JPH04136292A - プロフィール制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分！〉 本発明は抄紙機、艙工機及びフィルムマシンなどの単位
面積当りの重量（以下坪量という）を目標値に制御する
プロフィール制御装置に係り、特に紙切れ時の制御性の
改良に関する。

〈従来の技術〉 プロフィール制御装置は、例えば本出願人の提案に係る
特開昭６３−７５１９５号公報に開示されている。第１
１図は上記公報等に開示されている従来の抄紙機及びそ
の制御装置の構成ブロック図である９図において、ヘッ
ドボックスＨＢは原料を収容しており、幅方向に複数配
置されたスライスから吐き出される。スライスの開度は
アクチュエータＡＣＴにより制御されており、この開度
に応じた量の原料が、ワイヤパートＷＰを通過する際に
搾水され、ドライヤＤＲを通過する際に乾燥されて所定
の水分率となる。カレンダＣＬでは乾燥された紙を圧縮
して所定の紙厚（キャリバー）にして、リールＲＬで巻
き取る。ワイヤバートＷＰの搾水による白水はピットＰ
Ｔで受は取られ、ファンポンプＰＭＰによってヘッドボ
ックスＨＢに還元される。

坪量、水分率及び紙厚は、リールＲＬの直前において、
センサＢＭによってそれぞれ測定されてプロフィール検
出部１０に送られる。プロフィール検出部１０は坪量、
水分率及び紙厚グロフイール制御の前処理演算も次のご
とく担当している。

（１）坪量の目標値と測定値との偏差から必要な種流量
を演算する。

（１１）幅方向の坪量のバラツキをＳ算する。

（ｉｉｉ）水分率の目標値と測定値の偏差から必要な乾
燥度を与えるエネルギを有する蒸気温度（流量）を演算
する。

（１ｖ）紙厚のバラツキを少なくする方向に、カレンダ
ＣＬの径を局所的に制御する。この制御はカレンダロー
ルを加熱／冷却して行う０例えば、加熱はスチームを用
い、冷却は空気を吹き付けて行う。

種口弁制ｖＩＩ部２０は、プロフィール検出部１０から
送られる種流量を基礎に弁開度を演算して種口弁ＶＬＶ
に与え、紙幅方向の平均的坪量を設定値に制御している
。スライス制御部３０は各アクチュエータＡＣＴの操作
量を演算して、各スライスの吐き出し原料量を制御し、
坪量の幅方向のバラツキを抑えて均一な品質にしている
。蒸気制御部４０はプロフィール制御部１０から送られ
る蒸気流量の指示値を基に蒸気圧を求め、スチームバル
ブＳＴＶに与えて水分率を設定値に制御している。

カレンダ制御部５０は、カレンダＣＬの紙幅方向所定位
置を加熱／冷却して所定の径とし、必要な紙厚を得てい
る。

この様な４置において、プロセスに外乱が入ると目標値
と実際の測定値の間に垂離が生じて、乾燥が不十分にな
り紙切れが生じる。従来の紙切れ制御では、紙切れ時の
スライスに対する出力パターンを紙切れ発生時に出力し
、通紙時にそのパターンから出力値を変化させて、所望
の紙質に収束させていた。この場合、損紙を最小化する
のがよい紙切れ制御になる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、近年アクチュエータの多様化に件ない、
上記制御では対処できない事例が発生している１例えば
、紙切れ時に退避する形式のアクチュエータＡＣＴが採
用されている場合には、出力パターンを紙切れ発生時に
変化させてもアクチュエータＡＣＴから出力されず、通
紙後からの整定時間が長くな、Ｑキャリパ−プロフィー
ルが規格から外れて損紙を増加させるという課題のある
機種が存在する。またドライヤＤＲの設置場所によ・っ
ては、紙切れ中でも紙が内部にあり、特定の位置のパタ
ーンだけ変化させると所定の水分率が得られ、損紙を殆
どなくせることが知られている。

本発明はこのような課題を解決したもので、各種のアク
チュエータやドライヤＤＲ設置場所に汎用的に使用でき
ると共に、通紙後の整定時間を短くして損紙の少ないプ
ロフィール制ｍ装置を提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 第１図は上記目的を達成する本発明を説明する構成ブロ
ック図である０図において、検出端１０は坪量、水分率
、厚さなどを幅方向に測定するものである。プロフィー
ル制御装置２０は、検出端１０で測定した信号を入力し
、このプロフィール検出量を目！値と比較して偏差を小
さくする方向の操作産出力パターンを操作端３０に出力
する。

操作端３０は、抄紙機、塗工機、フィルムマシン等に設
けられたもので、坪量、水分率、厚さなどの値を調整す
るものである。

紙切れ直前パターン記憶部４０は、前記抄紙機などで紙
切れが発生したときの操作端３０の出力パターンを保持
する０紙切れ時パターン記憶部５０は、予め定められた
紙切れ発生時の操作端３０の出力パターンを保持する。

パターン切替部６０は、紙切れが発生したときは紙切れ
時パターン記憶部４０−の出力パターンを各操作端に出
力し、その後通紙が開始されたときは紙切れ直前パター
ン記憶部５０の出力パターンを各操作端に出力する。

く作　用〉 本発明の各構成要素はつぎの作用をする０紙切れ直前パ
ターン記憶部４０は、プロセスが平衡状態にある紙切れ
発生時の操作端３０の出力パターンを保持している０紙
切れ直前パターン記憶部４０は、経験的に知られた紙切
れ時に出力すれば良いパターンを記憶している。パター
ン切替部６０は、紙切れ中は紙切れ直前パターン記憶部
４０を選択し、通紙後は紙切れ直前パターン記憶部４０
を選択して、プロフィール制御装置２０の操作端３０に
対する出力パターンとする６通紙後は、平衡状態に到達
した状態の出力パターンを紙切れ直前パターン記憶部４
０から得ているので、紙切れ時パターン記憶部５０の出
力パターンから制御を開始する場合に比較して早く所定
の紙質が得られる。

〈実施例〉 以下図面を用いて、本発明を説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。図において、検出端１０は坪量、水分率、厚さなどを
幅方向に測定するもので、例えば坪量についてはβ線式
厚さ計（横河技報Ｖｏ１．２６＋１゜１７９（１９８２
）参照）、水分率については赤外線式水分計（横河技報
Ｖｏ１．２４Ｄ、　１０７（１９８０）参照）、厚さに
ついては空気浮上量式のキャリパ計（同文献参照）が用
いられている。幅方向に測定する関係で、検出端１０は
フレームと呼ばれる筐体に支持されて、紙幅方向に走査
しながら測定をしている。プロフィール制御装置２０は
、検出端１０で測定した信号を入力し、このプロフィー
ル検出量を目標値と比較して鋼基を小さくする方向の操
作産出力パターンを操作端３０に出力するものである。

操作ｆ４Ａ３０は、抄紙機、塗１機、フィルムマシン等
に設けられたもので、前述した坪量を調整するアクチュ
エーター水分率を調整するドライヤ、厚さを調整するカ
レンダなどが相当し、いずれも紙幅方向に複数設置され
ていて、各操作端３０の操作量は独立性を以て定めるこ
とができる。

紙切れ直前パターン記憶部４０は、前記抄紙機などで紙
切れか発生したときの操作端３０の出力パターンを保持
もので、ここでは紙切れ発生時をプロフィール制御装置
２０を介して認識して、操作＠３０に出力しているパタ
ーンを読み込む０紙切れ時パターン記憶部５２は、予め
定められた紙切れ発生時の操作ｆｌＩＡ３０の出力パタ
ーンを保持するもので、この出力パターンは対象となる
プロセスの紙切れ時に適合したものであり、通常経験に
より定める６紙切れパターン部５４は、特定の操作端３
０について紙切れ時パターン記憶部５２の内容をロード
し、残りの操作端３０については紙切れパターン部５４
の内容をロードして、出力パターンとして記憶している
。パターン切替部６゜は、紙切れが発生した時にプロフ
ィール制御装置２０の出力パターンに対して介入するも
ので、紙切れが発生した時は紙切れパターン部５４の出
力パターンを各操作端３０に出力し、その後通紙が開始
された時は紙切れ直前パターン記憶部４ｏの出力パター
ンを各操作端３ｏに出力する。タイマ７０はパターン切
替部６０の切替作業を遅らせるもので、これはアクチュ
エータの動作に大きな時定数が必要なことがあるので、
制御性を安定にするために設けている。タイマの値は時
定数程度とし、紙切れ時にはｎ秒、通紙開始時にはｍ秒
と異なる値を設定してよい０時定数の小さな場合は、タ
イマ７０を設けなくても差し支えない。

第３図は出力パターンの説明図で、紙切れ直前パターン
記憶部４０、紙切れ時パターン記憶部５２及び紙切れパ
ターンＭ５４の各操作端３０に対する操作量を紙幅方向
に並べである４図中、紙の端に領域Ａと領域Ｃが設けら
れており、中央は領域Ｂが設定されている１紙切れパタ
ーン部５４は両端Ａ、Ｃについては紙切れ時パターン記
憶部５２からデータをロードし、中央Ｂについては紙切
れ直前パターン記憶部４０のデータをロードしている０
紙切れ時パターン記憶部５２の内容が両端Ａ、Ｂのみ定
められているのは、次の理由による。

紙切れ中にドライヤ内部に紙が存在するプロセスに対し
ては、経験的に細紙と呼ばれるものが存在している。紙
の両端はカレンダ等の冷却が早いことから、予め定めら
れた値とし、中央については紙切れ直前パターン記憶部
４０から読込むことを前捷としてブランクとしている。

尚、全ての操作端に対する操作量を紙切れ時パターン記
憶部５２から読込むことにすれば、第１図の装置になる
。

第４図は出力パターンとプロセスの関係を示すタイムチ
ャートである０通紙中は、原則としてプロフィール制御
装置２０による制御若しくは紙切れ直前パターン記憶部
４０の出力パターンになっている９紙切れ中は、原則と
して紙切れパターン部５４の出力パターンとなっている
。尚、タイマを設けている場合は、紙切れ発生からｎ秒
経過した後に紙切れ直前パターン記憶部４０から紙切れ
パターン部５４に代わり、通紙再開後ｍ秒経過した後に
紙切れパターン部５４から紙切れ直前バタン記憶部４０
に代わる。

第５図はデータの推移状態を示すタイムアツプで、（Ａ
）は紙切れ信号、（Ｂ）は紙切れ直前パターン、（Ｃ）
は紙切れパターン、［Ｄ＞はパターン切替信号、（Ｅ）
は０秒タイマ、（Ｆ）はパターン切替パルス、（Ｇ）は
ｍ秒タイマ、（Ｆ）はパターン切替パルス、（Ｈ）は出
力パターンである。時刻Ｔ１で紙切れ発生を示す紙切れ
信号がＨになる。すると、紙切れ直前パターン記憶部４
０にプロフィール制御装置２０の時刻Ｔ１における出力
パターンかロードされる。このロードが完了した時刻Ｔ
２から、紙切れパターン部５４に紙切れ直前パターン記
憶部４０及び紙切れ時パターン記憶部５２からデータの
ロードがされ、時刻Ｔ３でパターン切替部６０が切替え
を指示する。すると０秒タイマが計時を開始し、時刻Ｔ
４でタイムアツプして、パターン切替パルスが出力され
てプロフィール制御装置２０の出力パターンが紙切れパ
ターン部５４の内容になる１次に時刻Ｔ５で通紙が再開
されると、ｍ秒タイマが計時を開始し、時刻Ｔ６でタイ
ムアツプして、時ＦＪＴ７でパターン切替パルスが出力
されてプロフィール制御装置２０の出力パターンが紙切
れ直前パターン記憶部４０の内容になる。

続いて、カレンダの予熱に関して本発明を適用する場合
について説明する。第６図はカレンダとアクチュエータ
の説明図で、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は側面図である０
図示しないドライヤを経てきた紙はカレンダを経てリー
ルに巻きとられる。

第７図はプロフィール制御状態の説明図で、（Ａ）は紙
厚プロフィール、（Ｂ）はアクチュエータへの制御出力
、（Ｃ）はカレンダの温度パターンである。アクチュエ
ータはカレンダにスチームやエアを吹き付けて局部温度
を制御し、熱膨張を用いてカレンダの径を調整している
。

この様な装置において、紙切れが発生すると、アクチユ
エータは図中破線で示す位置に退避する。

第８図はカレンダの温度パターンの説明図で、破線は紙
切れ前の状態、実線は紙切れ後を表わしている。アクチ
ュエータが離れ、がっ紙か搬送するドライヤからの持ち
込み熱量がなくなるなめに、急激にカレンダが冷えてし
まう。

第９図は出力パターンの説明図で、（Ａ）は紙切れ時パ
ターン記憶部５２、（Ｂ）は紙切れ直前パターン記憶部
４０、（Ｃ）は紙切工しパターン部５４のアクチュエー
タ出力パターンを示している。

紙切れ時パターン記憶部５２では、定常状態での出力の
大きなアクチュエータに対して、予めより大きな操作量
を設定しておく、そして、紙切れ中にアクチュエータ着
信号（オペレータの指示若しくは上位制御装置からの指
示であって、紙切れ中であっても強制的にアクチュエー
タをカレンダに着けることを内容とする信号）を受信し
たときは、第９図Ｃの出力を行う。するとカレンダは暖
められる。

第１０図はアクチュエータ着信号によるカレンダの温度
パターンの説明図で、実線はアクチュエタ出力による温
度パターン、破線はアクチュエタの離れた紙切れ状態の
温度パターンである。

アクチュエータ着信号を送った後でも紙切れ状態にある
ことに変わりないので゛、抄紙機システム側は一定時間
経過後アクチュエータをカレンダから自動的に離脱させ
る。するとカレンダは再び冷え始めるが、紙がつながる
頃には紙切れ前の温度パターンに近くなる。そこで通紙
後と紙切れ前のカレンダ温度パターンが近いものとなる
。またバタン切替部は通紙後一定時間ｍ秒経過すると、
紙切れ直前パターン記憶部４０の出力パターンに戻して
いるので、カレンダの温度パターンを崩さすに紙厚プロ
フィール制御が続行できる。

この様にすると、紙厚プロフィール制御の大きな外乱と
なっている紙切れに対して、紙切れ前と通紙後でカレン
ダの温度パターンの変化を小さくしているので、カレン
ダの熱膨張の変動が小さくなり、紙厚プロフィールの制
御性が格段に向上するという効果がある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば次のような実用上
の効果がある。

■　紙切れが発生したとき、通紙再開後紙切れ時パター
ン記憶部５０の出力パターンを操作端３０に与えている
ので、平衡状態での操作量を早目に与える関係でプロセ
スの早期安定が実現される。

そこで、損紙が減少する。

■　紙切れパターン部５４の内容を一部は紙切れ時パタ
ーン記憶部５２から入手し、残りを紙切れ直前パターン
記憶部４０から入手すると、細紙の発生しているような
場合には早期安定が実現される。

■　実施例のように、パターン切替部６０の切替にタイ
マを介在させると、アクチュエータの時定数か補償され
て制御が安定なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を説明する構成ブロック図。第２図は本
発明の一実施例を示す構成ブロック図、第３図は出力パ
ターンの説明図、第４図は出力パターンとプロセスの関
係を示すタイムチャート、第５図はデータの推移状態を
示すタイムチャートである。 第６図はカレンダとアクチュエータの説明図、第７図は
プロフィール制御状態の説明図、第８図はカレンダの１
度パターンの説明図、第９図は出力パターンの説明図、
第１０図はアクチュエータ着信号によるカレンダの温度
パターンの説明図である。 第１１図は従来プロセスの構成ブロック図である。 １０・・・検出端、２０・・・プロフィール制御装置、
３０・・・操作端、４０・・・紙切れ直前パターン記憶
部、５０．５２・・・紙切れ時パターン記憶部、５４・
・・紙切れパターン部、６０・・・パターン切替部。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）坪量、水分率、厚さなどを幅方向に測定した信号
   を入力し、このプロフィール検出量を目標値と比較して
   偏差を小さくする方向の操作量を抄紙機、塗工機、フィ
   ルムマシン等の操作端に出力するプロフィール制御装置
   において、 前記抄紙機などで紙切れが発生したときの前記操作端の
   出力パターンを保持する紙切れ直前パターン記憶部と、 予め定められた紙切れ発生時の前記操作端の出力パター
   ンを保持する紙切れ時パターン記憶部と、紙切れが発生
   したときは紙切れ時パターン記憶部の出力パターンを各
   操作端に出力し、その後通紙が開始されたときは紙切れ
   直前パターン記憶部の出力パターンを各操作端に出力す
   るパターン切替部と、 を具備することを特徴とするプロフィール制御装置。
2. （２）坪量、水分率、厚さなどを幅方向に測定した信号
   を入力し、このプロフィール検出量を目標値と比較して
   偏差を小さくする方向の操作量を抄紙機、塗工機、フィ
   ルムマシン等の操作端に出力するプロフィール制御装置
   において、 前記抄紙機などで紙切れが発生したときの前記操作端の
   出力パターンを保持する紙切れ直前パターン記憶部と、 予め定められた紙切れ発生時の前記操作端の出力パター
   ンを保持する紙切れ時パターン記憶部と、特定の操作端
   については紙切れ時パターン記憶部の内容をロードし、
   残りの操作端については紙切れ直前パターン記憶部の内
   容をロードする紙切れパターン部と、 紙切れが発生したときは紙切れパターン部の出力パター
   ンを各操作端に出力し、その後通紙が開始されたときは
   紙切れ直前パターン記憶部の出力パターンを各操作端に
   出力するパターン切替部と、を具備することを特徴とす
   るプロフィール制御装置。