JPH0647795B2 - 抄紙機のプロフィル制御装置 - Google Patents

抄紙機のプロフィル制御装置

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JPH0647795B2
JPH0647795B2 JP63294120A JP29412088A JPH0647795B2 JP H0647795 B2 JPH0647795 B2 JP H0647795B2 JP 63294120 A JP63294120 A JP 63294120A JP 29412088 A JP29412088 A JP 29412088A JP H0647795 B2 JPH0647795 B2 JP H0647795B2
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光弘 松田
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Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明は、プロフィル制御を複数同時に実行する場合の
制御性の改善に関するものである。
<従来技術> 第4図により抄紙プロセスの概要を説明する。原料パル
プPは種箱1,種口弁2を経て白水サイロ3からのリタ
ーン原料と合流してポンプ4によりヘッドボックス5に
供給される。ヘッドボックス内の原料は、スライスリッ
プ6の間隙よりワイヤーパート8上にシート状に吐出さ
れ、プレスパート9で搾水され、ドライパート10で蒸
気により加熱乾燥された後、カレンダー11を経てリー
ル12に巻き取られて製品となる。7はスライスリップ
のギャップを操作するための複数(例えば60本)のス
ライスボルトである。
13は製品を紙幅方向にスキャンして紙の絶乾坪量(1
の重さ、以下BD)、水分率(水分率%、以下M
P)および紙厚(以下CLP)を測定するB/M計であ
り、この測定値に基づいて紙のBD,MP,CLPプロ
フィルが紙の横幅方向を複数点、例えばBDプロフィル
の場合は360点に分割して計算される。
計算で求められた各点のBD,MP,CLPプロフィル
測定値PV,PV,PVと対応する設定値のSV
,SV,SVの偏差はプロフィル制御装置14で
制御演算される。
15は制御装置14と通信するマンマシンインターフェ
イスであり、プロフィルの表示機能を有する。
操作出力MVにより測定点に対応するスライスボルト
7を操作してリップ開度を調節し、製品のBDプロフィ
ルが設定プロフィルに一致するようなフィードバック制
御が行われる。
操作出力MVは、ドライパートにおけるスチームボッ
クス16に供給され、MPプロフィルが操作される。ス
チームボックスは紙幅方向に多数のバルブを取り付け、
バルブ開度により紙に吹き付ける熱風量を調節してMP
プロフィルを調節する。この外に赤外線を照射する方式
の操作端もあるが、いずれも時定数は8〜10分となが
い。
操作出力MVは、カレンダーに設けられた電磁誘導コ
イルに供給され、CLPプロフィルが操作される。この
操作端は紙幅方向に多数取り付けられたコイルの電流を
オン/オフさせることにより紙を圧縮している金属ロー
ルの径を部分的に変化させて紙厚を操作する。この操作
端も時定数は8〜10分とながい。
次にBDプロフィルを代表として測定点と操作端との関
連について説明する。第5図は、紙18の上流側のスラ
イスボルトと下流側の測定点の対応関係を示すもので、
例えば60本のスライスボルト7,7…760に対
し360点の測定点PV,PV…PV360が対応
する。
スライスボルト7の操作端に対応する測定値は、6個
の測定値PV,PV…PVの平均値▲▼が
用いられ、この測定値とプロフィルの設定値の偏差を制
御演算した操作出力でスライスボルト7が操作され
る。他のスライスボルトの操作も同様である。
第5図の例では複数個の測定点を機械的に特定のスライ
スボルトに対応させ、複数の測定点の平均値を演算する
60点プロフィル法であるが、第6図はスライス対応プ
ロフィル法による、i番目スライスに含まれる測定点の
範囲を決定する一般的な手法を示すものであり、i番目
スライスに対応する測定点PVを先ず統計的手法(例
えば特願昭61−232181号で開示)等により決定
しておき、このスライスを中心に両側に対称的にn点の
測定点を含むように決定する。従って1本のスライスボ
ルトに含まれる測定点の個数は、2n+1であり、かな
らず奇数となる。
第7図は、この様な構成によるプロフィル制御の結果の
一例を示すもので、(A)はスライスボルト7,7
…760の位置とプロフィル設定値SV,測定値PVを
結んだプロフィルPFの関係を示し、(B)は各スライ
スボルトへの操作出力MV,MV…MV60の操作
量を示している。
制御のアルゴリズムは、各スライス毎の偏差を非線形化
処理した後、PI制御演算を実行し、スライスの相互干
渉波形に基づく分配演算を実行し、更にスムージング処
理を実行して各操作端に操作出力を発信する。
<発明が解決すべき課題> この様に、プロセスの上流から下流の間に複数のプロフ
ィル制御を実行すると、上流側の操作が下流側に干渉す
る。例えば、BDを増加させると、その部分のMPが増
加する。またMPを増加すると、カレンダーの紙のつぶ
れ方が変わるためにその部分のCLPが変化する。
従来は、プロフィル制御を複数同時に行う場合、それぞ
れ独立で制御を実行しており、各操作端の時定数が長い
ために互いの影響が干渉しあい、収束性が悪い問題点が
ある。
本発明はこのような問題点を解消できる制御方法の提供
を目的とする。
<課題を解決するための手段> このような目的を達成する本発明は、紙幅方向に複数配
置されたスライスボルトによりスライスリップのリップ
開度を操作して坪量プロフィルを制御する手段と、紙幅
方向に複数配置されたバルブの開度により熱風量を調節
して水分率プロフィルを制御するドライパート10と、
これら坪量プロフィル並びに水分率プロフィルを測定す
るセンサ13とを有し、スライスボルト、ドライパート
の順で上流側から下流側にプロセスの配置された抄紙機
を制御する装置において、次の構成としたものである。
即ち、前記センサの測定した坪量プロフィルと予め設定
された坪量プロフィルから坪量偏差プロフィルを演算す
る演算部20と、この演算された坪量偏差プロフィルか
ら前記スライスボルトの各操作量を制御演算する坪量コ
ントローラ21と、この坪量偏差プロフィル演算部の演
算した坪量偏差プロフィルから水分率プロフィルへの干
渉量を演算する計算部28と、前記センサの測定した水
分率プロフィルと予め設定された水分率プロフィルから
水分率偏差プロフィル演算部23と、この演算された水
分率偏差プロフィルと、水分率プロフィルへの干渉量計
算部の演算した水分率プロフィルへの干渉量とから、前
記バルブの各操作量を制御演算する水分率コントローラ
24とを具備することを特徴としている。
<作用> 本発明において、坪量偏差プロフィル演算部と坪量コン
トローラにより坪量プロフィル制御が行われる。また、
水分率偏差プロフィル演算部と水分率コントローラによ
り水分率プロフィル制御が行われる。この際に、坪量制
御により下流側の水分率に干渉が生ずるので、干渉量計
算器により干渉量をフィードフォワード的に水分率コン
トローラに送り、非干渉化して下流側の水分率制御を安
定して行えるようにしている。
<実施例> 第1図に基づいて本発明方法を適用した制御装置の実施
例を説明する。19はBD制御対象プロセス、20はB
D測定プロフィルPVと設定プロフィルSVの偏差
によるスライス対応の偏差プロフィルの演算部、21は
BDコントローラであり、この偏差を制御演算その他の
処理を実行してプロセスに操作出力MVを発信する。
22はMP制御対象プロセス、23はMP測定プロフィ
ルPVと設定プロフィルSVの偏差による蒸気バル
ブ対応の偏差プロフィルの演算部、24はMPコントロ
ーラであり、後述の非干渉偏差を制御演算その他の処理
を実行してプロセスに操作出力MVを発信する。
25はCLP制御対象プロセス、26はCLP測定プロ
フィルPV3と設定プロフィルSV3の偏差による電磁
誘導コイル対応の偏差プロフィルの演算部、25はCL
Pコントローラであり、後述の非干渉偏差を制御演算そ
の他の処理を実行してプロセスに操作出力MVを発信
する。
偏差プロフィル演算部20,23,26の演算を第2図
により説明する。測定プロフィルと設定プロフィルの差
を計算し、差の値の平均値を基準としてそこからの偏差
分を計算する。
すなわち、i番目の測定値をx、対応するi番目の設
定値をsとすれば、i番目の偏差は、 となる。
このように計算されるBD,MP,CLPの偏差プロフ
ィルをΔBD,ΔMP,ΔCLPとする。
28はΔBDに基づいてMPへの干渉量を計算する干
渉量計算部、30は同じくΔMPに基づいてCLPへ
の干渉量を計算する干渉量計算部である。
BDの変化に対するMP%の変化の比をKBMとする
と、i番目のBDのMPへの干渉量αは、 α=KBM・ΔBD 同様にMP1%変化に対するCLPの変化の比をKMC
とすると、i番目のMPのCLPへの干渉量βは、 β=KMC・ΔMP 29は非干渉化したMPプロフィル計算部であり、ΔM
とαの差を演算し、 ΔMP′=ΔMP−KBM・ΔBD をコントローラ24に供給する。
同様に、31は非干渉化したCLP偏差プロフィル計算
部であり、ΔCLPとβの差を演算し、 ΔCLP′=ΔCLP−KMC・ΔMP をコントローラ27に供給する。
干渉係数KBMとKMCは予め知られたデータとして紙
の銘柄毎に設定される。
第3図は、以上説明した各要素の信号処理の手順を示す
フローチャート図である。
以上説明した本発明方法の適用例は、抄紙プロセスにお
けるプロフィル制御を目的とするものであるが、紙以外
のプロセス例えば、フィルム厚みのプロフィル制御にも
同様な手法で適用することが可能である。
<発明の効果> 以上説明したように、本発明によれば上流側の干渉を下
流側にフィードワード的に補償することができ、8〜1
0分と時定数が長いMP,CLPの操作端の特性にかか
わらず、制御のハンチングを防止でき、プロフィル制御
の制御性を著しく改善することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す機能ブロック図、第2
図は偏差プロフィル計算の説明図、第3図は本発明方法
の信号処理手順を示すフローチャート図、第4図は抄紙
機プロセスの説明図、第5図は60点プロフィル法によ
るスライスと測定点の対応の説明図、第6図はスライス
対応プロフィルにおける特定スライスに対する測定点の
対応の説明図、第7図はスライスに対する操作量とプロ
フィルの関係を示す特性図である。 19,22,25……プロセス,20……BD偏差プロ
フィル演算部、21……BDコントローラ、23……M
P偏差プロフィル演算部、24……MPコントローラ、
26……CLP偏差プロフィル演算部、27……CLP
コントローラ、28……MPプロフィルへの干渉量演算
部、29……非干渉化MP偏差プロフィル計算部、30
……CLPプロフィルへの干渉量演算部、31……非干
渉化MP偏差プロフィル計算部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】紙幅方向に複数配置されたスライスボルト
    によりスライスリップのリップ開度を操作して坪量プロ
    フィルを制御する手段と、 紙幅方向に複数配置されたバルブの開度により熱風量を
    調節して水分率プロフィルを制御するドライパート(1
    0)と、 これら坪量プロフィル並びに水分率プロフィルを測定す
    るセンサ(13)と、 を有し、スライスボルト、ドライパートの順で上流側か
    ら流側にプロセスの配置された抄紙機を制御する装置に
    おいて、 前記センサの測定した坪量プロフィルと予め設定された
    坪量プロフィルから坪量偏差プロフィルを演算する演算
    部(20)と、 この演算された坪量偏差プロフィルから前記スライスボ
    ルトの各操作量を制御演算する坪量コントローラ(2
    1)と、 この坪量偏差プロフィル演算部の演算した坪量偏差プロ
    フィルから水分率プロフィルへの干渉量を演算する計算
    部(28)と、 前記センサの測定した水分率プロフィルと予め設定され
    た水分率プロフィルから水分率偏差プロフィル演算部
    (23)と、 この演算された水分率偏差プロフィルと、水分率プロフ
    ィルへの干渉量計算部の演算した水分率プロフィルへの
    干渉量とから、前記バルブの各操作量を制御演算する水
    分率コントローラ(24)と、 を具備することを特徴とする抄紙機のプロフィル制御装
    置。
  2. 【請求項2】紙幅方向に複数配置されたスライスボルト
    によりスライスリップのリップ開度を操作して坪量プロ
    フィルを制御する手段と、 紙幅方向に複数配置されたバルブの開度により熱風量を
    調節して水分率プロフィルを制御するドライパート(1
    0)と、 紙幅方向に複数配置されたコイルにより、このカレンダ
    ーの径を部分的に変化させて紙厚プロフィルを制御する
    カレンダー(11)と、 これら坪量プロフィル、水分率プロフィル並びに紙厚プ
    ロフィルを測定するセンサ(13)と、 を有し、スライスボルト、ドライパート、カレンダーの
    順で上流側から下流側にプロセスの配置された抄紙機を
    制御する装置において、 前記センサの測定した坪量プロフィルと予め設定された
    坪量プロフィルから坪量偏差プロフィルを演算する演算
    部(20)と、 この演算された坪量偏差プロフィルから前記スライスボ
    ルトの各操作量を制御演算する坪量コントローラ(2
    1)と、 この坪量偏差プロフィル演算部の演算した坪量偏差プロ
    フィルから水分率プロフィルへの干渉量を演算する計算
    部(28)と、 前記センサの測定した水分率プロフィルと予め設定され
    た水分率プロフィルから水分率偏差プロフィルを演算す
    る演算部(23)と、 この演算された水分率偏差プロフィルと、水分率プロフ
    ィルへの干渉量計算部の演算した水分率プロフィルへの
    干渉量とから、前記バルブの各操作量を制御演算する水
    分率コントローラ(24)と、 この水分率偏差プロフィル演算部の演算した水分率偏差
    プロフィルから紙厚プロフィルへの干渉量を演算する計
    算部(30)と、 前記センサの測定した紙厚プロフィルと予め設定された
    紙厚プロフィルから紙厚偏差プロフィルを演算する演算
    部(26)と、 この演算された紙厚偏差プロフィルと、紙厚プロフィル
    への干渉量計算部の演算した紙厚プロフィルへの干渉量
    とから、前記コイルの各操作量を制御演算する紙厚コン
    トローラ(27)と、 を具備することを特徴とする抄紙機のプロフィル制御装
    置。
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