keksinnön etuna on, että toimilaite saadaan asemoitua tavoite-arvoonsa nopeasti ja tarkasti, jolloin esimerkiksi tuotantohävikin määrä iajin-vaihtojen aikana vähenee. Askelmoottoria käytettäessä toimilaite on helposti ohjattavissa ja hallittavissa askelmoottorin pienille askeleille tunnusomaisen 15 dynamiikan ansiosta. Käytettäessä toimilaitetta ohjaavaa moottoria jatkuvatoimisesti vältetään moottorin jatkuvasti toistuvien käynnistysten sähköverkosta ottamat suuret käynnistysvirrat, jolloin useita toimilaitteita voidaan asemoida samanaikaisesti. Lisäksi tällä edullisella ohjausratkaisulla voidaan lukumäärältään suuren hajautetun toimilaitemäärän tehdä mahdollisimman samanaikai-20 sesti, halutun ajan kuluessa. Edelleen tarvitaan kaapelointi ja ohjaus- ja sää-töyksiköt voidaan toteuttaa yksinkertaisesti ja modulaarisesti pienessä tilassa.An advantage of the invention is that the actuator can be positioned to its target value quickly and accurately, thereby reducing, for example, the amount of production loss during iajin shifts. When using a stepper motor, the actuator is easily controlled and controlled by the 15 dynamics characteristic of the small stepper motor. Continuous operation of the actuator-controlled motor avoids the large starting currents taken from the mains by the repeatedly actuated motors, whereby several actuators can be positioned simultaneously. Further, with this preferred control solution, a large number of distributed actuators can be made as concurrently as possible, within the desired time. Further cabling is required and the control and adjustment units can be implemented simply and modularly in a small space.

»»

Edelleen ratkaisun etuna on mekaanisen vaihteen vähäisempi kuluminen, :.: koska toimilaitteen liikkeellelähtöjä on vähän.A further advantage of the solution is reduced wear on the mechanical gear,:.: Because the actuator starts are few.

: ; Keksinnön mukainen ratkaisu on aivan vastaava myös kartonki- ja ; 25 pehmopaperikoneissa tapahtuvassa kartonki- tai pehmopaperirainan profiilin ·:··: säädössä ja termillä ’’paperi” tarkoitetaankin tämän selityksen yhteydessä . · ·. myös kartonkia ja pehmopaperia.:; The solution according to the invention is also quite similar to carton; In the context of this paper, the adjustment of the cardboard or tissue paper profile ·: ··: and the term ““ paper ”in the tissue machines are used herein. · ·. also cardboard and tissue.

Keksintöä selitetään tarkemmin oheisissa piirustuksissa, joissa . . kuvio 1 esittää kaavamaisesti erästä keksinnön mukaisen menetel- » * * ';; : 30 män toteuttavaa laitteistoa yläpuolelta katsottuna ja kuvio 2 esittää kaavamaisesti yläpuolelta katsottuna paperikoneen perälaatikkoa.The invention will be explained in more detail in the accompanying drawings in which. . Fig. 1 schematically illustrates a method of the invention. Fig. 2 is a schematic top view of a paper machine headbox.

Kuviossa 1 on kaavamaisesti esitetty yläpuolelta katsottuna eräs . ‘ . menetelmän toteuttava sovitelma paperirainan profiilin säätämisessä. Kuvios- ; : 35 sa 1 on kaavamaisesti esitetty toimilaite 1, jota käyttämällä eli jonka asemaa *· muuttamalla voidaan vaikuttaa valmistettavan rainan profiiliin. Liikuttamalla 5 116077 toimilaitetta 1 edestakaisin nuolen A suuntaisesti voidaan ohjata siihen kytkettyä, rainan valmistuksessa käytettävää väliainetta syöttävää venttiiliä, suutinta tai muuta vastaavan tyyppistä profilointielementtiä, jota selvyyden vuoksi ei ole esitetty kuviossa 1. Toimilaite 1 voi olla myös esimerkiksi paperikoneen perä-5 laatikon huulilistaan kiinnitetty kara, jolloin toimilaitteen 1 liike säätää huulen asemaa. Toimilaitetta 1 käytetään moottorilla 2, joka profiilinsäädössä on tyypillisesti sähkökäyttöinen ja edullisesti askelmoottori. Toimilaitteeseen 1 kuuluu usein myös mekaaninen vaihde tai vaihteisto, esimerkiksi kierukka- tai suora hammaspyörävaihde tai joustokehävaihde, joka välittää moottorilta 2 tule-10 van voiman toimilaitteen 1 liikkeeksi. Kuvion 1 mukaiseen sovitelmaan kuuluu edelleen ohjaus- ja säätöyksikkö 3, joka on sovitettu ohjaamaan toimilaitetta 1 käyttävää moottoria 2. Ohjaus- ja säätöyksikköön 3 kuuluu tietojenkäsittelyelin 4, joka edullisesti on mikroprosessori tai signaaliprosessori. Sovitelmaan kuuluu toimilaitteen 1 yhteyteen sovitettu mittauselin 5, esimerkiksi LVDT-anturi tai 15 potentiometri, joka mittaa reaaliaikaisesti toimilaitteen 1 asemaa. Mittauseli-men 5 asemaa kuvaava asematieto MS siirretään ohjaus- ja säätöyksikön 3 tietojenkäsittelyelimeen 4. Samaan tietojenkäsittelyelimeen 4 tulee myös toimilaitteen 1 haluttua asemaa eli tavoitearvoa vastaava asetusarvo SV. Asetusar-vo SV annetaan ylemmän tason automaatiojärjestelmältä siinä vaiheessa, kun 20 automaatiojärjestelmälle asetetaan prosessin operaattorin toimesta uudet rainan profiilin ominaisuuksien tavoiteparametrit. Asetusarvo SV ei välttämättä v suoraan ilmaise toimilaitteen 1 aseman tavoitearvoa, vaan se voi olla myös ar- vo, jonka perusteelle tiedonkäsittelyelin 4 voi määrittää toimilaitteen 1 aseman . 'l tavoitearvon. Edullisesti asetusarvo SV vastaa suoraan toimilaitteen 1 aseman : 25 tavoitearvoa. Ohjaus- ja säätöyksikön 3 tietojenkäsittelyelin 4 määrittää ase- tusarvon SV ja toimilaitteen 1 asematiedon MS perusteella moottorin 2 ohjauk-.··*. sen CO, jonka mukaisesti moottoria 2 käytetään toimilaitteen 1 ajamiseksi ta voitearvoonsa.Fig. 1 is a schematic top view of one. '. an arrangement implementing the method for adjusting the paper web profile. Patterned; : 1 is a schematic representation of an actuator 1 which, by changing its position * ·, can influence the profile of the web to be manufactured. Moving 5 116077 actuator 1 back and forth in the direction of arrow A direction can be controlled by the connected, supplying the medium valve used in the manufacture of the web, a nozzle or any other similar type of profiling of the element, which for clarity is not shown in Figure 1. The actuator 1 may be, for example, a paper machine head-five box slice to the list of attached spindle, wherein movement of actuator 1 adjusts lip position. The actuator 1 is driven by a motor 2 which is typically electrically driven and preferably stepper motor for profile control. The actuator 1 often also includes a mechanical gear or transmission, for example a worm gear or a straight gear gear or a spring gear gear, which transmits the power from the motor 2 to the actuator 1 movement. The arrangement of Fig. 1 further comprises a control and control unit 3 adapted to control the motor 2 driving the actuator 1. The control and control unit 3 comprises a data processing element 4, which is preferably a microprocessor or a signal processor. The arrangement includes a measuring element 5 fitted to the actuator 1, for example an LVDT sensor or a potentiometer 15, which measures in real time the position of the actuator 1. The position information MS describing the position of the measuring element 5 is transmitted to the data processing means 4 of the control and adjustment unit 3. The same data processing means 4 also receives a set value SV corresponding to the desired position of the actuator 1, i.e. the target value. The setpoint SV is provided by the higher level automation system at the point when the process operator is set by the process operator to set new target parameters for the web profile properties. The setpoint value SV does not necessarily indicate directly the target value of the actuator 1 position, but may also be a value upon which the data processing element 4 can determine the position of the actuator 1. 'l target value. Preferably, the setpoint SV corresponds directly to the target value of actuator position 1: 25. The data processing element 4 of the control unit 3 determines the setpoint SV and the position information MS of the actuator 1 to control the motor 2. ·· *. the CO according to which the motor 2 is used to drive the actuator 1 to its target value.

. . Tunnetuissa ratkaisuissa toimilaitteen 1 mekaanisesta rakenteesta 30 johtuvat toimilaitteen 1 erilaiset ominaisuudet, kuten esimerkiksi toimilaitteen 1 I i '·· sisäiset kitkat tai välykset, aiheuttavat ongelmia toimilaitteen 1 asemoimiseksi.. . In the known solutions, the different characteristics of the actuator 1 due to the mechanical structure 30 of the actuator 1, such as internal frictions or clearances of the actuator 1, cause problems in positioning the actuator 1.

: Lisäksi ohjaus- ja säätöpiirin nopeus vaikuttaa ratkaisevasti profiilin säätämi- seen. Kuvion 1 esittämässä tapauksessa ohjaus-ja säätöpiiri käsittää ohjaus-ja säätöyksikön 3, mittauselimen 5 sekä toimilaitteen 1 ja sitä käyttävän moot-V: 35 torin 2. Ohjaus-ja säätöpiirin ollessa liian hidas toimilaite 1 ohjataan helposti '· '·* halutun aseman ohitse, koska tieto siitä, että toimilaitteen 1 asema on saavut- 6 116077 tanut tavoitearvon, saadaan liian myöhään toimilaitteen pysäyttämiseksi tähän asemaan. Tällöin toimilaitetta 1 pitää ohjata takaisinpäin, jolloin taas voi tapahtua tavoitearvon ylitys toiseen suuntaan. Tämä johtaa jatkuviin toimilaitteen 1 suunnanmuutoksiin ja kestää kauan aikaa, ennen kuin toimilaite 1 asettuu 5 haluttuun asemaan. Tämän vuoksi keksinnön mukaisessa ratkaisussa määritetään toimilaitteen 1 hitausvoima ja ohjaus- ja säätöpiirin nopeus ja sovitetaan toimilaitteen 1 hitausvoima niin suureksi ja ohjaus- ja säätöpiiri niin nopeaksi, että toimilaite 1 siirtyy tavoitearvoonsa olennaisesti pysähtymättä, kun toimilaitteen asemaa muutetaan sitä käyttävällä moottorilla 2.: In addition, the speed of the control and adjusting circuit plays a crucial role in adjusting the profile. In the case shown in Fig. 1, the control and regulating circuit comprises a control and regulating unit 3, a measuring element 5 and an actuator 1 and a motor V: 35 tor 2. Operated by the control and regulating circuit, the actuator 1 is easily controlled , because the knowledge that the position of the actuator 1 has reached the target value is too late to stop the actuator in that position. In this case the actuator 1 must be directed backwards, whereby the target value may be exceeded in the other direction. This results in continuous changes of direction of the actuator 1 and takes a long time before the actuator 1 settles into the 5 desired positions. Therefore, the solution according to the invention determines the inertia force of the actuator 1 and the speed of the control and regulating circuit and adjusts the inertial force of the actuator 1 so high and the control and regulating circuit so fast that the actuator 1 moves to its target value without stopping

10 Toimilaitteen 1 hitausvoima kuvaa toimilaitteen 1 käyttäytymistä, kun siihen kohdistetaan voima, joka pyrkii saamaan sen esimerkiksi pysäytetystä tilasta liikkeelle tai liikkuvasta tilasta pysäytetyksi. Toimilaitetta 1 voitaisiin kuvata esimerkiksi jousi-massa-systeeminä. Kun toimilaite 1 pyritään saamaan pysäytetystä tilasta liikkeelle, toimilaitteen 1 hitausvoima vastustaa toimilait-15 teen 1 siirtämistä, kunnes tietyssä pisteessä toimilaite 1 lähtee liikkeelle. Vastaavasti kun toimilaitetta 1 pysäytetään, toimilaite 1 pyrkii jatkamaan liikettään eikä pysähdy välittömästi. Toimilaitteen 1 hitausvoima riippuu toimilaitteen 1 mekaanisesta rakenteesta ja siinä vaikuttavista kitkoista ja tämän selityksen yhteydessä termillä "hitausvoima” tarkoitetaan toimilaitteen 1 massan, raken-20 teen joustojen ja kitkojen muodostamaa hitausvoimaa. Mitä suurempi toimilaitteen 1 hitausvoima on, sitä jäykempi toimilaitetta 1 kuvaava jousi-massa-systeemi on ja sitä helpompi toimilaitteen 1 käyttäytymistä on hallita. Toimilait-j,: teen 1 hitausvoima voidaan määrittää koeajamalla toimilaitetta. Toimilaitteen 1 hitausvoimaa voidaan muuttaa esimerkiksi toimilaitteeseen 1 kuuluvan vaih-: "; 25 teiston avulla suuremmaksi tai pienemmäksi, eli toimilaitetta voidaan muuttaa jäykemmäksi tai joustavammaksi. Keksinnön mukaisen ratkaisun kannalta on .···. sitä edullisempaa, mitä suurempi toimilaitteen hitausvoima on, jolloin toimilait teen 1 käyttäytyminen on rauhallisempaa.The inertia force of the actuator 1 describes the behavior of the actuator 1 when subjected to a force which tends to cause it, for example, to move from a stopped state or from a moving state. The actuator 1 could be described, for example, as a spring-mass system. When the actuator 1 is sought to be actuated from a stalled state, the inertia force of the actuator 1 is opposed to moving the actuator 1 until at a certain point the actuator 1 moves. Similarly, when actuator 1 is stopped, actuator 1 tends to continue its movement and does not stop immediately. The inertia force of the actuator 1 depends on the mechanical structure of the actuator 1 and the friction acting on it, and in this specification the term "inertia force" refers to the inertia force of the mass 1, the elasticities and frictions of the actuator 1. The greater the inertia of the actuator 1 system is easier and easier to control the behavior of actuator 1. The inertia force of actuator 1 can be determined by testing the actuator. 25, the actuator can be made rigid or more flexible. In terms of the solution according to the invention, it is ···. the more advantageous the greater the inertia force of the actuator, whereby the behavior of the actuator 1 is calmer.

. . Ohjaus- ja säätöpiirin nopeus voidaan määrittää koeajamalla, jolloin 30 saadaan käsitys siitä, miten nopeasti koko ohjaus- ja säätöpiiri toimii ja miten ’ ; ·' toimilaite 1 ja moottori 2 reagoivat ohjauksen CO muutoksiin. Ohjaus- ja säätö- ; : ‘: piirin toiminta ja erityisesti mittauselimen 5 ja ohjaus- ja säätöyksikön 3 tiedon- , käsittelyelimen 4 toiminta ja laskenta sovitetaan niin nopeaksi, että mittaus- . . elimeltä 5 saadaan koko ajan reaaliaikainen toimilaitteen asematieto MS, jon- V: 35 ka asematiedon MS ja asetusarvon SV perusteella ohjaus- ja säätöyksikön 3 ’· tietojenkäsittelyelin laskee moottorin 2 ohjausta CO siten, että moottori 2 liikut- 7 116077 taa toimilaitetta 1 siten, että toimilaite liikkuu tavoitearvoonsa olennaisesti pysähtymättä sitä ennen. Täten keksinnön mukaisen ratkaisun ansiosta toimilaite 1 voidaan asemoida tavoitearvoonsa nopeasti ja tarkasti ilman, että toimilaite 1 pysähtyisi ennen tavoitearvoaan. Toimilaitteen 1 hitausvoimasta riippuen 5 moottorin 2 ei välttämättä tarvitse pyöriä koko ajan, jotta toimilaite 1 liikkuisi. Kuitenkin joka kerta moottoria 2 käynnistettäessä moottori 2 ottaa sähköverkosta suuren käynnistysvirran, mikä rajoittaa samanaikaisesti asemoitavien toimilaitteiden 1 lukumäärää. Tämän vuoksi toimilaitetta 1 asemoitaessa moottoria 2 käytetään edullisesti koko ajan, jolloin vältetään jatkuvasti verkosta otet-I 10 tavat suuret käynnistysvirrat ja jolloin useita toimilaitteita voidaan asemoida yh tä aikaa, mikä nopeuttaa valmistettavan rainan profiilin säätöä.. . The speed of the control and adjusting circuit can be determined by a test drive, which gives an idea of how fast the entire control and adjusting circuit operates and how '; · Actuator 1 and motor 2 react to changes in control CO. Control and regulation; : ': The operation of the circuit, and in particular the operation and calculation of the measuring element 5 and the information, processing element 4 of the control and adjustment unit 3, is adapted to such a speed that the measuring. . the actuator 5 obtains real-time actuator position information MS, based on the position information MS and the set point SV, the data processing means of the control unit 3 '· calculates the control CO of the motor 2 so that the motor 2 moves the actuator 1 so that the actuator moves to its target value without stopping before that. Thus, the solution of the invention allows the actuator 1 to be positioned quickly and accurately to its target value without the actuator 1 stopping before its target value. Depending on the inertia force of the actuator 1, the motor 2 may not need to rotate all the time for the actuator 1 to move. However, each time the motor 2 is started, the motor 2 draws a large starting current from the mains, which limits the number of actuators 1 to be positioned simultaneously. Therefore, when positioning the actuator 1, the motor 2 is preferably operated all the time, which avoids the need for high starting currents continuously connected to the grid and allows multiple actuators to be positioned simultaneously, which speeds up the profile adjustment of the web to be manufactured.

Toimilaitteen 1 mekaanisesta rakenteesta johtuen siinä on tiettyjä välyksiä, joiden vaikutus toimilaitteen 1 asemoimisessa pitää ottaa huomioon. Välys pitää huomioida toimilaitteen 1 asemointia aloitettaessa, mikäli toimilait-15 teen 1 suuntaa vaihdetaan toimilaitteen 1 edelliseen asemointiin verrattuna. Muuten välyksellä ei ole merkitystä koska keksinnön mukaista ratkaisua käytettäessä toimilaitteen 1 asemoinnissa suunnanmuutosta ei muuten tapahdu. Toimilaitteen 1 välyksestä saadaan tieto esimerkiksi toimilaitetta 1 koeajettaessa. Toimilaitteen 1 käytön aikana sen välys voi muuttua ja siitä voidaankin 20 kerätä jokaisen asemointikerran aikana trenditietoa, jota voidaan käsitellä ja säilyttää esimerkiksi ohjaus- ja säätöyksikön 3 tiedonkäsittelyelimessä 4 ja jota V: voidaan käyttää hyväksi toimilaitetta 1 seuraavan kerran asemoitaessa.Due to the mechanical construction of the actuator 1, there are certain clearances whose effect in positioning the actuator 1 must be taken into account. The clearance must be considered when starting positioning of actuator 1 if the direction of actuator 1 is changed relative to the previous positioning of actuator 1. Otherwise, play is irrelevant since the positioning of the actuator 1 does not otherwise change direction when using the solution of the invention. The clearance of the actuator 1 is obtained, for example, during the test drive of the actuator 1. During operation of the actuator 1, its clearance may change and, during each positioning, it may collect trend information which can be processed and stored, for example, in the data processing member 4 of the control and adjustment unit 3 and used for the next positioning of the actuator.

Moottori 2 on edullisesti askelmoottori. Profiilinsäädössä käytettä-vien askelmoottoreiden askeleiden lukumäärä yhtä moottorin roottorin kierros-•\ 25 ta kohti on tyypillisesti hyvin suuri, esimerkiksi 200 askelta per kierros. Mootto- rin ollessa askelmoottori voidaan sitä ohjata jatkuvatoimisesti pienin askelin si-The motor 2 is preferably a stepper motor. The number of steps of stepper motors used for profile adjustment is typically very large, for example 200 steps per revolution of the motor rotor. When the motor is a stepper motor, it can be continuously operated in small increments.

* I* I

ten, että moottorin ohjaama toimilaite 1 siirtyy tavoitearvoonsa olennaisesti pysähtymättä sitä ennen. Askelmoottoria käytettäessä ei välttämättä tarvita asentoanturia, vaan roottorin kulloinenkin asento voidaan päätellä moottorille I t t : 30 annettujen askelkomentojen lukumäärän perusteella. Tällöin myös toimilait- *··.· teen 1 kulloinenkin asema voitaisiin päätellä askelmoottorille annettujen askel- : komentojen määrän perusteella. Toimilaitteen 1 aseman määrittämiseksi on ; ‘ kuitenkin edullista käyttää toimilaitteen 1 aseman ilmaisevaa mittauselintä 5, .· . jolloin toimilaitteen 1 todellinen asema saadaan tarkasti ja reaaliaikaisesti ja ; 35 toimilaite 1 voidaan ohjata tarkasti tavoitearvoonsa. Askelmoottorin sijaan toi- '· : milaitetta 1 käyttävänä moottorina 2 voidaan kuitenkin käyttää myös jotainwherein the motor-controlled actuator 1 moves to its target value without stopping before it. When using a stepper motor, it is not necessary to use a position sensor, but the current position of the rotor can be deduced from the number of step commands given to the motor I t: 30. Then the actual position of the actuator 1 could also be deduced from the number of step: commands given to the stepper motor. To determine the position of the actuator 1 is; However, it is advantageous to use a measuring element 5 indicating the position of the actuator 1. ·. whereby the actual position of the actuator 1 is obtained accurately and in real time, and; The actuator 1 can be precisely controlled to its target value. However, instead of a stepper motor, something else can be used as the motor 2 which operates the device 1

II

8 116077 i f muuta sähkökäyttöistä moottoria, kuten esimerkiksi synkronimoottoria tai oikosulkumoottoria.8 116077 i f other electric motors, such as synchronous or short-circuit motors.

Kuviossa 2 on esitetty kaavamaisesti eräs paperinvalmistusprosessin osa ylhäältäpäin katsottuna. Kuviossa 2 on esitetty perälaatikko 6, jolla 5 syötetään viiralle kuitumassaa siten, että muodostuu paperiraina 7. Perälaati-kossa 6 on huulilista 8, jonka yhteyteen on sovitettu useita kuvion 1 mukaisia toimilaitteesta 1, moottorista 2, ohjaus- ja säätöyksiköstä 3 ja mittauselimestä 5 koostuvia yksiköitä rinnakkain. Paperikoneen profiilinsäätöön liittyvissä laitteissa voi olla useita kymmeniä tai jopa 200 yksikköä rinnakkain tuotettavan 10 paperirainan leveydelle asetettuina. Toimilaitteiden 1 avulla säädetään huulilis-tan 8 asemaa, eli aukeamista, mikä määrittää huuliaukon 9 korkeuden tässä paperirainan poikkisuunnan kohdassa, mikä taas määrää kuitumassan virtauksen tietyllä nopeudella ja täten paperirainan neliöpainon kyseisessä kohdassa. Jokainen toimilaite 1 vaikuttaa siis tiettyyn kohtaan huulilistaa 8, ja huu-15 liaukon 9 korkeutta säätämällä voidaan siis vaikuttaa esimerkiksi valmistettavan paperin neliöpainoon. Kunkin toimilaitteen 1 ohjaus- ja säätöyksikkö 3 on yhdistetty väylään 10, jota pitkin jokaiselle ohjaus- ja säätöyksikölle 3 tuodaan kyseisen ohjaus- ja säätöyksiön 3 ohjaamaa toimilaitetta 1 koskeva asetusarvo SV. Käyttötilanteesta riippuen asetusarvo SV voi olla sama jokaiselle toimilait-20 teelle 1 tai asetusarvo SV voi vaihdella siten, että jokaisella toimilaitteella 1 on eri asetusarvo. Koska toimilaite 1 voidaan ohjata paikalleen sen olennaisesti v.: välillä pysähtymättä ja edullisesti moottoria 2 käytetään säätötoimenpiteen ai- kana koko ajan ilman moottorin 2 pysäyttämistä, vähennetään yksittäistä toimi-\ I l laitetta 1 käyttävän moottorin 2 virrankulutusta. Tämän ansiosta toimilaitteet 1 25 voidaan jakaa esimerkiksi 20 kappaleen ryhmiin ja kaikkia yhdessä ryhmässä olevia toimilaitteita 1 voidaan asemoida yhtäaikaa. On myös mahdollista että .··. kaikkia toimilaitteita 1 asemoidaan yhtä aikaa. Tällöin paperirainan profiilin- säädöstä tulee aikaisempiin ratkaisuihin verrattuna huomattavasti nopeampi ja . . esimerkiksi lajinvaihto voidaan toteuttaa selvästi aikaisempaa nopeammin, jol- :: 30 loin tuotantohävikin määrä pienenee huomattavasti. Selvyyden vuoksi kuvios- ’ ·; · * sa 2 ei ole esitetty välineitä moottorien 2 käyttövirran syöttämiseksi.Figure 2 is a schematic top view of a portion of the papermaking process. Fig. 2 shows a headbox 6 for feeding pulp pulp onto a wire 7 to form a paper web 7. The headbox 6 has a lip strip 8 fitted with a plurality of actuator 1, motor 2, control and adjustment unit 3 and measuring member 5 according to Fig. units side by side. Devices for adjusting the profile of a papermaking machine can have tens or even 200 units set at a width of 10 paper webs produced in parallel. The actuators 1 control the position, or opening, of the lip insert 8, which defines the height of the lip opening 9 at this point of the paper web, which in turn determines the flow of the pulp at a given speed and thus the basis weight of the paper. Each actuator 1 thus acts on a particular point on the lip strip 8, and thus adjusting the height of the lip opening 9 can thus affect, for example, the basis weight of the paper to be manufactured. The control unit 3 of each actuator 1 is connected to a bus 10 through which a set value SV for the actuator 1 controlled by the respective control unit 3 is provided to each control unit 3. Depending on the operating situation, the setpoint SV may be the same for each actuator 1, or the setpoint SV may vary so that each actuator 1 has a different setpoint. Since the actuator 1 can be actuated in place substantially without interruption, and preferably the motor 2 is continuously operated during the adjustment operation without stopping the motor 2, the power consumption of the single actuator motor 2 is reduced. This allows actuators 1 25 to be grouped, for example, into groups of 20 and all actuators 1 in one group to be positioned simultaneously. It is also possible that. ··. all actuators 1 are positioned simultaneously. In this case, the profile adjustment of the paper web becomes significantly faster and more than previous solutions. . for example, species conversion can be carried out at a significantly faster rate, which significantly reduces the amount of production loss. For clarity, the pattern ''; · * 2 does not provide means for supplying the operating current of the motors 2.

Piirustukset ja niihin liittyvä selitys on tarkoitettu vain havainnollis-tamaan keksinnön ajatusta. Yksityiskohdiltaan keksintö voi vaihdella patentti-/ . vaatimusten puitteissa.The drawings and the description related thereto are only intended to illustrate the idea of the invention. The details of the invention may vary from patent to patent. requirements.

Claims

A method of controlling the profit of a paper web, in which the process of the profile of a paper web (7) is regulated by changing the position of a man over member (1) acting on the profile with a motor (2) driving the actuator (1) and in which method the position of the actuator (1) is measured and the position of the actuator (1) is changed by the motor (2) driving the actuator (1) on the basis of the difference between a set point of the actuator (1) position and a measured value. (MS), characterized in that the position of the actuator (1) is measured in real time, the inertia of the actuator (1) and the speed of a control and control circuit are determined by testing the actuator (1), the inertia power of the actuator (1) is controlled by a to the actuator (1) belonging to the gearbox, the speed of the control and control circuit is controlled on the basis of a speed determined for the control and control circuit and the inertia power of the control device (1) and the speed of the control and control circuit are regulated. so that when the position of the actuator (1) changes with the motor (2) driving the actuator (1) on the basis of the difference between the set point of the actuator (1) and the measured value (MS), the actuator (1) moves to the set point for its position essentially without stopping. t

· · * ·:; 2. Method according to claim 1, characterized in that trend information about the operating room (1) clearance is collected and trend data collected. · · ·. information is used when positioning the actuator (1). • * 25 ♦ ♦ »I · • * ...

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the motor (2) is a stepper motor.

A method according to any of the preceding claims, characterized in that the actuator (1) is arranged to be used simultaneously in; '. groups of two or more actuators (1). • ·

5. Arrangement for controlling the profile of a paper web, which arrangement comprises an actuator (1) and an engine (2) arranged ·. in operating the actuator (1), and which arrangement is arranged to control the profile of a paper web (7) by changing the position of the actuator (1) with the motor (2) driving the actuator (1) on the basis of the difference between a set point for the position of the actuator (1) and a measured value (MS), the signatures of the arrangement comprise control means which are arranged to measure the position of the actuator (1) in real time and which are arranged to determine the inertia power of the actuator (1) and a control and speed of the control circuit when the actuator (1) is run and that the inertial force of the actuator (1) is arranged to be controlled by means of an auxiliary sound belonging to the actuator (1), the speed of the control and regulator circuit is arranged to be controlled on the basis of a control and regulator circuit. determined speed and the inertia force of the actuator (1) and the speed of the control and control circuit are arranged so that when the position of the actuator (1) is is changed by the motor (2) driving the actuator (1) on the basis of the difference between the set point of the actuator (1) and the measured value (MS), the actuator (1) is arranged to move to the set point of its position substantially without stopping .

6. Arrangement according to claim 5, characterized in that the arrangement comprises means for collecting trend information about the actuator (1) of the operating room (1) and for using the collected trend information in positioning of the actuator (1). * «» «· * * · I I I ·: *”: 25

Arrangement according to claim 5 or 6, characterized by. ..: that the motor (2) is a stepper motor. »·

Arrangement according to any of claims 5-7, characterized in that the actuator (1) is arranged to be used simultaneously in groups of two or more actuators (1). t t »» · 11 »*» »»