FI91919B

FI91919B - Paper-analysing process

Info

Publication number: FI91919B
Application number: FI902034A
Authority: FI
Inventors: Tapio Makkonen
Original assignee: Tapio Makkonen
Priority date: 1990-04-23
Filing date: 1990-04-23
Publication date: 1994-05-13
Also published as: FI902034A0; FI902034A; FI91919C

Description

9191991919

MENETELMÄ PAPERIN ANALYSOIMISEKSI - FÖRFARANDE FÖR ANALYSERING PAPPERMETHOD FOR ANALYZING PAPER - FÖRFARANDE FÖR ANALYZING PAPPER

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä 5 paperin analysoimiseksi paperikoneen kone-elimien virheiden paikallistamiseksi, jolloin paperin ainakin yksi laatusuure detektoidaan paperirainasta rainan pituus-suureen funktiona ja muodostetaan laatusuuretta karakterisoiva laatusuuresignaali.The present invention relates to a method 5 for analyzing paper to locate errors in the machine members of a paper machine, wherein at least one quality quantity of the paper is detected from the paper web as a function of the web length and a quality quantity signal characterizing the quality quantity is generated.

10 Nykyisin tunnetaan menetelmä paperikoneen kone- elimien virheiden paikallistamiseksi analysoimalla paperirainan jotakin laatusuuretta ja määrittämällä paperikoneen kone-elimien käyntitaajuudet samanaikaisesti ja jatkuvasti. Kyseessä on ns. tahdistetun keskiarvon 15 menetelmä. Tällöin joudutaan varsin monimutkaiseen virheenseurantajärjestelmään, jolle on ominaista erityisesti samanaikainen ja jatkuva paperin virheiden detek-tointi ja kone-elimien käyntitaajuuden detektointi sekä näiden jatkuva vertaaminen toisiinsa. On huomattava, 20 että järjestelmässä eri kone-elimien aiheuttamien vir-hesignaalien vaihesiirto saman laatusuuresignaalin paperin pituusuureen funktiona jää ratkaisematta. Niinikään vanhassa järjestelmässä ei voida mitään laatusuu-resignaalia kohdentaa paperiin siten, että voitaisiin 25 ilmaista laatusuuresignaalin arvo tietyssä paperin kohdassa. Järjestelmä on lisäksi monimutkainen, hankala toteuttaa ja kallis.A method is now known for locating defects in the machine members of a paper machine by analyzing some quality quantity of the paper web and determining the operating frequencies of the machine members of the paper machine simultaneously and continuously. This is the so-called the synchronized average method 15. This results in a rather complex error monitoring system, which is characterized in particular by the simultaneous and continuous detection of paper errors and the detection of the operating frequency of the machine elements, as well as their continuous comparison with each other. It should be noted that in the system, the phase shift of the error signals caused by the different machine members as a function of the paper length of the same quality signal remains unresolved. Also in the old system, no quality magnitude signal can be assigned to the paper so that the value of the quality magnitude signal at a particular point in the paper could be expressed. In addition, the system is complex, cumbersome to implement and expensive.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä esitetyt epäkohdat. Erityisesti keksinnön 30 tarkoituksena on tuoda esiin uudenlainen menetelmä paperikoneen kone-elimien virheiden paikallistamiseksi siten, että menetelmässä ei tarvitse seurata jatkuvasti ja samanaikaisesti paperin laatusuureen arvoja ja kone-elimien käyntitaajuuksia.It is an object of the present invention to obviate the above drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a novel method for locating errors in the machine members of a paper machine so that the method does not need to continuously and simultaneously monitor the values of the paper quality quantity and the operating frequencies of the machine members.

35 Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin menetelmä, jolla paperin jonkin laatusuureen virheisiin : vaikuttavat kone-elimet voidaan paikallistaa kukin 2 91919 erikseen.It is a further object of the invention to provide a method by which the machine members acting on errors of some quality of the paper can be located each 2,91919 separately.

Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan patenttivaatimukseen 1.For aspects of the invention, reference is made to claim 1.

Keksintö perustuu siihen lähtökohtaiseen aja-5 tukseen, että paperin ainakin yksi laatusuure detek-toidaan paperirainasta rainan pituussuureen funktiona laatusuuresignaalin muodostamiseksi ja laatusuuresig-naali analysoidaan matemaattisesti tietyn taajuuden omaavien muodon ja suuruuden säännöllisesti toistuvien 10 laatusuureen virheiden määrittämiseksi.The invention is based on the basic idea that at least one quality quantity of paper is detected from the paper web as a function of web length to generate a quality quantity signal and the quality quantity signal is mathematically analyzed to determine regularly occurring quality quantity errors of a certain frequency and size.

Keksinnön mukainen menetelmä poikkeaa täten aiemmin tunnetusta sikäli, että detektoitu laatusuure-signaali analysoidaan nimenomaan matemaattisesti ilman kone-elimien tahdistussignaaleja.The method according to the invention thus differs from the previously known one in that the detected quality variable signal is analyzed specifically mathematically without the synchronization signals of the machine elements.

15 Se, että laatusuuresignaali pystytään analysoi maan matemaattisesti ilman tahdistussignaaleja on uutta ja yllättävää. On huomattava, että paperin laatusuurei-den vaihtelu on vähäistä. Lisäksi paperikoneen kone-elimien lukumäärä, jotka vaikuttavat paperin laatusuu-20 reisiin, on suuri. Lisäksi kone-elimien käyntitaajuudet ovat hyvin lähellä toisiaan. Suoritetuissa mittauksissa on kuitenkin päästy erittäin hyviin tuloksiin analysoitaessa paperin laatusuuresignaalia matemaattisesti uudella tavalla.15 The fact that a quality variable signal is able to analyze the earth mathematically without synchronization signals is new and surprising. It should be noted that there is little variation in the quality of the paper. In addition, the number of machine members of the paper machine that affect the quality of the paper is large. In addition, the operating frequencies of the machine elements are very close to each other. However, very good results have been obtained in the performed measurements when analyzing the paper quality quantity signal in a mathematically new way.

25 Keksinnön mukainen paperin laatusuuresignaalin analysointi voidaan suorittaa sinänsä tunnettuja tilastomatemaattisia menetelmiä uudella tavalla sovellettuna edellyttäen, että paperin laatusuuresignaalin lisäksi on detektoitu myös pituussuure. Signaali voidaan analy-30 soida esim. ensin tietyllä kokeilutaajuudella n Hz ja sen jälkeen ainakin yhdellä toisella kokeilutaajuudella (n±p)Hz, jolloin p on murtoluku 1/10.000 - 1/2, esim.The analysis of the paper quality signal according to the invention can be performed by statistical methods known per se, applied in a new way, provided that in addition to the paper quality signal, a length variable is also detected. The signal can be analyzed, e.g., first at a certain test frequency n Hz and then at at least one other test frequency (n ± p) Hz, where p is a fraction of 1/10,000 to 1/2, e.g.

0,001 - 0,1. Analysoinnin yhteydessä määritetään matemaattisin keinoin kokeilutaajuuksilla säännöllisesti 35 toistuvat laatusuureen virheet ja/tai niiden jaksoluvut. Analysointia voidaan suorittaa esim. 0,0001 - 0,001 -0,01 - 0,1 Hz välein ao. jaksoluvun ja jaksoluvultaan 3 91919 lähinnä vastaavien paperikoneen kone-elimien lukumäärän mukaan, ts. halutun erottelukyvyn mukaan. Kun menetelmässä on löydetty jaksoluku, jolla esiintyy jatkuva yhdenmukainen kyseisen laatusuureen ominaisvaihtelu, 5 ao. jaksoluku määrittää kone-elimen, so. virheen aiheuttamalla kone-elimellä on sama jaksoluku. Samalla saadaan virhesignaalin muoto kone-elimien käyntitaajuudet tai jaksoluvut voidaan täten määrittää täysin erillään paperin laatusuuresignaalin detektoinnista ja 10 analysoinnista.0.001 - 0.1. In connection with the analysis, the recurring errors of the quality variable and / or their period numbers are regularly determined by mathematical means at the experimental frequencies. The analysis can be performed, for example, in increments of 0.0001 to 0.001 to 0.01 to 0.1 Hz, depending on the number of cycles in question and the number of machine members of the paper machine closest to the period number of 3,91919, i.e. according to the desired resolution. When a period number is found in the method with a continuous uniform characteristic variation of the quality variable in question, the period number in question determines the machine element, i. the machine element causing the error has the same cycle number. At the same time, the form of the error signal is obtained. The operating frequencies or cycle numbers of the machine elements can thus be determined completely separately from the detection and analysis of the paper quality signal.

Sen jälkeen, kun paperin laatusuureessa tai laatusuuresignaalissa tietyllä taajuudella toistuvan virheen jaksoluku, so. virheen aiheuttava kone-elin on määritetty edellä esitetyn mukaisesti, analysointia 15 voidaan jatkaa muilla jaksoluvuilla saman laatusuureen virheiden muiden lähteiden paikallistamiseksi samalla tavoin. Täten menetelmällä voidaan määrittää paperin tietyn laatusuuresignaalin virhesignaalien, so. kyseisen laatusuureen virheiden eri ominaistaajuudet sekä näiden 20 virhesignaalien muodot ja siten paperin laatusuureen virheiden aiheuttajat.After the number of repetitive errors in a paper quality quantity or quality quantity signal at a certain frequency, i. the machine element causing the error has been determined as described above, the analysis 15 can be continued with other cycle numbers to locate other sources of errors of the same quality in the same way. Thus, the method can be used to determine the error signals of a certain quality parameter of the paper, i.e. the different characteristic frequencies of the errors of the quality variable in question, as well as the forms of these error signals and thus the causes of the errors of the paper quality variable.

Edelleen analysointia voidaan jatkaa matemaattisesti laskemalla yhteen kyseisessä laatusuuresignaa-lissa eri taajuuksilla, eri kone-elimien aiheuttamat 25 virheet, jolloin valmistettavan paperin kyseisen laatu-suureen tiettyjen kone-elimien yhteisvaikutuksen maksimi- ja minimivirheet voidaan määrittää matemaattisesti. Täten paperikoneen käyttäjä voi todeta helposti, esim. pystyykö hän valmistamaan koneellaan kyseisen 30 laatusuureen osalta tietyn laadun täyttävää tuotetta.Furthermore, the analysis can be continued mathematically by summing the errors caused by different machine elements in the respective quality variable signal at different frequencies, whereby the maximum and minimum errors of the interaction of certain machine elements in the quality quality of the paper to be produced can be determined mathematically. Thus, the user of the paper machine can easily determine, e.g., whether he is able to produce a product of a certain quality for the 30 quality quantities in question with his machine.

Edelleen määritettäessä keksinnön mukaisella menetelmällä paperin laatusuureen virheet ja erityisesti eri kone-elimien kyseisessä laatusuureessa aiheuttamat virheet, paperikoneen käyttäjä saa tiedon, kuinka monta 35 prosenttia laatusuuresignaalin vaihtelusta selittyy kunkin kone-elimen virheestä, esim. tietty kulunut tela : aiheuttaa. Tällöin koneen käyttäjä voi ajoittaa korjaus- 4 91919 seisokit huomioiden laatuvaatimukset ja eri paperilaatujen kysyntä tarkoituksenmukaisella tavalla.Furthermore, by determining the paper quality errors in the method according to the invention, and in particular the errors caused by different machine elements in that quality, the paper machine user is informed how many 35% of the quality signal variation is explained by each machine element error, e.g. In this case, the user of the machine can schedule repair downtime, taking into account the quality requirements and the demand for different paper grades in an appropriate manner.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan seurata mitä tahansa paperin laatusuuretta, johon pa-5 perikoneen kone-elimien virheet vaikuttavat, esim.In the method according to the invention, any paper quality quantity can be monitored, which is affected by the errors of the machine members of the paper machine, e.g.

paperin neliömassaa, paksuutta, kiiltoa, transmissiota, päällysteen paksuutta, karheutta jne. Kyseisten laatu-suureiden detektointi voidaan suorittaa minkälaisilla tahansa sinänsä tunnetuilla detektoreilla. Samaten 10 paperikoneen kone-elimien käyttötaajuuksien määritykset voidaan suorittaa minkälaisilla tahansa sinänsä tunnetuilla detektoreilla.paper basis weight, thickness, gloss, transmission, coating thickness, roughness, etc. The detection of these quality quantities can be performed with any kind of detectors known per se. Likewise, the determinations of the operating frequencies of the machine members of the paper machine 10 can be performed with any kind of detectors known per se.

Rainan pituussuureella tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa rainan pituuteen tai siitä 15 riippuvaan suureeseen suhteellista suuretta, kuten rainan absoluuttinen pituus, aika (rainan nopeus vakio), jne.By web length is meant in this context any quantity relative to the length of the web or a quantity dependent on it, such as the absolute length of the web, the time (constant web speed), etc.

Verrattaessa keksinnön mukaista menetelmää aiemmin tunnettuun menetelmään paperikoneen kone-elimien 20 virheiden paikallistamaiseksi voidaan todeta, että keksinnön mukainen menetelmä tarjoaa olennaisesti monipuolisemman, laite- ja käyttökustannuksiltaan halvemman ja tuloksiltaan varmemman menetelmän paperikoneen kone-elimien virheiden paikallistamiseksi, jota menetelmää 25 voidaan käyttää myös arvioitaessa kyseisellä paperikoneella valmistettavan paperin laatuvaihteluja.Comparing the method according to the invention with the previously known method for locating errors in paper machine elements 20, it can be stated that the method according to the invention offers a substantially more versatile, cheaper and more reliable method for locating paper machine errors, which method 25 can also be used to evaluate variations in the quality of the paper produced.

Keksinnön etuna on edelleen, että selitysprosentti, so kuinka paljon jonkin kone-elimen virhe selittää laatusuuresignaalin vaihtelusta, pystytään laskemaan 30 matemaattisesti.A further advantage of the invention is that the explanation percentage, i.e. how much the error of a machine element explains the variation of the quality variable signal, can be calculated mathematically.

Lisäksi keksinnön etuna on, että eri kone-elimien aiheuttamat virhesignaalit ja niiden yhteisvaikutus korreloivat alkuperäisen laatusuuresignaalin kanssa. Laatusuuresignaalin perusteella voidaan mate- 35 maattisesti jäljittää vialliset kone-elimet.Another advantage of the invention is that the error signals caused by different machine elements and their interaction correlate with the original quality variable signal. Based on the quality variable signal, defective machine elements can be mathematically traced.

. >. >

Edelleen keksinnön etuna on, että paperirainas- ta voidaan paikallistaa eri kone-elimien aiheuttamat 5 91919 paperivirheet kone-elimien virhesignaalien yhteisvaikutuksen perusteella.A further advantage of the invention is that paper defects caused by different machine members can be located on the paper web on the basis of the combined effect of the error signals of the machine members.

Keksintöä selostetaan seuraavassa yksityiskohtaisesti suoritusesimerkkien avulla viitaten oheisiin 5 piirustuksiin, joissa kuvat la - d esittävät eräässä paperitehtaassa detek-toituja paperin neliömassaa, paksuutta, kiiltoa ja vast, transmissiota paperin pituussuureen, so. paperin kone-suuntaisen pituuden funktiona, 10 kuva 2 esittää kuvan la laatusuuresignaalista määritettyä paperin neliömassaa paperin pituuden funktiona eräällä taajuudella, kuvat 3-5 esittävät kuvan 2 tapaan kuvien Ib - d laatusuuresignaaleista määritettyjä paperin paksuutta, 15 kiiltoa ja vast, transmissiota paperin pituuden funktioina eräällä taajuudella, ja kuvat 6-9 esittävät kuvia 2-5 vastaavasti kuvien la - d laatusuuresignaalista määritettyjä paperin neliömassaa, paksuutta, kiiltoa ja vast, transmissiota paperin 20 pituuden funktiota eräällä toisella taajuudella.The invention will now be described in detail by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawings, in which Figures 1a to d show the transmission of paper basis weight, thickness, gloss and resistance, detected in a paper mill, to the length of paper, i. as a function of the machine direction length of the paper, Fig. 2 shows the basis weight of the paper of Fig. 1a as a function of the length of the paper at a frequency, Figs. 3-5 show the paper thickness, gloss and transmission as a function of the length of the paper. and Figures 6-9 show the transmission basis weight, thickness, gloss, and transmission as a function of the length of the paper 20 at another frequency, respectively, determined from the quality variable signal of Figures 1a-d.

ESIMERKKI 1EXAMPLE 1

Eräässä paperitehtaassa valmistettiin painopaperia, neliömassa 57 g/m*. Painopaperi superkalante-roitiin. Paperirainasta määritettiin 4000 m matkalta 25 neliömassa, paksuus, kiilto ja transmissio. Rainan neliömassa, paksuus, kiilto ja vast, transmissio on esitetty kuvioissa la - d rainan pituuden funktiona 40 m:n matkalta. Kuvasta la nähdään, että paperin neliö-massan hajonta oli 1,22 g/m*. Neliömassaa kuvaavan 30 signaalin matemaattinen analysointi taajuudella 6,35 Hz antoi tulokseksi kuvassa 2 esitetyn neliömassan vaihtelun rainan pituussuunnan funktiona.In one paper mill, printing paper with a basis weight of 57 g / m * was produced. The printing paper was supercalendered. From a paper web distance of 25 m, the basis weight, thickness, gloss and transmission were determined. The basis weight, thickness, gloss and resistance of the web are shown in Figures 1a to d as a function of the length of the web over a distance of 40 m. It can be seen from Figure 1a that the basis weight of the paper was 1.22 g / m *. Mathematical analysis of the basis weight signal at 6.35 Hz resulted in the variation of the basis weight shown in Figure 2 as a function of the longitudinal direction of the web.

Vastaavasti määritetty paperin paksuus on esitetty kuvassa 3 rainan pituuden funktiona, kiilto 35 kuvassa 4 rainan pituuden funktiona ja transmissio kuvassa 5 rainan pituuden funktiona. Verrattaessa kuvia keskenään nähdään, että rainan neliömassa, paksuus, 6 91919 kiilto korreloivat keskenään, vastaavasti transmissio korreloi käänteisesti edellisten kanssa. Tutkittaessa paperikoneen kone-elimiä edelleen todettiin, että ensimmäisen päällystysaseman vastatelan käyntitaajuus oli 5 6,35 Hz, ts. päällystystelan huono kunto aiheutti sel västi neliömassan, paksuuden, kiillon ja transmission virheet.The paper thickness determined, respectively, is shown in Figure 3 as a function of web length, gloss 35 in Figure 4 as a function of web length, and transmission in Figure 5 as a function of web length. Comparing the images with each other, it can be seen that the basis weight, thickness, 6,91919 gloss of the web correlates with each other, respectively the transmission correlates inversely with the previous ones. Upon further examination of the machine members of the paper machine, it was found that the counter-roll speed of the first coating station was 5.35 Hz, i.e. the poor condition of the coating roll clearly caused defects in basis weight, thickness, gloss and transmission.

Samassa kokeessa määritetiin kuvien la - d laatusuuresignaalin ominaisvaihtelu taajuudella 6,47 Hz.In the same experiment, the characteristic variation of the quality variable signal of images 1a to d at 6.47 Hz was determined.

10 Neliömassa on esitetty kuvassa 6. Samalla tapaa määritettiin paperin paksuuden, kiillon ja transmission ominaisvaihtelut taajuudella 6,47 Hz, tulokset on esitetty kuvissa 7-9. Paperikoneen tarkempi analysointi osoitti, että toisen päällystysaseman vastatelan käynti-15 taajuus oli 6,47 Hz.10 The basis weight is shown in Figure 6. Similarly, the variations in paper thickness, gloss and transmission at 6.47 Hz were determined, the results are shown in Figures 7-9. A more detailed analysis of the paper machine showed that the counter-roll frequency of the second coating station was 6.47 Hz.

Suoritusesimerkki osoittaa, että keksinnön mukaisella menetelmällä voidaan paikallistaa yksikäsitteisesti ja tarkasti paperikoneen kone-elimien virheet analysoimalla paperin jonkin laatusuureen laatusuuresig-20 naali matemaattisesti.The embodiment shows that the method according to the invention can unambiguously and accurately locate the errors of the machine members of the paper machine by mathematically analyzing the quality variable signal of some quality quantity of the paper.

Suoritusesimerkit on tarkoitettu keksinnön havainnollistamiseksi, ja keksinnön sovellutukset voivat vaihdella oheisten patenttivaatimuksien puitteissa.The embodiments are intended to illustrate the invention, and embodiments of the invention may vary within the scope of the appended claims.

Claims

91919 CLAIMS A method for analyzing paper to locate errors in paper machine machine members, wherein at least one quality quantity of paper is detected from a paper-5 web as a function of web length, a quality quantity signal characterizing the quality quantity is generated, known periods of the paper machine, characterized in that the quality variable signal is analyzed at a certain experimental frequency n Hz and then at at least one experimental frequency (n ± p) Hz, where p = a fraction of 1 / 10,000 to 1/2, and that the analysis in connection with this, the regularly recurring errors of the quality-new signal are determined by mathematical means at the experimental frequencies. For the analysis of paper on the basis of paper-based masking machines, the color of the paper and the quality of the paper detector 5 of the paper-based function with the banana function, the quality of the characteristic quality, the quality of the signal best of all quality control measures for all frequencies and qualities of 10 high speeds with high frequency paperback masks in the same frequency period, high frequency inputs, high quality high frequency signal analyzers nip) Hz, varvid p = 15 braket 1 / 10.000 - 1/2, och att i samband med analyze-ringen med matematiska metoder bestäms the main frequency-frequency regulation of the external quality control signals.