JPH0250238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明はリフアイナの制御に関し、より詳しく
は、リフアイナの主ドライブモータによつて出さ
れた馬力に関して、実時間プロセス測定値及び調
整可能な定数を基にした主ドライブモータ速度計
算値を与えるよう動作する適応リフアイナ制御に
関する。 従来の技術 リフアイニングに関して今日製紙工場が直面し
ている基本的な問題は、リフアイニングプレート
の形状及び紙料に与えられる動力いかんで定まる
リフアイニング強さを、生産量が変つても特定の
等級の紙のために一定に維持することと、同一の
リフアイニング設備を使用して、異なる生産量
で、及び新しく設定した馬力・日／トン値及びリ
フアイニング強さ値で別の等級の紙を作ることで
ある。現在の技術は一定速度の主ドライブモータ
を備えており、したがつて生産量を変えるには、
所要の馬力・日／トンが得られるようリフアイナ
動力を調整すればよいが、モータ速度は変えられ
ないので、リフアイニング強さは事実上変えられ
ない。 上記の状況の下で、製紙工場の職員は、所望の
結果となる最適のリフアイナ運転状態の設定を見
つけるため、リフアイナ動力を調整し続けなけれ
ばならない。このような設定はしばしば動力の浪
費に終る。 発明の要約 本発明の目的はリフアイナの特定条件及びプロ
セスに適応されるリフアイニング強さの制御を与
えることにある。 上記目的は、主ドライブモータとして可変速度
ドライブを使用し、かつ以下の問題を解決するよ
うな適応リフアイニング強さ一定制御を与えるこ
とで達成される。その問題とは、 １ リフアイナに与えられた正味馬力に関して主
ドライブモータが回転すべき速度を決定するこ
と、 ２ 実時間で無負荷馬力を決定し、そのデータを
リフアイナ全体のエネルギ条件を最適化するの
に使用すること、 ３ リフアイナに与えられている実正味馬力を決
定すること、 ４ 主ドライブモータの動力レベルに逆比例した
所要の〓間調整機構の速度を決定し、安定に制
御できる速度範囲を自由に調整できること、 である。 詳述すれば、目的は、実時間プロセス測定値及
び調整可能な定数から主ドライブモータが出す正
味馬力に関係した主ドライブモータ速度計算値を
求めるという複数の独特のアルゴリズムの解を通
じ、上記問題を解決することで、達成される。 したがつて、制御の精度は無負荷馬力の正確さ
いかんで決定される。それゆえ、無負荷馬力は独
特の一次方程式を使用して決定される。プロセス
の初期値を実時間で表わした二次元アレイが定め
られる。この初期値は、正産量一定で速度を変え
たときの無負荷馬力に加え、他の機械的、流体的
損失を考慮した値としている。 これによる精度は流量及び濃度の実時間測定値
を使う無負荷馬力の方程式を完全に解くことによ
つて更に改善される。 ここで、実正味馬力は無負荷馬力計算値と主ド
ライブモータからの実馬力測定値とを使つて計算
することができる。 上述の一連の計算の結果は、設定馬力・日／ト
ンと実馬力・日／トンとの不平衡を示すための帰
還として利用される。平衡条件はリフアイニング
プレートの〓間を調整することによつて達せられ
る。 正味馬力が調整されると同時に、必要とされる
速度に関する方程式が処理される。この必要とさ
れる速度はリフアイニングプレートの刃の１回転
当りの接触エツジ長さの関数であり、各リフアイ
ニングプレートの形状、先に説明の計算結果であ
る実正味馬力、及び繊維の所望の物理的特性を表
わす数値定数である強さ係数に関して一定であ
る。 最終的な制御要素、すなわち計算結果がリフア
イナギヤモータによつて正確に満たされるのを確
実にするため、可変速度調整装置が使用される。
ギヤモータ実速度は主ドライブモータによつて引
き出された動力の逆関数であり、与えられた動力
が増えると、調整可能な定数が調整装置の回転速
度を下げるようにする。この独特な特徴により、
ドライブモータがその全負荷馬力定格付近で動作
されている時に生ずる制御不安定性の共通の原因
が取り除かれ、リフアイニングプレートは予め決
められた一定の速度に調整される。 好適な実施例の説明 概 要 一般的に、本発明は、デイスクリフアイナを通
る紙料のスラリに対し、生産量及び適応動力条件
が変つてもリフアイニング強さを一定に維持する
方法を提供するものである。これは、リフアイニ
ングプレートの回転速度を主ドライブモータによ
つて引き出された動力に関係させるよう組合せた
いくつかの独特の制御アルゴリズム及び制御計画
を使用して達成される。強さは、与えられたリフ
アイニング正味馬力を、単位時間当りにリフアイ
ニングプレートの刃のエツジが交差する時の接触
長さによつて除したもの（IC／REV）として定
義される。リフアイニング正味馬力は、主ドライ
ブモータの総馬力から無負荷馬力を差し引いたも
のとして定義される。無負荷馬力は、リフアイニ
ングプレート間の紙料スラリ（繊維懸濁液）によ
つて受ける流体摩擦力、グランド摩擦、軸受摩
擦、内部乱流、それに明確に定義することができ
ないその他の小さな要因による抵抗に逆らつて、
リフアイニングプレートを回転させるに必要な馬
力の合計である。本発明は、プロセス運転条件の
設定点を定め、必要なリフアイナ馬力を計算し、
与えられた馬力の大きさに応じた速度でリフアイ
ニングプレートの〓間を調節し、前述の無負荷馬
力定義用の独特の初期値入力方法を使つて実正味
馬力を定め、そしてプロセスの運転条件が変つて
もリフアイニング強さを一定に維持するよう主ド
ライブの回転速度を計算する技術を与えるもので
ある。 第１図を参照して、適応リフアイニング強さ一
定制御の要素を個々に説明する。 モード選択要素 符号１０で一般的に示してあるのがモード選択
要素であり、オペレータ選択による制御方法（す
なわち、ろ水度制御、クーチ真空値制御、馬力・
日／トン制御など）を通して、制御システムが機
能する動作モードを指示する手段を与えている。
メニユー形式の様式が使用され、一旦、動作モー
ドが選択されると、発信器の適当なスケーリング
及び値域数が、関連するソフトウエアのサブルー
チンによつてシステムの設定点に割当てられる。 プロセス設定点要素 プロセス設定点要素１２は、所望のリフアイニ
ング強さのレベルを設定する手段を表わしてい
る。 馬力・日／トン（HPDT）の動作モードが選
択されると、比例積分微分（P.I.D）機能は不要
なのでバイパスされ、このため所要HPDT設定
点はプログラマブルフアイナ制御器（PRC）要
素１４に直接受け入れられる。 プログラマブルリフアイナ制御器要素（PRC） プログラマブルリフアイナ制御器要素１４は、
その入力として、所要HPDT設定点を表わして
いるプロセス設定点要素１２の出力を受ける。選
択された動作モードにより、“モード選択”の小
見出しのところで後述するように、帰還信号は計
算されたパーセント正味馬力・日／トンか実正味
馬力かのいずれかである。 プログラマブルリフアイナ制御器要素１４は、
帰還信号が設定点信号からどれだけずれているか
によつて、リフアイニングプレート位置決め装置
によつて要求される修正作用を開始し、すなわち
平衡条件が成立するまでリフアイニングプレート
の相対的位置を増減させる。リフアイニングプレ
ートの再位置決めが行われる速度変化率はギヤモ
ータ速度計算要素１６によつて定められる。 ギヤモータ速度計算要素 ギヤモータ速度計算要素１６は実正味馬力要素
１８から実正味馬力信号を受け、独特の一次方程
式の処理を経てプレート〓間調整用ギヤモータが
回転するときの速度を定める。ギヤモータ速度計
算式は主ドライブモータの馬力が増えればギヤモ
ータ調整機構の回転速度を減らすようギヤモータ
の速度を逆関係に変えるようにしている。この実
際の方法は特開昭61−108788号に説明してある。 リフアイニングプレート〓間調整要素 リフアイニングプレート〓間調整は標準的なモ
ータスタータと反転接触器との組合せによるリフ
アイニングプレート〓間調整要素２１を使つて行
われる。回転の方向及びON時間の持続時間は所
要リフアイナ馬力要素２０によつて定められ、ギ
ヤモータの速度はギヤモータ速度計算要素１６を
通じて予め定められ、自己調整している。 無負荷馬力要素 無負荷馬力要素２２は正確な無負荷値を求める
方法を表わしている。その無負荷値は、ほとんど
の条件下で、主ドライブモータの負荷率によつて
値が変化する変数である。この用語“無負荷馬
力”は小見出し“概要”にて定義してある。正味
馬力を正確に求めるには、この無負荷値は、主ド
ライブモータの全負荷範囲に亘つて正確でなけれ
ばならない。無負荷値の決定は、各増分速度値に
おける主ドライブモータのすべての無負荷値をア
レイの形に並べた、初期値入力法と呼ばれる手法
によつて行われる。その行列は、制御下の機械の
真正の無負荷馬力を表わすものとなり、特定の機
械に存在する種々の定義した損失や定義していな
い損失のすべてを考慮したものとなる。 行列は、瞬時速度とその時の対応無負荷馬力値
とを記録した２つの欄を含んでいる。 この情報は、可変速度ドライブシステムの実測
速度と関連しかつ原料濃度及び原料流量に比例し
た測定信号と組合わされた、無負荷馬力値を与え
ている。実無負荷馬力に関する濃度又は流量効果
の変化を表わすには、実原料濃度及び原料流量の
使用が必要である。 無負荷馬力NLHPを求める全プロセスは以下
の関係式によつて表わされる。 NLHP＝Ａ＋｛（CA−CT）／K_C＋（FA−FT）／K_F／２｝ K_Cは無負荷馬力に関する濃度効果の変化を調
整する可変馬力定数、 CAは実濃度、 CTは設定濃度又は目標濃度、 K_Fは無負荷馬力に関する流量効果の変化を調
整する調整可能な定数、 FAは実流量、 FTは設定流量又は目標流量、 Ａは実測の変数RPMの値によつて選択された
行列値の馬力、 RPMは測定速度変数である。

【表】 実正味馬力要素 主ドライブモータによつて消費される実正味馬
力は次式によつて定義される。 実正味馬力＝実動力／0.746−無負荷馬力 計算された実正味馬力は、実正味馬力要素１８
からギヤモータ速度計算要素１６、強さ計算要素
３０、PRC要素１４、及びパーセント正味馬力
要素２４への帰還情報として使用される。 パーセント正味馬力要素 パーセント正味馬力要素２４は主ドライブモー
タによつて消費された正味馬力の百分率を定めて
いる。この値は次の関係式から導かれる。 パーセント正味馬力＝100×（実正味馬力／K₃） 実正味馬力は上述の関係式から導かれ、定数
K₃は有効正味馬力を表わす調整可能な定数であ
る。 パーセント流量要素 パーセント流量要素２６は、或る瞬間における
実流量を求めるもので、この値を最大流量の百分
率に変換する。この値は次の関係式から導かれ
る。 パーセント流量＝100×実流量／K₄ 実流量値は磁気式流量発信器のような標準の流
量測定装置の使用によつて得られる。 上式において、K₄は流量測定装置の校正範囲
を表わす調整可能な定数である。 パーセント正味馬力・日／トン要素 パーセント正味馬力・日／トン要素２８は、或
る瞬間に処理される原料の流量（Ｔ／Ｄ）及び濃
度に基づいて、主ドライブモータによつて与えら
れる実正味馬力・日／トンを計算する。パーセン
ト正味馬力・日／トン（％NHDT）は次の関係
式から導かれる。 ％NHDT＝（パーセント正味馬力／Ｃ・P₁＋P₂） ×（パーセント流量×0.06） Ｃは濃度測定値、 P₁は（１−P₂）／50、 P₂は最小濃度／平均濃度、 パーセント流量はパーセント流量の計算値、 0.06は１／16.62である。 パーセント正味馬力・日／トンに含まれる上記
式の使用は、本発明として特に請求するものでは
ない。この手順は、1982年４月19日に出願され、
1984年８月28日に許可された米国特許願第370577
号に定義されている。 主ドライブ速度計算要素 主ドライブ速度計算要素３０による計算の結果
は、主ドライブモータの回転速度を表わす信号で
ある。 主ドライブモータの所要回転速度は次式によつ
て定められる。 RPM（速度）＝実正味馬力／IC／REV×強さ係数 ここに、 実正味馬力は実正味馬力の計算値、 IC／REVはリフアイニングプレート形状によ
るリフアイニング強さを表わす調整可能な定数、
強さ係数は 強さ係数＝実正味馬力／IC／REV×RPM で表わされる。 この強さ係数は原料がデイスクリフアイナ及び
リフアイニングプレートを通つた後に必要な数値
を表わす調整可能な定数である。 比例・積分・微分（PID）機能要素 本発明の他の要素との組合せを除き、長年当業
者に周知であつた標準PID機能をここに請求する
つもりはない。これらの標準的な機能は全体の動
作を改善するために本発明の概念の範囲内で使用
される。これらは本発明の理解をより容易にする
ためそれぞれの定義の中に含まれるもので、比例
積分微分（PID）機能要素３２によつて示してあ
る。 比例とは、比較制御作用による入力の変化に対
する出力の変化の比である。 積分とは、出力の変化率が入力に比例する制御
作用である。 微分とは比例＋微分制御作用から得られる最大
利得と比例作用だけによる利得との比である。 上述の３つの制御機能を或る制限をもつて有限
に調整でき、動作制御体系を調整するプロセス手
段を表わしている。 同じような要素３４が強さ計算要素３０におけ
るドライブ速度計算から主ドライブ速度設定点を
制御するために設けられている。 ハードウエア 制御回路 上述の個々の制御回路又は要素は、複数の異な
つた回路で与えてもよいが、計算はコンピユー
タ、たとえばDEC社のMod PDP 11−23E型コ
ンピユータよつて敏速に処理することにした。こ
のPDP 11−23Eシステムは1Mバイトのデイスク
ドライブとＡ／Ｄ（アナログ−デイジタル）入力
カードと、Ｄ／Ａ（デイジタル−アナログ）出力
カードと、RSXオペレーテイングシステムと、
パスカル（UCDS）バージヨンのコンパイラとを
包含している。 主モータドライブパツケージ 可変速度ドライブ制御要素４７として選ばれた
主モータ可変周波数ドライブパツケージは
Reliance Electric社から供給されている600馬力
の可変周波数制御器である。 ギヤモータドライブパツケージ リフアイナギヤモータ５２用に選ばれたギヤモ
ータ可変周波数ドライブパツケージは、
Emerson Electric社から供給された５馬力の可
変周波数制御器、Model AS270−OTBである。 ギヤモータ調整パネル ギヤモータ調整パネルはBeloit社で作られたも
のを利用している（図面番号D42−400788）。 プログラマブルリフアイナ制御器（PRC） プログラマブルリフアイナ制御器はBeloit社で
作られたものを利用している（図面番号 D42−
400983−G1）。 動力信号発信器３６ 選ばれた動力信号発信器３６は、Scientific
Columbus社製のMod XLである。 濃度発信器３８ 濃度発信器３８はDezuric社製のMod 710BC
である。 流量発信器４０ 流量発信器４０はFoxboro社製のMod 2800で
ある。 ろ水度発信器４２ 選ばれたろ水度発信器はBolton Emerson社製
のMod MarK である。 クーチ真空値発信器４４ クーチロール４６の真空を感知する、選ばれた
クーチ真空値発信器４４はFoxboro社製のもので
ある。 判断要素５２，５４及び５６はもちろん
PDP11−23Eシステムの一部である。 他の動作要素はもちろん主ドライブモータ４
８、及びリフアイナギヤモータ５２を含むリフア
イナ５０である。 動作モード 上記のように、PDP11−23E型コンピユータは
適応リフアイナ強さ一定制御技術を改善するため
に選定されたものである。又、上述のように、
PDP11−23Eは実施の排他的手段ではない。詳細
に述べたこの制御技術は装置を使用する当業者に
よつて適当に選ばれたハードウエアによるアナロ
グ技術又はデイジタル技術を使つて実施すること
ができる。 以下に述べる動作はデイジタルでの実施に基づ
いており、小ブロツクにおいて述べられよう。最
後には種々のすべての動作ブロツクが一緒に結合
されて完全な動作技術が表現されよう。従つて、
第１図はこのシステムのハードウエアとこのシス
テムの動作モードを詳細に示したフローチヤート
との両方を表わしていることになる。 モード選択、設定点、判断 この制御システムのモード選択の部分は、コン
ピユータに相互接続されたCRT端末を使つて実
施される。この端末は符号１０で示した動作モー
ド選択要素である。ソフトウエアモジユールはオ
ペレータが立会つてキーボード（これも要素１０
の一部）からの入力を必要とする対話ルーチンに
よつてこの制御システムを動作させるモード、す
なわちHPDTモード、クーチ真空値モード、ろ
水度制御モード等を定める。 選択モード、設定点及び判断部の制御技術は第
１図において要素１０，１２及び５２で示してあ
る。 初期の制御準備の間に受けた相互作用のデータ
を使用して次のメニユー及び対話が現われ、その
間適当なサブルーチンが選択され、選択された動
作モードに必要な正しいスケーリングデータ及び
定数を定める。同時に種々の判断がその同じ入力
データに基づいてなされる。 等級入力メニユー 紙の等級 １ ２ ３ ４ どれを選択するか？ 制御モードの選択 １ どのリフアイナを選択するか？ ２ HPDTモードで実行したい Ｙ／Ｎ？ ３ ろ水度モードで実行したい Ｙ／Ｎ？ ４ クーチ真空値モードで実行したい Ｙ／Ｎ？ ５ 他のモードで実行したい Ｙ／Ｎ？ 選択したモードは です。 リフアイナ番号はNo. です。 選択は正しいですか Ｙ／Ｎ？ 対話開始 １ 選択した等級は です。 選択は正しいですか Ｙ／Ｎ？ ２ 自動制御を始めますか Ｙ／Ｎ？ ３ Ｙ＝“自動制御開始”サブルーチンＡ ４ Ｎ＝定数再調整サブルーチン“Ｂ”へ移る 無負荷馬力及び実正味馬力 無負荷馬力要素２２及び実正味馬力要素１８
は、実時間データ獲得技術から確立された速度−
無負荷馬力データアレイと、無負荷馬力要素２２
及び実正味馬力要素１８について前述した無負荷
馬力方程式の連続解とを使用し、判断要素５４と
共に実施される。 したがつて、これら要素及び方程式を参照し
て、以下初期値と呼ぶ速度−無負荷馬力データア
レイは、可変速度主ドライブモータ４８の全速度
範囲に含まれる個々のモータ及びリフアイナの無
負荷値の無負荷特性曲線を確立する。この方法で
得られたその曲線は上記の“概要”で述べた種々
の状況によるすべての馬力損失を考慮しており、
ドライブの種々の速度レベルにおける真の無負荷
値を表わしている。 以下のスケジユールは初期値入力動作を補完す
る代表的な疑似コードである。この初期値入力動
作は自動制御を開始する前に一度だけ行う必要が
ある。初期値入力プロセスは、機械的変更が行わ
れた場合にのみ、すなわちモータの馬力を大きく
したりリフアイニングプレートの位置を変える場
合にのみ繰返される。 疑似コード １ 主ドライブモータを起動して最大速度まで加
速し、原料ポンプを起動する。 ２ 入口圧力及び濃度が範囲内かどうかをチエツ
クする ３ ドライブの増分をへらす ４ 各増分時のドライブ馬力及び速度P₍₁₎S₍₂₎を読
取る ５ 終了時に制御を等級入力メニユーへ移す 当業者には明らかなように、速度−無負荷馬力
データアレイにて確立されたデータ点の数は、得
られた曲線の正確さに大きな影響を与える。代表
的な初期値データアレイは、以下に述べる無負荷
馬力要素の説明のところで示され、制御プロセス
の実際の動作を示すために以下の説明で使用され
よう。方程式の形で説明したアルゴリズムは、概
念のより完全な理解を与えるため、すべての場合
において簡単にはしないできた。 無負荷馬力要素２２は次のように動作する。 １ 速度入力値をプログラム変数AINに割当て
る。 ２ 標準的なアレイ探索手法を使つて、変数Ａの
値を初期値入力手順の時にアレイ内に入つてい
るモータ速度値と比較する。 ３ プログラム変数AINの中に含まれた値に最
も近い相手を見つけ、その点における馬力の対
応値をプログラム変数AOUTに割当てる。 ４ 無負荷馬力方程式を解いて計算値をプログラ
ム変数NLHPに割当てる。 以下は上述の手順を数値的に示したものであ
る。 NLHP＝AOUT＋ ｛（CA−CT）／K_C＋（FA−FT）／K_F／２｝ ここに、 CA＝濃度発信器３８からの実濃度、 CT＝設定濃度、 FA＝流量発信器４０からの実流量、 FT＝設定流量、 K_C＝処理される原料の違いに対応する修正無
負荷に基づいた濃度変化効果を表わす調整可能な
定数、 K_F＝原料の違いに対応した流量変化効果を表
わす調整可能な定数、 AOUT＝AIN変数のアレイ速度（RPM）値と
の照合によつて指示されたアレイ内記憶場所に格
納されているアレイ値。

【表】

【表】

【表】 上記の計算結果は、実際に適応できるとして述
べた前述の方程式が、濃度及び流量値をその方程
式への有効入力としたとき、結果を出すことがで
きることを示している。又、これは制御技術全体
の一部で重要な部分である正確な無負荷馬力値を
得る手順を示している。２つの定数K_C及びK_Fは
経験的なものであり、実際の試運転から求めなけ
ればならない。 実正味馬力 実正味馬力の値は次式より決定される。 ANHP＝（実動力／0.746）−NLEP ここに、 ANHP＝実正味馬力、 実動力＝動力発信器３６から得られる実キロワ
ツト値、 0.746＝KWを馬力に交換するときに使用する
換算式から導き出される変換係数、 １馬力＝33000フイート・ポンド／分 １馬力＝550フイート・ポンド／秒 １馬力＝746ワツト １馬力＝0.746キロワツト NLHP＝前記したNLHP式の解の結果。 上記の実正味馬力の式を使つて、以下に、モー
タ動力を1000馬力としたときの、無負荷馬力計算
式からの計算結果を示す。

【表】 上記の計算結果は、上記方程式によつて、キロ
ワツト−馬力変換された実正味馬力が無負荷馬力
の計算値だけ小さな値で導出されていることを示
している。 パーセント正味馬力、パーセント流量、パーセン
ト正味馬力馬力・日／トン パーセント正味馬力、パーセント流量及びパー
セント正味馬力・日／トンは、馬力・日／トンモ
ードの間、流量発信器４０及び濃度発信器３８か
らの追加の入力により第１図の要素２４，２６及
び２８によつて与えられ、図示のように、動作の
HPDTモードが選択されているときだけ用いら
れる。値のパーセント換算はそれ自体独特なもの
ではなく本発明の特徴でもない。 パーセント正味馬力・日／トン パーセント正味馬力・日／トン要素２８は米国
特許第4184204号に開示された手順に標準的な変
更を加えたものを示している。 この要素２８の目的は米国特許第4184204号に
記載の方法を使つて、入来するプロセス測定信号
を正味馬力・日／トン値に変換することにある。
この手順の変更は本発明の動作に要求された結果
値のパーセント換算であり、このときパーセント
正味馬力、パーセント流量、濃度測定値及び濃度
比を使用したパーセント正味馬力・日／トンにつ
いての上記の記載から導出された形の方程式を解
くため、この要素２８には可変のパーセント正味
馬力が与えられる。 パーセント正味馬力 パーセント正味馬力要素２４は要素２２及び１
８によつて決められた値のパーセント値への直接
的な順変換を与えるものである。パーセント正味
馬力式について後述の数値例では、定数K₃は調
整可能なもので、有効正味馬力を表わしている。
有効正味馬力は主ドライブモータ４８の最大定格
馬力からその無負荷馬力を差し引いたものとする
ことができ、モータの馬力を1000馬力、その無負
荷馬力を180馬力とすれば、定数K₃は820馬力と
なる。実正味馬力を600馬力とすれば、以下のと
おりとなる。 パーセント正味馬力＝実正味馬力／K₃ パーセント正味馬力＝100×（600／820） パーセント正味馬力＝73.1％ パーセント流量 パーセント流量要素２６は流量発信器４０から
受けた流量測定値と調整可能な定数K₄とを利用
する変換手順を与えてパーセント流量を表わす値
を発生させるものである。定数K₄は流量測定装
置の校正範囲を表わしている。実流量は任意の特
定の瞬時における流量測定装置の出力の値であ
る。流量測定装置の校正範囲を1000GPM、実流
量測定値を800GPMとすれば、以下のとおりとな
る。 パーセント流量＝100×（800／1000） パーセント流量＝80％ ギヤモータ速度、可変速度ドライブ及びギヤモー
タプレート〓間調整 これらの機能は第１図の要素１６，２０及び２
１によつて表わされる。これらは又、先の特開昭
61−108788号にも開示されている。これらの技術
はその全体の動作を強化するよう本制御プロセス
に組込まれており、以下に数値例によつて個々に
与えられる。 ギヤモータ速度 この制御部分は、一次方程式を連続的に解くこ
とに基づいており、所要ギヤモータ速度に関して
必要とされる計算を行う種々の方法が使用され
る。この手法の骨子はリフアイナ主ドライブモー
タの動力の大きさに対して逆関係にギヤモータの
出力速度を変えることであり、その基本一次方程
式は以下のとおりである。 GMSR＝GMSMX−〔ACMMP／（AVMMP／GMSMX）〕＋GMSMN ここに、 GMSR＝所要ギヤモータ速度 GMSMX＝ギヤモータ最大速度（ギヤモータ
の最大回転数出力を表わす調整可能な定数）、 ACMMP＝主ドライブモータの実正味馬力 AVMMP＝主ドライブモータの有効馬力（リ
フアイナの主ドライブモータが出し得る最大定格
馬力をKWで表わした調整可能な定数）、 GMSMN＝ギヤモータ最小速度（可変周波数
ドライブ制御器に入つている調整可能な定数） 代表例 主ドライブ馬力＝200とすると、 最大有効動力＝200馬力×0.746＝149.2KW、 最大ギヤモータ速度＝900RPM、 最小ギヤモータ速度＝50RPM、 ギヤモータ速度範囲＝900−50＝850RPM、 設定最大速度＝850RPM、 無負荷馬力＝70馬力×0.746＝52.2KW

【表】 上記は、実際に測定した主ドライブモータ実正
味馬力が変化すると、ギヤモータの出力速度はそ
れと逆方向に変化することを示している。 可変速度ドライブ 可変速度ドライブ要素２０は標準的な可変周波
数ドライブ制御器である。このタイプのドライブ
制御器の製造業者は数社ある。可変速度ドライブ
制御器の測定条件は次の２つである。 Ａ ギヤモータ速度計算から出された遠隔制御信
号を受け入れできること、 Ｂ 可変速度ドライブ制御器は各種定格馬力のギ
ヤモータの出力条件を適応させるだけの大きさ
がなければならない。 上記のように選択されたギヤモータ可変周波数
ドライブパツケージはEmerson Electric社製の
５馬力可変周波数制御器Model AS270−OTBで
ある。 ギヤモータプレート調整 リフアイニングプレート〓間調整要素２１はプ
ログラマブルリフアイナ制御器要素１４からの指
令を受けるモータスタータ及び反転接触器のグル
ープを表わしている。 上記のリフアイニングプレート〓間調整要素２
１はベロイト社製（図面番D42−400788）であ
る。 プログラマブルリフアイナ制御器 上記のマイクロプロセツサをベースとしたプロ
グラマブルリフアイナ制御器要素１４はベロイト
社製（図面番号D42−400983−G1）である。簡
単に言えば、この動作は、遠隔信号源からの入力
信号を受け、この信号を制御装置からの測定信号
と比較し、回転信号の速度及び方向によつてデイ
スク位置決め装置に対する修正作用を行うことか
ら成る。これも又、本発明の実施に利用できる制
御器を代表している。 主ドライブ速度計算 以下に示す主ドライブ速度計算は一定のリフア
イニング強さを維持するようにデイスクリフアイ
ナ５０に接続された主ドライブモータ４８の所要
回転速度を決めてプロセス条件を変える独特の方
法を表わしている。 ドライブ速度計算 ｜←速度設定点 P.I.D.機能←速度 ｜ 速度可変主ドライブモータ リフアイニング強さは、与えられたリフアイニ
ング正味馬力を、単位時間当りにリフアイニング
プレートの刃のエツジが交差する時の接触長さに
よつて除した一般式（IC／REV）であらかじめ
定められている。 所要速度は以下の独特の方程式の連続解の結果
である。 RPM（速度）＝実正味馬力／IC／REV×強さ係数 ここに、実正味馬力は前述の実正味馬力の式か
ら得られた数学上の結果である。IC／REVは１
回転当りの接触エツジの関数である（ロータ位置
のリフアイニングプレート上の刃の数とステータ
位置の刃の数とリフアイニングプレートの各領域
における刃の長さとを乗じたものを加算し、これ
に毎分回転数を乗じたものである）。 第２図を参照すれば、以下があてはまる。 IC／Ｍ＝２〔（B_R1×B_S1×L₁）＋（B_R11×B_S11×L₁₁）
＋（B_RN×B_SN×L_N）〕×RPM ここに、B_R1＝領域Ｉのロータの刃の数、 B_S1＝領域のステータの刃の数、 L₁＝領域の刃の長さ。 RPM＝毎分回転数。

【表】 強さ係数はリフアイニングプロセスからの所望
結果を述べるのに使用される現実には経験的に調
整される定数である。この係数は以下の関係式で
表わすことができる。 強さ係数＝実正味馬力／IC／REV×RPM 先に使用した馬力及びRPMの同じ値を使用し
て、後の説明に使用される強さ係数が以下に得ら
れる。主ドライブモータ４８のモータ馬力を1000
馬力、実正味馬力を819.4馬力、速度を900RPM
とすれば、強さ係数IFは IF＝819.4／（395936×900） IF＝23^-5 となる。 上述のように、この係数は３つの変数の組合
せ、すなわち、実正味馬力、リフアイニングプレ
ートの形状に依存したリフアイニング強さを表わ
す定数IC／REV及び回転速度の組合せを示して
おり、これらが組合わされて所望の製品を作つて
いる。 強さ係数が定まることにより、ドライブ速度計
算は以下のようになる。 RPM（速度）＝実正味馬力／IC／REV×強さ係数 RPM＝819.4／（395936×23^-5） RPM＝899.794 これで計算された速度はPID機能要素３４に対
する設定点値となる。PID機能要素３４からの計
算された出力は可変速度ドライブ制御要素４７の
速度設定点部へ供給される。帰還信号は可変速度
ドライブ制御要素４７からPID機能要素３４へ戻
されてドライブ速度をPID機能要素３４の出力に
よつて定められた値にする。 第３図によれば、ここに示した制御は、プロセ
スに関する物理的測定値、種々の値を定義する独
特のアルゴリズム、及びデイスクタイプのリフア
イニング機械の適応強さ一定制御を与えるに必要
な制御ハードウエアの組合せから成つている。第
３図は本発明の詳細な説明の全体を簡単なブロツ
ク（フローチヤート）の形に要約したものであ
る。各ブロツクの機能は先に述べてある。上述の
ように、本発明の目的は現実に適応される制御シ
ステムを与えること、及びろ水度制御、馬力・
日／トン制御、クーチ真空値制御などのようない
くつかある一次制御モードの１つを使いながらプ
ロセス運転条件を変えて一定のリフアイニング強
さを維持することである。 第３図に示したように、基本ステツプは以下の
とおりである。 Ａ オペレータは制御の主要モードを開始し、選
択したモードの設定点の値を定める。 Ｂ プロセス測定値が設定点より変化すると、リ
フアイニングプレート〓間調整制御はプレート
〓間調整速度計算によつて決定された速度変化
率でリフアイニングプレートを再位置決めす
る。リフアイニングプレートの位置変化により
主ドライブ動力が変化する。 Ｃ 主ドライブ動力の変化は無負荷馬力計算及び
実正味馬力計算要素によつて認識される。新し
い無負荷馬力値は実正味馬力計算に取り入れら
れる。この結果、その計算はプロセス測定信号
となり、制御システムを設定点の値にバランス
させるためプログラマブルリフアイナ制御器に
帰還される。 Ｄ 新しく計算された実正味馬力値は又、速度計
算アルゴリズムの速度計算要素へ供給され、新
しい速度設定点の値を得る。 Ｅ 主ドライブモータ可変速度制御器は、速度計
算要素の出力及び比例積分微分機能によつてそ
の速度を再調整するよう指示される。 第４図は本発明による制御方法の基本ステツプ
全体の流れを略示したもので、これによれば、リ
フアイナの主ドライブモータとして可変速度のも
のを採用するとして、まず、リフアイナの紙料濃
度及び紙料流量を検出し、主ドライブモータの速
度及び動力を検出し、紙料濃度、紙料流量及び主
ドライブモータの速度に応答して主ドライブモー
タの無負荷馬力を算出し、検出した動力に応答し
て無負荷馬力を実正味馬力に変換し、紙料流量及
び紙料濃度に応答して無負荷馬力及び実正味馬力
からパーセント正味馬力・日／トンを算出し、こ
のパーセント正味馬力・日／トン、所要馬力・
日／トン設定点、実正味馬力、主ドライブモータ
有効馬力、及びギヤモータの最大及び最小速度か
らギヤモータ速度を算出し、そして、実正味馬
力、リフアイニング強さを表わす調整可能な定
数、及び調整可能な定数として定められた強さ係
数から主ドライブモータの速度を算出して、可変
速度の主ドライブモータへ供給するようにしてい
る。 有意性 本発明の有意性は多様であり、デイスクタイプ
のリフアイナを通る紙料のスラリに対する生産量
及び与えられた動力条件の変更を受けてリフアイ
ニング強さを一定に維持するための適応制御を与
える複数の手段及び方法を含んでいる。これらの
方法及び手段は以下の効果を奏する。 １ 第１ステツプとして主ドライブモータの無負
荷馬力値を正確に決定する方法及び手段を与え
ることにより、全体の制御技術の精度が向上し
てデイスクタイプのリフアイナから均一な製品
が与えられる。 ２ プロセス測定値及び必要な計算結果に基づい
て、リフアイニング作用の強さを制御する手段
及び方法を提供することは、付加的な利益及び
均一な製品生産に寄与する利点となる。 ３ 独特の方程式の解に基いて、主ドライブモー
タの回転速度を調整する手段及び方法を提供す
ることは制御技術の能力の一助となつて、通常
の定速ドライブモータよりも少ない動力消費
で、均一な製品が作られる。 ４ デイスクリフアイナ変数、すなわち相対的な
リフアイニングプレートの位置決めに使われる
馬力の制御性を改善することにより、特定の環
境においてはエネルギ消費が少なく、改善され
た製品が生まれる。 以上、本発明をその好適な実施例について詳述
したが、本発明はこの特定の実施例に限定される
ものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で
本発明の幾多の変化変形をなし得ることは当業者
には明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によつて構成されリフアイナに
接続された実時間のプロセス測定値を基にそのリ
フアイナを制御するようにした適応リフアイナ強
さ一定制御の概略図、第２図はリフアイナのリフ
アイニングプレートの一部を示す平面図、第３図
は本発明を簡略化したブロツク図、第４図は本発
明による制御方法の概略フローを示す図である。 １０……モード選択要素、１２……プロセス設
定点要素、１４……プログラマブルリフアイナ制
御器要素、１６……ギヤモータ速度計算要素、１
８……実正味馬力要素、２０……所要リフアイナ
馬力要素、２１……リフアイニングプレート〓間
調整要素、２２……無負荷馬力要素、２４……パ
ーセント正味馬力要素、２６……パーセント流量
要素、２８……パーセント正味馬力・日／トン要
素、３０……主ドライブ速度計算要素、３２，３
４……PID機能要素、３６……動力信号発信器、
３８……濃度発信器、４０……流量発信器、４２
……ろ水度発信器、４４……クーチ真空値発信
器、４６……クーチロール、４７……可変速度ド
ライブ制御要素、４８……主ドライブモータ、５
０……リフアイナ、５２……リフアイナギヤモー
タ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ リフアイニングプレートの〓間を調整するギ
   ヤモータを備えかつ主ドライブモータによつて駆
   動される製紙用リフアイナの制御方法において、 (a) リフアイナの紙料濃度及び紙料流量を検出し
   て対応する濃度信号及び流量信号を発生させる
   ステツプ（38、40）と、 (b) 主ドライブモータの速度及び動力を検出して
   対応する速度信号及び動力信号を発生させるス
   テツプ（36、47）と、 (c) 前記濃度信号、流量信号及び速度信号に応答
   して主ドライブモータの無負荷馬力信号を発生
   させるステツプ（22）と、 (d) 前記動力信号に応答して無負荷馬力を実正味
   馬力に変換するステツプ（18）と、 (e) 前記流量信号及び濃度信号に応答して無負荷
   馬力及び実正味馬力をパーセント正味馬力・
   日／トンに変換するステツプ（24、26、28）
   と、 (f) 前記パーセント正味馬力・日／トン、所要馬
   力・日／トン設定点、実正味馬力、主ドライブ
   モータ有効馬力、及びギヤモータの最大及び最
   小速度からギヤモータ速度信号を発生させてこ
   のギヤモータ速度信号を前記ギヤモータに供給
   するステツプ（16、20、21）と、 (g) 前記実正味馬力、リフアイニングプレートの
   形状いかんで定まるリフアイニング強さを表わ
   す調整可能な定数、及び所望のリフアイニング
   結果を表わす調整可能な定数として定められた
   強さ係数からドライブモータ速度信号を発生さ
   せてこの速度信号を前記主ドライブモータに供
   給するステツプ（30、34）と からなる、リフアイナの制御方法。