JPH07258990A

JPH07258990A - 坪量スタートアップ制御装置

Info

Publication number: JPH07258990A
Application number: JP5037794A
Authority: JP
Inventors: Kosei Maruyama; 孝生丸山; Sadayoshi Tanabe; 定芳田辺; Osamu Nonaka; 治野中
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 1994-03-22
Filing date: 1994-03-22
Publication date: 1995-10-09

Abstract

(57)【要約】【目的】抄速の遅いプロセスでも坪量変動が早く抑制
できる制御性の良い坪量スタートアップ制御装置を提供
すること。【構成】抄紙・塗工プロセスのコータパートの前に設
けられたコータ前坪量計・水分計（４）の測定値からコ
ータ前の絶乾坪量を演算する手段（１１）と、リールパ
ートの前に設けられたリール前坪量計・水分計（７）の
測定値からリール前の絶乾坪量を演算する手段（１２）
と、これらの絶乾坪量から種口弁の開度を制御するフィ
ードバック制御部（１０，１３）を有する装置におい
て、プレスパートの後に設けられたプレス後坪量計（１
６）の測定値からプレスパートの後の坪量を演算するプ
レス後坪量演算手段（１７）と、抄紙・塗工プロセスで
抄速銘柄変更制御が行われる場合に、プレス後坪量演算
手段により求めた坪量から種口弁の開度を制御するスタ
ートアップ制御部（１８）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は塗工機等のプロフィール
制御に用いられる坪量スタートアップ制御装置に係り、
抄速の遅い抄紙機等の応答時定数の長いプロセスにおけ
る制御性の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】坪量プロフィールの制御装置は、例えば
本出願人の提案にかかる特開平１−６８５９０号公報
（粗調操作に伴うプロフィルの乱れを防止するため粗調
出力後休止時間を設けるもの）、特開平１−１６２８８
９号公報（銘柄変更時等において、従前の運転時での当
該銘柄のスライスリップ開度を初期値として設定するも
の）、特開平２−１３９４９０号公報（過渡期モードに
より早くプロフィルを収束させて、定常時モードでは正
確なプロフィル制御をするもの）、特開平４−３４３７
８８号公報（プロセス干渉の測定値から分配係数を定め
るのに当たり、測定されたパターンよりも幅方向に拡大
するもの）等が知られている。

【０００３】図６は抄紙機と塗工機がオンラインで結合
された抄紙プロセスに対する測定制御システムの構成ブ
ロック図である。図において、ウェットパート１は、パ
ルプ成分を含む白水が吐き出される領域で、合わせて重
力を用いた固液分離により大部分の水分が原紙より除去
される。プレスパート２は、ウェットパート１を通過し
た原紙を圧搾するローラが設けられたもので、メインド
ライヤパート３ではスチーム等により原紙を高温にして
残余の水分を取り除く。コータパート４は、いわゆる塗
工機であって、原紙の片面若しくは両面に塗工し、アフ
タドライヤパート６により、再びスチーム等による水分
の除去が行われる。リールパート８は、塗工終了後の原
紙を巻き取る。種口弁９はウェットパート１に供給する
パルプ成分の総量を調整する。スライスボルト（図示せ
ず）は、ウェットパート１の紙幅方向に設置されるもの
で、均一な坪量分布となるようにプロフィル制御をする
のに用いる操作端である。

【０００４】コータ前坪量計・水分計４は、抄紙機にお
ける抄紙の状態を検出する。コータ前絶乾坪量演算部１
１は、コータ前坪量計・水分計４の測定値と設定値とを
比較して、均一な坪量や水分率となるような、種口弁９
やスライスボルト（図示せず）の操作量と、スチーム量
を演算する。これにより抄紙プロセスで均一な坪量と水
分率を有する原紙が製造される。リール前坪量計・水分
計７は、リールパート８に巻き取る前の完成品に近い領
域での坪量と水分率が測定される。リール前絶乾坪量演
算部１２は、塗工後の絶乾坪量を演算している。そし
て、コータ前絶乾坪量演算部１１とリール前絶乾坪量演
算部１２の偏差により、原紙に対する塗工量が求められ
る。

【０００５】また、制御に当たっては、坪量測定値が目
標値にほぼ収束した定常状態に用いられる定常制御部１
０と、坪量測定値が目標値に収束する前の過渡的状態に
用いられる抄速銘柄変更制御部１３とが存在し、制御モ
ード切替えスイッチ１４により選択される。また、定常
制御部１０と抄速銘柄変更制御部１３の能力は、抄紙プ
ロセスと塗工機を時間分割により共用しても差し支えな
いものであるから、コータ前絶乾坪量演算部１１とリー
ル前絶乾坪量演算部１２の演算値は、測定値切替えスイ
ッチ１５により択一的に切り替えて定常制御部１０若し
くは抄速銘柄変更制御部１３に送られている。

【発明が解決しようとする課題】しかし、コータ前坪量
計・水分計４やリール前坪量計・水分計７は、ウェット
パート１からかなり離れているので、抄速の遅いプロセ
スでは坪量変動がコータ前若しくはリール前に到達する
までの無駄時間が長くなり、従って制御周期が長くなる
分坪量変動を早く抑制することができなくなるという課
題があった。本発明は上述の課題を解決したもので、抄
速の遅いプロセスでも坪量変動が早く抑制できる制御性
の良い坪量スタートアップ制御装置を提供することを目
的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成する本
発明は、白水の吐き出されるウェットパート（１）と、
このウェットパートで固液分離された原紙を圧搾するプ
レスパート（２）と、このプレスパートを通過した原紙
を乾燥するメインドライヤパート（３）と、この乾燥さ
れた原紙に塗工を施すコータパート（５）と、この塗工
された原紙を乾燥するアフタドライヤパート（６）と、
この乾燥された塗工済原紙を巻き取るリールパート
（８）と、このウェットパートに供給するパルプの総量
を調整する種口弁（９）を有する抄紙・塗工プロセスに
対して、このコータパートの前に設けられたコータ前坪
量計・水分計（４）と、このコータ前坪量計・水分計の
測定値からコータ前の絶乾坪量を演算する手段（１１）
と、リールパートの前に設けられたリール前坪量計・水
分計（７）と、このリール前坪量計・水分計の測定値か
らリール前の絶乾坪量を演算する手段（１２）と、これ
らの絶乾坪量から種口弁の開度を制御するフィードバッ
ク制御部（１０，１３）を有すると共に、前記プレスパ
ートの後に設けられたプレス後坪量計（１６）と、この
プレス後坪量計の測定値からプレスパートの後の坪量を
演算するプレス後坪量演算手段（１７）と、前記抄紙・
塗工プロセスで抄速銘柄変更制御が行われる場合に、前
記プレス後坪量演算手段により求めた坪量から種口弁の
開度を制御するスタートアップ制御部（１８）を有する
ことを特徴としている。

【０００７】

【作用】コータ前坪量計・水分計とコータ前絶乾坪量演
算手段は、抄紙プロセスの定常状態及びこれに準ずる状
態のフィードバック制御に役立つ。リール前坪量計・水
分計とリール前絶乾坪量演算手段は、コータ前絶乾坪量
演算手段の演算値との偏差を用いて、塗工プロセスの定
常状態及びこれに準ずる状態のフィードバック制御に役
立つ。プレス後坪量計とプレス後坪量演算手段は、抄紙
・塗工プロセスで抄速銘柄変更制御が行われる場合に、
制御系の応答時間を早くするための追加されたフィード
バック制御ループで、スタートアップ制御に用いられ
る。

【０００８】

【実施例】以下図面を用いて、本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である。な
お、図１において前記図６と同一作用をするものには同
一符号を付して説明を省略する。図において、プレス後
坪量計１６はプレスパート２の後段に設けられたもの
で、坪量計が搭載されている。尚、水分率はメインドラ
イヤパート３で調整されるものなので、ここでは水分計
が未搭載になっている。プレス後坪量演算手段１７は、
プレス後坪量計１６の測定値からプレスパート２の後段
における坪量を演算する。ここでは、紙幅方向に平均値
をとって坪量平均値を求めており、演算周期は例えば１
秒毎にする。スタートアップ制御部１８は、プレス後坪
量演算手段１７を用いて迅速なフィードバック制御を行
うもので、指定された制御周期でサンプル値ＰＩ制御を
行うことで、所定の坪量となるように種口弁９を操作す
る。制御モード切替えスイッチ１４は、運転員の指令時
や抄速銘柄変更制御後に、スタートアップ制御部１８に
切り替え、坪量が安定した後に定常制御部１０に再度切
り替えている。

【０００９】図２はプレス後坪量演算手段１７の動作説
明図である。坪量計のセンサは紙幅方向に往復走査して
いると共に、シートは抄紙機により流れ方向に抄紙され
ているので、製造されたシート上のセンサの軌跡はジグ
ザグになっている。制御周期としてｔ₀,ｔ₁,・・・,ｔ_n,・・
・,ｔ_Nが順次存在している。そして、制御周期ｔ_nの測定
値平均範囲は細線で示す幅、制御周期ｔ_n+1の測定値平
均範囲は太線で示す幅になっている。このように、隣接
する制御周期で測定値平均範囲が重なっているのは、種
口弁９を操作するには紙幅全体についての測定値を用い
るのが好ましいからである。サンプル値調節計としての
動作は、設定値と測定値が一致するように各制御周期毎
に制御出力を行うものである。

【００１０】このように構成された装置の動作を次に説
明する。図３は抄速変更制御の説明図で、（Ａ）は抄速
操作、（Ｂ）は絶乾坪量予測、（Ｃ）は生産量予測、
（Ｄ）は種流量操作、（Ｅ）はドライヤ負荷予測、
（Ｆ）は蒸気圧操作である。抄速遅れ時間τ１、種口弁
操作の先行時間τ２並びに蒸気圧操作先行時間τ３は何
れも過渡状態でフィードフォワード制御を行う為の制御
チューニング定数である。今ある定常制御から、抄速変
更が指令されると、制御モード切替えスイッチ１４は、
抄速銘柄変更制御手段１３に切り替えて、抄速変更制御
を行う。次に、抄速変更制御が一段落すると、制御モー
ド切替えスイッチ１４はスタートアップ制御部１８に切
り替え、坪量を早期に安定化させる。そして、坪量が比
較的安定してくると、制御モード切替えスイッチ１４は
定常制御手段１０に切り替えて、まず拡大制御を行い、
更に安定した坪量になると定常制御に移行している。

【００１１】図４は銘柄変更制御の説明図で、（Ａ）は
抄速操作、（Ｂ）は絶乾坪量予測、（Ｃ）は生産量予
測、（Ｄ）は種流量操作、（Ｅ）はドライヤ負荷予測、
（Ｆ）は蒸気圧操作である。抄速遅れ時間τ４、種口弁
操作の先行時間τ５並びに蒸気圧操作先行時間τ６は何
れも過渡状態でフィードフォワード制御を行う為の制御
チューニング定数である。今ある定常制御から、銘柄変
更が指令されると、制御モード切替えスイッチ１４は、
抄速銘柄変更制御手段１３に切り替えて、銘柄変更制御
を行い、その後休止時間をとる。次に、銘柄変更制御が
一段落すると、制御モード切替えスイッチ１４はスター
トアップ制御部１８に切り替え、坪量を早期に安定化さ
せる。そして、坪量が比較的安定してくると、制御モー
ド切替えスイッチ１４は定常制御手段１０に切り替え
て、まず拡大制御を行い、更に安定した坪量になると定
常制御に移行している。

【００１２】図５は本発明による制御と従来の制御との
比較例を示す図である。制御条件として、制御なし、リ
ール前絶乾坪量で制御、コータ前絶乾坪量で制御並びに
プレス後坪量で制御の４通りが存在する。そして、製品
坪量のバラツキ、製品水分のバラツキは制御なしの値を
基準にすると、リール前絶乾坪量で制御とコータ前絶乾
坪量で制御する場合はバラツキが少なくなり、品質は良
くなっているが、本発明にかかるプレス後坪量で制御す
ると更に良好なものとなる。

【００１３】また、応答性の改善について坪量を２０ｇ
／ｍ²変更したときの整定時間をコータ前絶乾坪量とプ
レス後坪量で比較すると、前者に比較して１／４程度の
短時間で整定し、損紙が格段に少なくなるという効果が
ある。

【００１４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によればプ
レスパート２の後にプレス後坪量計を設け、抄速銘柄変
更制御においてスタートアップ制御をしているので、フ
ィードバック制御の応答時間が短くなり、抄速の遅いプ
ロセスでも坪量変動が迅速に抑制されて、損紙が少なく
なるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成ブロック図であ
る。

【図２】プレス後坪量演算手段１７の動作説明図であ
る。

【図３】抄速変更制御の説明図である。

【図４】銘柄変更制御の説明図である。

【図５】本発明による制御と従来の制御との比較例を示
す図である。

【図６】従来の測定制御システムの構成ブロック図であ
る。

【符号の説明】

４コータ前坪量計・水分計７リール前坪量計・水分計１０定常（拡大）制御手段１１コータ前絶乾坪量演算手段１２リール前絶乾坪量演算手段１３抄速銘柄変更制御手段１４制御モード切替えスイッチ１５測定値切替え手段１６プレス後坪量計１７プレス後坪量演算手段１８スタートアップ制御手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】白水の吐き出されるウェットパート（１）
と、このウェットパートで固液分離された原紙を圧搾す
るプレスパート（２）と、このプレスパートを通過した
原紙を乾燥するメインドライヤパート（３）と、この乾
燥された原紙に塗工を施すコータパート（５）と、この
塗工された原紙を乾燥するアフタドライヤパート（６）
と、この乾燥された塗工済原紙を巻き取るリールパート
（８）と、このウェットパートに供給するパルプの総量
を調整する種口弁（９）を有する抄紙・塗工プロセスに
対して、このコータパートの前に設けられたコータ前坪量計・水
分計（４）と、このコータ前坪量計・水分計の測定値か
らコータ前の絶乾坪量を演算する手段（１１）と、リー
ルパートの前に設けられたリール前坪量計・水分計
（７）と、このリール前坪量計・水分計の測定値からリ
ール前の絶乾坪量を演算する手段（１２）と、これらの
絶乾坪量から種口弁の開度を制御するフィードバック制
御部（１０，１３）を有すると共に、前記プレスパートの後に設けられたプレス後坪量計（１
６）と、このプレス後坪量計の測定値からプレスパート
の後の坪量を演算するプレス後坪量演算手段（１７）
と、前記抄紙・塗工プロセスで抄速銘柄変更制御が行わ
れる場合に、前記プレス後坪量演算手段により求めた坪
量から種口弁の開度を制御するスタートアップ制御部
（１８）を有することを特徴とする坪量スタートアップ
制御装置。