FI89744B - Control system for a drying shed - Google Patents

Control system for a drying shed Download PDF

Info

Publication number
FI89744B
FI89744B FI911671A FI911671A FI89744B FI 89744 B FI89744 B FI 89744B FI 911671 A FI911671 A FI 911671A FI 911671 A FI911671 A FI 911671A FI 89744 B FI89744 B FI 89744B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
drying
wood
model
drying process
air
Prior art date
Application number
FI911671A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI89744C (en
FI911671A0 (en
FI911671A (en
Inventor
Jan-Henrik Sievers
Original Assignee
Valmet Paper Machinery Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Valmet Paper Machinery Inc filed Critical Valmet Paper Machinery Inc
Priority to FI911671A priority Critical patent/FI89744C/en
Publication of FI911671A0 publication Critical patent/FI911671A0/en
Priority to SE9200776A priority patent/SE507015C2/en
Priority to CA002063917A priority patent/CA2063917A1/en
Publication of FI911671A publication Critical patent/FI911671A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI89744B publication Critical patent/FI89744B/en
Publication of FI89744C publication Critical patent/FI89744C/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B25/00Details of general application not covered by group F26B21/00 or F26B23/00
    • F26B25/22Controlling the drying process in dependence on liquid content of solid materials or objects
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B21/00Arrangements or duct systems, e.g. in combination with pallet boxes, for supplying and controlling air or gases for drying solid materials or objects
    • F26B21/06Controlling, e.g. regulating, parameters of gas supply
    • F26B21/10Temperature; Pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B3/00Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
    • F26B3/02Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
    • F26B3/04Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F26DRYING
    • F26BDRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
    • F26B9/00Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards
    • F26B9/06Machines or apparatus for drying solid materials or objects at rest or with only local agitation; Domestic airing cupboards in stationary drums or chambers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

In the method the temperature (T) and the humidity (Rh) of the air passing through the lumber batch to be dried are controlled as the drying process makes progress. The progress of the drying process is regulated by means of a feedback-connected drying-formula simultator (23), by whose means the drying process is given new set values (S) continuously or at suitable intervals. Out of the drying process, measurement data (m) are passed to the drying-formula simulator (23). The drying process model stored in the simulator is adapted to the state of the drying process on the basis of the measurement data (m). In the method, an adaptive process model is applied, in which a certain parameter or certain parameters are allowed to remain variables, which is/are adapted in the correct direction on the basis of the measurement data (Rh.Tk.u) received from the process.

Description

8 9 7 4 48 9 7 4 4

Puutavarakuivaamon ohj ausj är j estelmä Styrsystem för virkestork 5Timber dryer control system Styrsystem för korrestork 5

Keksinnön kohteena on menetelmä puutavarakuivaamon, etenkin kamari -kuivaamon, toiminnan ohjaamiseksi, jossa menetelmässä ohjataan kuivattavan puutavaraerän läpi menevän ilman lämpötilaa ja kosteutta kuivaus-10 prosessin edistyessä, ja jossa menetelmässä kuivausprosessia säädetään takaisinkytketyllä järjestelmällä, jolla kuivausprosessille annetaan uusia asetusarvoja jatkuvasti tai sopivin väliajoin, ja johon järjestelmään johdetaan mittaustietoja, joiden perusteella järjestelmää adaptoidaan kuivausprosessin tilaa vastaavaksi.The invention relates to a method for controlling the operation of a timber dryer, in particular a chamber dryer, which method controls the temperature and humidity of the air passing through a batch of timber to be dried as the drying process progresses, and the control process is controlled by a feedback system. to which system the measurement data is fed, on the basis of which the system is adapted to the state of the drying process.

1515

Ennestään tunnetusti puutavaraa yleensä kuivataan kanavakuivaarnoissa tai kamarikuivaamoissa käyttäen hyväksi lämpötilaltaan ja kosteudeltaan säädettyä kiertoilmaa. Jotta saataisiin aikaan tasa- ja hyvälaatuista puutavaraa, on kuivausprosessia ohjattava hyvin tarkasti. Eräänä kriit-20 tisenä tekijänä puutavaran kuivauksessa on siihen kuivausjännitysten vuoksi syntyvät halkeamat. Esillä oleva keksintö liittyy lähinnä kamari kuivaamoihin, joihin tuodaan tietyn suuruinen erä välirimoitettuja puutavarapaketteja, jotka pysyvät paikallaan kuivaamokamarissa koko ;·. kuivauksen ajan, minkä jälkeen koko kuivaamopanos poistetaan yhtenä 25 eränä kuivaamokamarista ja tilalle tuodaan uusi kuivauspanos.As is already known, timber is generally dried in duct dryers or chamber dryers using circulating air with controlled temperature and humidity. In order to obtain uniform and good quality timber, the drying process must be controlled very precisely. One of the critical factors in the drying of timber is the cracking caused by drying stresses. The present invention relates mainly to chamber dryers, into which a certain amount of interleaved timber packages are introduced and which remain in place in the drying chamber throughout; during drying, after which the entire drying charge is removed in one batch from the drying chamber and replaced with a new drying charge.

Ennestään tunnetusti kamarikuivaamossa ohjataan kuivausilman kuivalämpötilaa ja suhteellista kosteutta tai vaihtoehtoisesti märkälämpötilaa ajan funktiona. Kuivausprosessia ohjaava kuivauskaava on tehty eri 30 puulajeille ja dimensioille joko empiirisesti tai laskennallista mallia hyväksikäyttäen. Tämä kuivauskaava, joka sisältää kuivausilman em.As is already known, the dry temperature and relative humidity of the drying air or alternatively the wet temperature as a function of time are controlled in a chamber dryer. The drying formula guiding the drying process has been made for different 30 wood species and dimensions either empirically or using a computational model. This drying formula, which includes drying air em.

‘ .* " parametrien astusarvot tietyissä aikapisteissä, syötetään sen jälkeen kuivaamon ohjauslogiikkaan, johon ei tunnetuissa ohjausjärjestelmissä ole takaisinkytkentää kuivausprosessista.The step values of the ‘. *’ Parameters at certain time points are then fed to the control logic of the dryer, to which the known control systems do not have feedback from the drying process.

Eräissä ennestään tunnetuissa ohjausjärjestelmissä kuivauskaavat ovat ennalta kerätty kaavarekisteriin, josta oikean kuivauskaavan haku tapahtuu automaattisesti jonkin valintaparametrin kuten kuivattavan puu- : 35 2 o Γ·? - , J / 4 tavaran dimension tai puulajin mukaan. Tunnettuja ovat myös ohjausjärjestelmät, joissa käytetään suoraan kaavantekomallia (esim. Malmqvist-malli), jolloin automatiikalle syötetään ainoastaan lähtötiedot kuten dimensio, puulaji, lähtökosteus, tms. Kaikille näille tunnetuille ta-5 voille yhteistä on "sokean säädön"-periaate eli, ettei prosessista ole takaisinkytkentää, jonka avulla voitaisiin seurata kuivauskaavan toteutumista ja sen vaikutusta kuivaustulokseen.In some previously known control systems, the drying formulas are pre-collected in a pattern register, from which the search for the correct drying formula takes place automatically by some selection parameter, such as the wood to be dried: 35 2 o Γ ·? -, J / 4 according to the dimension of the goods or the type of wood. Also known are control systems that directly use a schematic model (e.g. Malmqvist model), in which case only input data such as dimension, tree type, initial humidity, etc. are fed to the automation. All these known ta-5 methods have in common the "blind control" principle, ie no process there is no feedback to monitor the implementation of the drying formula and its effect on the drying result.

Ennestään tunnetuissa ohjausjärjestelmissä on ollut useita epäkohtia, 10 jotka ovat antaneet aiheen esillä olevaan keksintöön. Kuivattava puutavara ja kuivausprosessin olosuhteet vaihtelevat laajoissa rajoissa. Näitä vaihteluita ennestään tunnetuissa ohjausjärjestelmissä ei ole voitu riittävästi ottaa huomioon. Esim. talvi/kesäolosuhteet vaativat puutavarakuormien eripituisia esilämmitysvaiheita, joissa puutavara jo 15 jossain määrin kuivuu, mitä tunnetuilla järjestelmillä ei ole voitu ottaa huomioon. Prosessihäiriöt esim. kiertoveden lämpötilan vaihtelut vaikuttavat kuivausprosessiin siten, etteivät tunnetut ohjausjärjestelmät pysty näihin vaihteluihin asianmukaisesti reagoimaan. Lisäksi ennestään tunnetuilla ohjausjärjestelmillä ei ole voitu säätää prosessia 20 kuivattavaksi tulevan puutavaran laadun esim. kosteuden perusteella eikä arvioida kuivatun puutavaran loppukosteutta ja lopullista kuivaus-aikaa.There have been several drawbacks to the prior art control systems which have given rise to the present invention. The timber to be dried and the conditions of the drying process vary widely. These variations in previously known control systems have not been sufficiently taken into account. For example, winter / summer conditions require preheating stages of timber loads of different lengths, in which the timber already dries to some extent, which could not be taken into account by known systems. Process disturbances, e.g. variations in circulating water temperature, affect the drying process in such a way that known control systems are not able to react appropriately to these variations. In addition, the previously known control systems have not been able to adjust the process 20 on the basis of the quality of the wood to be dried, e.g. moisture, and to estimate the final moisture and the final drying time of the dried wood.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on kehittää edelleen ennestään 25 tunnettujen puutavarakuivaamojen, etenkin kamarikuivaamojen ohjausjärjestelmiä niin, että edellä kosketellut epäkohdat pääasiallisesti vältetään .It is an object of the present invention to further develop control systems for previously known timber dryers, in particular chamber dryers, so as to substantially avoid the disadvantages discussed above.

Edellä esitettyihin ja myöhemmin selviäviin päämääriin pääsemiseksi 30 keksinnölle on tunnusomaista se, että menetelmässä käytetään kuivaus-kaavasimulaattoria, johon tallennettuun kuivausprosessimalliin jätetään tietty tai tietyt parametrit muuttujiksi, joka/jotka adaptoidaan oikeaan suuntaan prosessista saatujen mittaustietojen perusteella, että menetelmässä mainittuna prosessimallina käytetään kosteudensiirto-puun-35 kuivausjännitys-simulointimallia, jolla laskennallisesti arvioidaan puutavaran halkeiluriskiä kuivauksen eri vaiheissa ja että ohjausjär- 4 y i '·. l\ - talvi/kesäolosuhteet vaativat erilaisia esilämmitysaikoja kuivauksen käynnistymisessä, jossa esivaiheessa tapahtuu kuivumista, jota aikaisemmat ohjaustavat eivät huomioi. Keksinnön mukainen järjestelmä valvoo koko ajan laskennallisesti tilannetta ja huomioi esilämmityksen vaiku- 5 tuksen automaattisesti, - prosessihäiriöiden (esim. kiertoveden lämpötilan putoaminen) vaikutus pienenee, malli pystyy tekemään puun laadun kannalta oikeat säätöliik-keet lämpötilatasosta riippumatta. Jos häiriö on sitä luokkaa, että 10 säätöjärjestelmä ei pysty prosessia säätämään, malli arvioi puutavaralle aiheutuneen vahingon ja jatkaa kuivausta tällä uudella halkeamakri-teerillä, - adaptiivinen säätö korjaa puutavaran epähomogeenisuudesta riippuvia 15 vaihteluja, - kuivauskaavoja ei tarvita, koska kuivauskaava adaptoituu joka kuivauksessa erikseen optimaaliseksi, 20 - puutavaran laatu voidaan valita ennen kuivausta, - malli arvioi puutavaran loppukosteuden ja lopullisen kuivausajan.In order to achieve the above and later objects, the invention is characterized in that the method uses a drying formula simulator in which the stored drying process model leaves certain parameter (s) as variables, which are adapted in the right direction on the basis of measurement data obtained from the process. 35 drying stress simulation model, which calculates the risk of cracking of timber at different stages of drying and that the control system. l \ - winter / summer conditions require different preheating times at the start of drying, in which pre-drying takes place, which is not taken into account by previous control methods. The system according to the invention constantly monitors the situation computationally and takes into account the effect of preheating automatically, the effect of process disturbances (eg falling circulating water temperature) decreases, the model is able to make correct control movements regardless of the temperature level. If the disturbance is such that the control system 10 cannot control the process, the model estimates the damage to the timber and continues drying with this new crack parameter, - adaptive control corrects variations depending on the inhomogeneity of the timber, - drying formulas are not needed because the drying formula adapts , 20 - the quality of the timber can be selected before drying, - the model estimates the final moisture content and the final drying time of the timber.

Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla 25 oheisen piirustuksen kuvioissa esitettyihin keksinnön eräisiin sovel-lusesimerkkeihin, joiden yksityiskohtiin keksintöä ei ole mitenkään ahtaasti rajoitettu.In the following, the invention will be described in detail with reference to some application examples of the invention shown in the figures of the accompanying drawing, to the details of which the invention is in no way narrowly limited.

Kuvio 1 esittää pystypoikkileikkausta eräästä ennestään tunnetusta 30 kamarikuivaamosta, jonka yhteydessä on sovellettavissa keksinnön mukainen ohjausjärjestelmä.Figure 1 shows a vertical cross-section of a previously known chamber dryer in connection with which the control system according to the invention is applicable.

Kuvio 2 esittää lohkokaaviona keksinnön mukaista kuivaamon ohjausjärjestelmää .Figure 2 shows a block diagram of a dryer control system according to the invention.

35 <, Γ Γ-» f f " y i ‘i 3 jestelmään syötetään panoksen kuivatuksen alussa suurin sallittu hal-keiluriski eli tavoiteltu halkeamaprosentti.35 <, Γ Γ- »f f" y i ‘i 3 The system is fed at the beginning of the charge drying with the maximum permissible crack risk, i.e. the target crack percentage.

Keksinnön mukaisen kuivaavan ohjauksen perustana on kosteudensiirto-5 kuivausjännitys-simulointimallin suora kytkentä kuivaamon ohjausjärjestelmään. Keksinnön simulointimallilla voidaan laskennallisesti arvioida puutavaran kuivumista ja puutavaran halkeiluriskiä kuivauksen eri vaiheissa. Kuivaamon ohjausjärjestelmälle syötetään halkeiluriski eli tavoiteltu halkeamaprosentti, lähtökosteus, dimensio ja puulaji. Näiden 10 perusteella kuivausprosessimalli simuloi prosessin asetusarvot ensimmäisessä aikapisteessä. Prosessimallille syötetään sen jälkeen toteutuneet prosessiarvot, joiden perusteella asetusarvot seuraavassa aikapisteessä lasketaan. Keksinnön prosessimalli käyttää siten aina edellisten aikapisteiden toteutuneita prosessiarvoja tehdessään päätöksiä 15 tulevista asetusarvoista. Tällä tavalla kuivausta säädetään takaisinkytkennän perusteella halkeilun kannalta aina edullisimmalla tavalla prosessihäiriöistä riippumatta, mitä periaatetta voidaan kutsua adaptiiviseksi on-line-ohjaukseksi.The drying control according to the invention is based on the direct connection of the moisture transfer-5 drying stress simulation model to the drying system control system. The simulation model of the invention can be used to computationally estimate the drying of timber and the risk of cracking of timber at different stages of drying. The control system of the dryer is fed with the risk of cracking, ie the target crack percentage, initial moisture, dimension and wood species. Based on these 10, the drying process model simulates the process setpoints at the first time point. The actual model values are then entered into the process model, on the basis of which the setpoints are calculated at the next time point. The process model of the invention thus always uses the actual process values of the previous time points when making decisions about the future setpoints. In this way, the drying is always controlled on the basis of the feedback in the most advantageous way from the point of view of cracking, regardless of the process disturbances, which principle can be called adaptive on-line control.

20 Adaptiivinen ohjaus tarkoittaa keksinnössä sitä, että mallin simuloin- tituloksena laskettuun keskikosteuteen vaikutetaan käyttämällä hyväksi mitattua puun keskikosteutta. Jos simulointitulos poikkeaa mitatusta tuloksesta eli kuivattava puutavara on erilaista kuin oletettu esim. sydän/pintapuun suhde, korjataan mallin sisäisiä parametrejä sillä 25 tavalla, että malli antaa saman tuloksen kuin mittalaite. Tällä tavalla tulee otetuksi huomioon puun epähomogeenisuus sekä kompensoiduksi käynnistysvaiheessa väärin mitattuja tai arvioituja lähtöarvoja lähinnä koskien puun tiheyttä ja alkukosteutta. Adaptiivisuus kytkettynä : on-line-tekniikkaan antaa tuloksena "älykkään" kuivaamoautomatiikan, 30 jossa kuivauskaava muovautuu yksilöllisesti jokaiselle kuivaamoerälle ; kuivattava puutavara ja käyttäjän asettamat laatuvaatimukset huomioon- ottaen.In the invention, adaptive control means that the average moisture calculated as a simulation result of the model is influenced by using the measured average moisture of the wood. If the simulation result differs from the measured result, ie the timber to be dried is different from the assumed eg heart / surface wood ratio, the internal parameters of the model are corrected in such a way that the model gives the same result as the measuring device. In this way, the inhomogeneity of the wood is taken into account and the initial values incorrectly measured or estimated during the start-up phase are compensated, mainly with regard to the density and initial moisture of the wood. Adaptability coupled with: on-line technology results in "intelligent" dryer automation, where the drying formula is individually shaped for each dryer batch; timber to be dried and taking into account the quality requirements set by the user.

Keksinnöllä saavutetaan useita käytännössä tärkeitä etuja: 35 5 O o 7 ,/ ;The invention achieves several important advantages in practice: 35 5 O o 7, /;

Kuviot 3 ja 4 esittävät graafisesti keksinnössä sovellettavan simuloinnin laskentaesimerkkiä.Figures 3 and 4 graphically show a calculation example of the simulation applied in the invention.

Kuviossa 1 on esitetty kamarikuivaamo 10, johon kuivattavat puutavara-5 paketit Ki.K2.K3 tuodaan yhtenä eränä kuivaamovaunuilla kiskoja pitkin etuovesta 11 kautta, jonka kautta myös koko kuivattu panos yhtenä eränä siirretään pois. Kamarikuivaamon puutavarapakettien Ki.K2.K3 yläpuolella on vaakaseinämä 13, joka rajoittaa yhdessä kuivaamon välikaton 17 kanssa ilmakanavan 14. Tähän ilmakanavaan 14 on sovitettu moottorin 15a 10 käyttämä puhallin 15 ja lämmityspatteri 16, johon tuodaan lämmitysväli-ainetta putkien 16a kautta. Lisäksi ilmakanavaan 14 on yhdistetty ilman poistoputki 19, jossa on säätöpelti 19a sekä ilman tuloputki 20, jossa on säätöpelti 20a. Putket 19 ja 20 avautuvat ulkoilmaan kuivaamon 19 vesikaton 18 päällä. Ilman tuloputken 20 alaosan yhteydessä on vesi-15 suihkulaitteet 21, joilla tuloilmavirtausta Fln voidaan kostuttaa vesisuihkuin S, joihin vettä tuodaan putkien 21a kautta.Figure 1 shows a chamber dryer 10, into which the timber-5 packages Ki.K2.K3 to be dried are brought in one batch by drying wagons along the rails through the front door 11, through which the entire dried batch is also removed in one batch. Above the wood dryers Ki.K2.K3 of the chamber dryer there is a horizontal wall 13, which together with the ceiling 17 of the dryer delimits the air duct 14. A fan 15 driven by the motor 15a 10 and a heating coil 16 are fitted to this air duct 14. In addition, an air outlet pipe 19 with a control damper 19a and an air inlet pipe 20 with a control damper 20a are connected to the air duct 14. The pipes 19 and 20 open to the outside air on the water roof 18 of the dryer 19. In connection with the lower part of the air inlet pipe 20, there are water-15 jet devices 21 with which the supply air flow Fln can be humidified by water jets S, into which water is introduced via pipes 21a.

Ilmakanavan 14 sekä etu- että takaosassa on mittausanturit 22a,22b, joilla kiertoilman F1-F3 kuivalämpötilaa TK, märkälämpötilaa TM ja puu-20 tavaran kosteutta u voidaan mitata. Puutavaran kosteutta u voidaan mitata sinänsä tunnetusti esim. punnitsemalla, kapasitiivisella tai resistiivisellä mittauksella. Puhaltimen 15 kierrättämänä kuivatusilma virtaa nuolen Fj suunnassa kuivaamokamarin tilaan 14b, josta ilma kulkee : nuolen F2 suunnassa välirimoitettujen puutavarapakettien Ki.K2.K3 läpi 25 oven 11 etupuolella olevaan tilaan 14a ja siitä edelleen nuolen F3 suun nassa puhaltimen 15 imupuolelle. Ilmakanavien 19,20 säätöpeltejä 19a,20a säätämällä voidaan kiertoilman Fi.F2.F3 kosteussisältöä hallita. Patterilla 16 hallitaan kiertoilman lämpötilaa. Ilmakanavien 19,20 . . säätöpelleissä 19a,20a on toimilaitteet 19b,20b kuten säätömoottorit, 30 joilla ilmavirtauksia Fin ja Fout hallitaan. Vastaavasti patterin 16 kol-mitieventtiilin säätömoottorilla 16b hallitaan kiertoilman lämpötilaa "" ja säätömoottorilla 21b kostutusveden suikutusta S. Puhaltimen 15 moot- : torin 15a pyörimissuuntaa vaihdetaan sopivin väliajoin niin, että ilman kiertosuunta Fj.F2.F3 puutavarapakettien Kj.K2.K3 läpi vaihtuu sopivin 35 aikavälein tasaisen kuivatuksen aikaansaamiseksi.Both the front and the rear of the air duct 14 have measuring sensors 22a, 22b with which the dry temperature TK of the circulating air F1-F3, the wet temperature TM and the humidity u of the wood-20 can be measured. The moisture u of the timber can be measured in a manner known per se, e.g. by weighing, capacitive or resistive measurement. The fan 15 by circulating the drying air flows in the direction of the arrow F j drying chamber attempted 14b, from which the air passes: välirimoitettujen direction of the arrow F2 through the timber package Ki.K2.K3 November 25 on the front door of the space 14a and further to the direction of the arrow F3 mouth 15 of the suction side of the fan. By adjusting the control dampers 19a, 20a of the air ducts 19,20, the moisture content of the circulating air Fi.F2.F3 can be controlled. The coil 16 controls the temperature of the circulating air. Air ducts 19.20. . the dampers 19a, 20a have actuators 19b, 20b such as control motors 30 with which the air flows Fin and Fout are controlled. Correspondingly, the control motor 16b of the three-way valve of the radiator 16 controls the circulating air temperature "" and the control motor 21b controls the wetting of the humidification water S. The direction of rotation of the motor 15a of the fan 15 is changed at suitable intervals. 35 at intervals to achieve even drying.

6 R 9 7 ^ -16 R 9 7 ^ -1

Edellä selostettu kamarikuivaamo on pääasiallisesti ennestään tunnettu ja se on tässä yhteydessä selostettu vain keksinnön mukaisen ohjausjärjestelmän erääksi sovellusympäristöksi.The chamber dryer described above is mainly known from the prior art and is described here only as one application environment of the control system according to the invention.

5 Kuviossa 2 on esitetty keksinnön mukaisen adaptiivisen on-line-ohjausjärjestelmän eräs toteutusesimerkki. Järjestelmä käsittää logiikkayksi-kön 21, käyttöliittymän 22 ja kuivauskaavasimulaattorin 23. Kuivauskaa-vasimulaattori 23 sisältää kosteudensiirto-kuivausjännitys-simulointi-mallin.Figure 2 shows an implementation example of an adaptive on-line control system according to the invention. The system comprises a logic unit 21, a user interface 22, and a drying formula simulator 23. The drying formula simulator 23 includes a moisture transfer-drying stress simulation model.

1010

Keksinnössä sovellettava kuivatusprosessin malli on tallennettuna kaa-vasimulaattorille 23. Mainittu malli on luotu kuivatusprosessin koeajojen ja mittausten sekä kuivatusteorian perusteella ottaen lähtökohdaksi puun halkeamisriskin. Keksinnön mukainen prosessimalli on epätarkkuuk-15 sien minimoimiseksi järjestetty adaptoituvaksi siten, että prosessimalliin on tietty tai tietyt parametrit jätetty avoimiksi muuttujiksi, joka/jotka adaptoidaan oikeaan suuntaan kuivausprosessista saatujen mittaustietojen m perusteella siten, että prosessimalli antaa tulokseksi mitatuille parametreille mittaustuloksia vastaavat arvot.The model of the drying process to be used in the invention is stored in a gas simulator 23. Said model is created on the basis of test runs and measurements of the drying process and the drying theory, taking as a starting point the risk of wood cracking. In order to minimize inaccuracies, the process model according to the invention is arranged to be adaptable by leaving certain or certain parameters in the process model as open variables, which are adapted in the right direction based on the measurement data m from the drying process so that the process model results in measured parameters.

2020

Kaavasimulaattorista 23 saadaan signaalina s ohjausjärjestelmän ase-tusarvot kuten kiertoilman F1-F3 suhteellisen kosteuden Rh-asetusarvot sekä kiertoilman kuivalämpötilan TK-asetusarvot. Näyttöpäätteellä varustetulta käyttöliittymältä 22 syötetään (signaali a) kaavasimulaatto-25 riin 23 lähtöarvot kuten kuivattavan erän puulaji, dimensio, alkukos-teus, tiheys ja käytettävän kuivausilman nopeus sekä puun suurin sallittu jännitystaso. Käyttöliittymä 22 saa logiikkaosalta 21 (signaali b) erilaisia näytettäviä tietoja kuten tietoja prosessin tilasta ja arvioidusta kuivausajasta.From the formula simulator 23, the control system setpoints such as the Rh setpoints for the relative humidity of the circulating air F1-F3 and the TK setpoints for the dry air temperature of the recirculated air are obtained as a signal s. From the user interface 22 with a display terminal, output values such as the type of wood to be dried, the dimension, the initial humidity, the density and the speed of the drying air used and the maximum permissible stress level of the wood are fed to the pattern simulator 25 (signal a). The user interface 22 receives from the logic section 21 (signal b) various displayable information such as information about the process status and the estimated drying time.

3030

Kuivaamolta 10 syötetään logiikkaosaan 21 mittaustietoja kuten kiertoilman FrF3 suhteellinen kosteus Rh, kiertoilman lämpötila TK ja puutavaran kosteus u, mitä kuvaa mittaussignaali m. Lisäksi kuivaamolle 10 syötetään logiikasta 21 kaavasimulaattorilta 23 saatuja asetusarvoja, 35 mitä kuvaa signaali c. Mittaustiedot saadaan antureilta 22a ja 22b.Measurement data such as the relative humidity Rh of the circulating air FrF3, the circulating air temperature TK and the humidity u of the wood, which is represented by the measurement signal m, are fed to the logic section 21 from the logic section 21. In addition, the set values obtained from the logic simulator 23 The measurement data are obtained from sensors 22a and 22b.

Logiikkaosassa 21 muodostetaan takaisinkytkettyjen em. mittaustietojen 7In the logic section 21, the above-mentioned measurement data 7 is formed

8 9 7'-! A8 9 7'-! A

m ja asetusarvojen s erotusta kuvaavat m-e signaalit joiden perusteella muodostetaan säätösignaalit c, joilla ohjataan säätöpeltien 19a,20a säätömoottoreita 19b,20b, lämmityspatterin 16 venttiilin toimimoottoria 16b ja/tai vesisuihkutuslaitteiden 21 venttiilin toimimoottoria 21a ja 5 mahdollisesti myös puhaltimen 15 moottorin 15a pyörimissuuntaa ja/tai nopeutta.m and the difference between the setpoints s are described by the signals from which the control signals c are generated, which control the control motors 19b, 20b of the dampers 19a, 20a, the valve actuator 16b and / or the valve actuator 21a and 5 speed.

Seuraavassa esitetään eräs edellä selostetulla ohjausjärjestelmällä toteutettu simulointiesimerkki, 10The following is a simulation example implemented with the control system described above,

Simulointimallin tarvitsemat lähtöarvot, joilla puun kuivumista laskennallisesti arvioidaan, ovat seuraavat: puulaj i: mänty 15 dimensio: 75 x 150 mm alkukosteus: 60 % tiheys: 460 kg/m3 ilman nopeus: 4 m/s 20 Asetetaan maksimaaliseksi puun jännityksen tasoksi 1,0, mikä vastaa n. 10 % halkeamaa pintapuussa.The initial values required for the simulation model, with which the wood drying is calculated, are as follows: wood type: pine 15 dimension: 75 x 150 mm initial humidity: 60% density: 460 kg / m3 air speed: 4 m / s 20 Set the maximum wood stress level 1.0 , which corresponds to about 10% crack in the surface wood.

Laskentaesimerkissä simulointimalli pyrkii säätämään lämpötilaerotusta eli suhteellista kosteutta siten, että jännitys pysyy ennalta asetetus-25 sa raja-arvossa (1,0). Tuloksena on siis optimaalinen kuivauskaava, jossa PSK-piste - puunsyiden kyllästymispiste eli kohta, jossa jännitykset nopeasti nousevat, on laskennallisesti selvitetty. Ongelmana on se, että laskenta ei pidä paikkaansa, jos kuivauskaava ei ole toteutunut kuivauksen aikaisemmassa vaiheessa. Syöttämällä todellisia proses-30 sista mitattuja arvoja mallille ja laskemalla niiden perusteella seu-raava asetusarvo, ei tätä virhettä pääse syntymään. Tuloksena on järjestelmä, joka aina pyrkii säätämään prosessia halkeiluriskin ehdoilla.In the calculation example, the simulation model tends to adjust the temperature difference, i.e. the relative humidity, so that the stress remains within the preset limit value (1.0). The result is thus an optimal drying formula in which the PSK point - the saturation point of the wood grain, i.e. the point where the stresses rise rapidly, is calculated. The problem is that the calculation is not correct if the drying formula has not been realized at an earlier stage of drying. By entering the actual values measured from the process into the model and calculating the next setpoint based on them, this error cannot occur. The result is a system that always strives to regulate the process in terms of crack risk.

35 Kuviossa 3 käyrä S kuvaa em. simulointiesimerkin mukaista kuivattavan puun jännitystä kuivausajan t funktiona. Katkoviivalla H esitetyllä 8 Π ·*> r-> I ,In Fig. 3, the curve S depicts the stress of the wood to be dried according to the above simulation example as a function of the drying time t. 8 Π · *> r-> I, shown by the dashed line H,

3* / « A3 * / «A

käyrällä kuvataan puutavaran kosteusosuutta u ajan t funktiona. Ajan hetkellä t - 0 kuivattavat kuormat K1(K2,K3 tuodaan kuivaamoon ja hetkellä t - tx aloitetaan varsinainen kuivaus, joka kuvioiden 3 ja 4 mukaisesti kestää n. 275 h. Kuivaus etenee kokoviivalla S piirretyn 5 käyrän mukaisesti niin, että puun halkeiluriski pysyy alueella AS ylärajan Sy ja alarajan SA välillä.the curve describes the moisture content u of the timber as a function of time t. At time t - 0 the loads K1 to be dried (K2, K3 are brought to the dryer and at time t - tx the actual drying starts, which lasts for about 275 h according to Figures 3 and 4. The drying proceeds according to the 5 curve drawn on the whole line S so that the wood cracking risk remains AS between the upper limit Sy and the lower limit SA.

Kuviossa 4 on esitetty kuivausajat t funktiona edellä selostetun simu-lointiesimerkin mukaisilla lähtöarvoilla toteutuvaa kiertoilman lämpö-10 tila T niin, että käyrä TK kuvaa kiertoilman Fi-Fs kuivalämpötilaa ja katkoviivalla esitetty käyrä TM märkälämpötilaa.Fig. 4 shows the drying times t as a function of the circulating air temperature-T realized at the output values according to the simulation example described above, so that the curve TK represents the dry temperature of the circulating air Fi-Fs and the dashed curve TM the wet temperature TM.

Seuraavassa esitetään patenttivaatimukset, joiden määrittelemän keksinnöllisen ajatuksen puitteissa keksinnön eri yksityiskohdat voivat vaih-15 della ja poiketa edellä vain esimerkinomaisesti esitetystä.The following claims set forth within the scope of the inventive idea defined by the various details of the invention may vary and differ from those set forth above by way of example only.

Claims (6)

1. Förfarande för styrning av funktionen av en virkestork, speciellt en kammartork (10), vid vilket förfarande man styr temperaturen (T) pä 5 luften som gar genom virkesomgängen (K1(K2,K3) son skall torkas och fuk-tigheten (Rh) under det att torknlngsprocessen framskrider, och vid vilket förfarande torknlngsprocessen regleras med ett äterkopplat system, med vilket man ger nya börvärden (S) för torkningsprocessen, kon-tinuerligt eller med lämpliga mellanrum, och tili vilket system man 10 leder mätdata (m) pä basen av vilka systemet adapteras tili ett till-ständ som motsvarar torknlngsprocessen, kännetecknat därav, att man vid förfarandet använder en simulator (23) för tork-ningsschemat, varvid man i modelIen för torkningsprocessen som registrerats i denna lämnar kvar en given eller givna parametrar som 15 variabler, vilken/vilka adapteras i rätt riktning pk basen av mätdata (Rh,TK,u) som erhällits fran processen, att man vid förfarandet som nämnda processmodell använder sig av en simuleringsmodell för fuktöver-föringen och spänningen vid trätorkningen, med vilken modell man genom kalkyler uppskattar risken för att virket skall spricka i de olika 20 skedena av torkningen och att man matar den största tillätna risken för sprickor tili styrsystemet i början av torkningen av omgängen, alltsä den eftersträvade söndersprickningsprocenten.A method for controlling the function of a wood dryer, in particular a chamber dryer (10), wherein the method of controlling the temperature (T) of the air passing through the wood surround (K1 (K2, K3)) is dried and the humidity (Rh ) while the drying process is progressing, and in which method the drying process is regulated by an interconnected system, which provides new setpoints (S) for the drying process, continuously or at appropriate intervals, and to which system one conducts measurement data (m). the base of which the system is adapted to a state corresponding to the drying process, characterized in that a simulator (23) for the drying scheme is used in the process, leaving in the model of the drying process registered therein a given or given parameters which 15 variables, which are adjusted in the correct direction on the basis of the measurement data (Rh, TK, u) obtained from the process, that in the process as said process model uses a simulation model for the moisture transfer and stress in the drying process, with which model estimates the risk of cracking the wood at the various stages of drying and calculates the greatest permissible risk of cracking to the control system at the beginning of drying. of the round, ie the desired rupture percentage. : 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att 25 söndersprickningsrisken för virket som ska torkas, utgängsfuktigheten, .... dimensionen och virkeskvalitäten, mätäs tili styrsystemet, pä basen av vilka torkningsprocessmodellen simulerar börvärdena för processen vid en första tidpunkt, efter vilket man till processmodellen matar de frän torkningsprocessen mätta, genomförda processvärdena pä basen av vilka • · 30 börvärdena vid följande tidpunkt av torkningen räknas ut och att pro- ' cessvärdena som genomförts vid de föregäende torkningstidpunkterna an- vänds pä ett sätt enligt simuleringsmodellen vid definitionen av kom-. mande börvärden för processen. 35A method according to claim 1, characterized in that the risk of rupture of the wood to be dried, the output moisture, the dimension and the wood quality, are measured in the control system, on the basis of which the drying process model simulates the set values for the process at a first time. the process values measured from the drying process are fed to the process model, on which the set values are calculated at the following time of drying, and that the process values carried out at the previous drying times are used in a way according to the simulation model in the definition of grain. -. setting setpoints for the process. 35 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att man vid förfarandet tillämpar en logikenhet (21), tili vil- 12 s 9 7 t ken man leder mätdata (Rh,TK,u) frän torkningsprocessen (10) och som ger reglersignaler (c) tili funktionsanordningarna av torkningsprocessen, säsom tili reglermotorerna (19b,20b) av reglerorganen (19a,20a) för luftcirkulationen eller tili funktionsanordningarna (16b) som reglerar 5 temperaturen pä uppvärmningsmediet och att man frän nämnda logikdel (21) matar mätdata (Rh,TK,u) tili torkningsschemasimulatorn (23), frän vilken man erhäller börvärden (Rh,TK) för torkningsprocessen tili logikenheten (21). 10Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a logic unit (21) is applied in the process to which measurement data (Rh, TK, u) is derived from the drying process (10) and which gives control signals (c) to the operating devices of the drying process, such as to the control motors (19b, 20b) of the control means (19a, 20a) of the air circulation or to the operating devices (16b) which regulate the temperature of the heating medium and from the logic part (21) being fed Rh, TK, u) to the drying scheme simulator (23), from which one obtains set values (Rh, TK) for the drying process to the logic unit (21). 10 4. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-3, känneteck- n a t darav, att man med processmodellen som tillämpas vid förfarandet ocksä uppskattar slutfuktigheten av den torkade virkesomgängen och/-eller den slutgiltiga torkningstiden av omgängen. 154. A process according to any of claims 1-3, characterized in that the process model used in the process also estimates the final moisture of the dried timber range and / or the final drying time of the round. 15 5. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-4, kanne teck- n a t därav, att man vid förfarandet använder sig av en drivanslutning (22) som är försedd med visningsanordning, via vilken anslutning man matar utgängsvärden (a) för torkningen tili torkningsschemasimulatorn (23) och att man matar visningsdata (b) frän styrsystemets logikenhet 20 (21) tili drivanslutningens (22) visningsterminal.5. A method according to any one of claims 1-4, characterized in that the method uses a drive connection (22) provided with a display device, via which connection the output values (a) for the drying are fed to the drying scheme simulator (23). ) and inputting display data (b) from the logic unit 20 (21) of the control system to the display terminal of the drive connection (22). 6. Förfarande enligt nägot av patentkraven 1-5, känneteck-n a t därav, att man vid förfarandet mäter den relative fuktigheten (Rh) pä torkningsluften frän torkningsprocessen, torrtemperaturen (TK) 25 och virkets fuktandel (u) och att den relative fuktigheten (Rh) pä torkningsluften och torkningsluftens torrtemperatur (TK) ges som börvärden frän torkningsschemasimulatorn (23) för regleringen av torken (10).6. A process according to any of claims 1-5, characterized in that in the process the relative humidity (Rh) of the drying air from the drying process, the dry temperature (TK) and the moisture content (u) of the wood is measured. Rh) on the drying air and the drying temperature (TK) of the drying air are given as setpoints from the drying scheme simulator (23) for the control of the dryer (10).
FI911671A 1991-04-08 1991-04-08 Control system for wood dryer FI89744C (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911671A FI89744C (en) 1991-04-08 1991-04-08 Control system for wood dryer
SE9200776A SE507015C2 (en) 1991-04-08 1992-03-13 Control system for wood dryer
CA002063917A CA2063917A1 (en) 1991-04-08 1992-03-25 System for control of a lumber-drying plant

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI911671A FI89744C (en) 1991-04-08 1991-04-08 Control system for wood dryer
FI911671 1991-04-08

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI911671A0 FI911671A0 (en) 1991-04-08
FI911671A FI911671A (en) 1992-10-09
FI89744B true FI89744B (en) 1993-07-30
FI89744C FI89744C (en) 1993-11-10

Family

ID=8532262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI911671A FI89744C (en) 1991-04-08 1991-04-08 Control system for wood dryer

Country Status (3)

Country Link
CA (1) CA2063917A1 (en)
FI (1) FI89744C (en)
SE (1) SE507015C2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE538180C2 (en) * 2013-11-18 2016-03-29 Coldbay Ab Method and system for drying wood in a drying room

Also Published As

Publication number Publication date
FI89744C (en) 1993-11-10
FI911671A0 (en) 1991-04-08
FI911671A (en) 1992-10-09
SE507015C2 (en) 1998-03-16
SE9200776D0 (en) 1992-03-13
CA2063917A1 (en) 1992-10-09
SE9200776L (en) 1992-10-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4862599A (en) Process and apparatus for drying wood
US3259995A (en) Moving material drying method and apparatus
US4223451A (en) Method for drying timber
EP1325305B1 (en) Multiple-blower relative humidity controlled test chamber
JP2000167453A (en) Method for balancing air current in coating booth
KR20010074823A (en) Method for controlling the temperature in a climate chamber and climate device
US5888592A (en) Laboratory drier and method
US4922624A (en) Method and apparatus for drying lumber
FI89744B (en) Control system for a drying shed
JP4920726B2 (en) Gas corrosion test equipment
CN108906536A (en) A kind of lithium battery coating machine drying system
JP3028175B2 (en) Web heat treatment equipment
US4840116A (en) Controlling method for operation of painting booth
US5762548A (en) Treatment cubicle and a method of ventilating a treatment cubicle
US4242807A (en) Paint line flotation oven
FI98756C (en) Method for controlling the operation of a timber dryer
EP0427308A1 (en) Control of the concentration of solvents in a dryer
JPH0525740Y2 (en)
JPH0628221Y2 (en) Internal pressure / solvent gas concentration control device in the dryer
CZ20031249A3 (en) Process and apparatus for dehumidifying foodstuffs
AU2014367359A1 (en) A processor and processing method
SU1003762A3 (en) Apparatus for drying pressed sugar
JP2505564B2 (en) Baking oven for painting
JPH0942843A (en) Method and device for drying metal strip
KR20210148339A (en) Drying method and drying apparatus of slab-type material

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Owner name: VALMET-UTEC OY

BB Publication of examined application
PC Transfer of assignment of patent

Owner name: VALMET-UTEC OY

PC Transfer of assignment of patent

Owner name: VALUTEC GROUP AB

Free format text: VALUTEC GROUP AB