JPS61179391A - リフアイナの制御方法 - 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】 産業上の利用分野 本発明はり７アイナの制御に関し、特に、リファイナの
主ドライブが出すエネルギに関係した計算主ドライブ速
度を与えるべく、実時間プロセス測定値および可調整定
数に関して動作する適応リファイナ制御に関する。

従来の技術 リファ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、リップイニングプレートのデザインおよ
び紙料に与えられるエネルギの関数であるリファイニン
グ強さを生産率の異なるどの紙の等級においても一定に
維持することと、同一のリップイニング設備を使用して
異なった生産率および新しく設定した馬力日／トン値お
よびリファイニング強さ値にて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与
えており、したがって生産率を変えるには、所要の馬力
日／トンが得られるようリファイナ出力を調整すればよ
いが、リファイナ強さは速度を変えられないので事実上
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
る最適のりファイナ設定を見つけるため、リファイナ出
力を調整し続けなければならない。

この設定はしばしばエネルギの浪費に終る。

発明の要約 本発明の目的はりファイナの特定条件およびプロセスに
適応されるリファイナ強さの制御を与えることにある。

上記目的は、可変速度ドライブを使用し以下の問題を解
決した適応リファイナ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、主ドライブがリファイナに
与えら゛れた正味エネルギに関して回転すべき速度を決
定するこをリファ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、リファイナに与えられている実正味エネルギを決定
すること、 ４、主ドライブのエネルギレベルに逆比例した所要の調
整機構の速度を決定し、安定に制御できる速度範囲を無
限に調整できること、である。

詳述すれば、目的は上記問題を解決し、複数の独特のア
ルゴリズムの解を通して達成され、その値は主ドライブ
が出す正味エネルギに関係した計算主ド２イブ速度とな
る実時間プロセス測定値および可調整定数から求められ
る。

したがって、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。プロセスに たトン数割合プラス他の機械的水圧的損失に対応した無
負荷出力が考慮される。

この結果の精度は更に改善され流量および濃度の実時間
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
って適合される。

ここで、実正味馬力日／トンは計算無負荷馬力とドライ
ブモータからの実出力測定値とを使って計算することが
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／トンとの不平衝を示すための帰還として利用される
。平衝条件はリファイニング要素を調整することによっ
て達せられる。

正味エネルギ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
リファイニングプレートの棒の１回転描りのインチカッ
トの関数であり、各リファイナプレートの配列、先に説
明の計算結果である正味馬力、および繊維の所望の物理
的発展を表わす数値定数である強さ係数に関して一定で
ある。

すぐ前で述べた計算の結果は条件を任意に変えた設定に
おけるドライブモータの所要速度である。

最終的な制御要素、すなわちリファイナギャモータによ
って計算結果が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。

実ギヤモータ速度は主ドライブによって引き出された出
力の逆関数であり、与えられた出力が増えると、可調整
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、リファイナ要素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、ディスクリファイナを通る紙料の
スラリに対し、トン数割合および適応出力条件が変って
もす７アイニング強さを一定に維持する方法を与えるも
のである。これは、リファイナ要素の回転速度を主ドラ
イブによって引き出される出力に関係させる結果となる
ように組合せたいくつかの独特の制御アルゴリズムおよ
び制御計画の使用を通して達成される。強さは、与えら
れた正味り７アイニング出力を単位時間当りの棒交差（
リファイナ要素）の数によって除したもの（ＩＣ／ＲＥ
Ｖ　）として定義される。正味リップイニング出力は、
主ドライブ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、リファイナ要素間の紙
スラリによって受ける力、グランド摩擦、軸受摩擦、ウ
ィンデージ、内部乱流、それに十分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抗して、リファ
イナ要素を回転させるに必要な出力の合計である。

本発明は、プロセス設定点を定め、必要なりファイナ出
力を計算し、与えられた出力の大きさに応馬力を定義し
、そしてプロセス条件が変ってもリファイニング強さを
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１Ａ図および第１Ｂ図を参照して、適応り７アイナ強
さ一定制御の要素を個々に説明する。

モード選択 符号１０で一般的に示したものは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、ろ水産制
御、クーチ真空制御、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。メニュー形式のフォーマットが使用され、
一旦、動作モードが選択されると、発信器の適当なスケ
ーリングおよび値域数が関連するソフトウェアのサブル
ーチンによってシステムの設定点部に割当てられる。

プロセス設定点要素１２は、所望のリップイニング結果
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、比例積分微分機能は不要となってノ（イノくスされ
、したがって所要ＨＰＤＴ設定点はプログラマプルリフ
ァイナ制御器（ＰＲＣ）１４に直接受は入れられる。

プログラマプルリファイナ制御器１４は、その入力とし
て、所要出力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。選択された動作のモードに依存し
て、小見出しのモード選択のところで後述するように、
帰還信号は計算正味馬力口／トンかまたは実正味馬力の
いずれかである。

ＰＲＣ要素１４は、帰還信号が設定点信号からどれほど
偏倚しているかによって、ディスク位置決め装置によっ
て要求される修正作用を開始し、すなわち平衝条件が成
立するまです７フイニング要素の相対的位置を増減させ
る。リファイニング要素の再位置決めが行われる速度の
割合はギヤモータ速度計算要素１６によって定められる
。

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
プレート調整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ギヤモータの速度を反転して
主ドライブ出力が増えればギヤモータ調整機構の回転速
度を減らすようにしている。この実際の方法は、　１９
８４年１０月１２日出願の米国特許願第６６０，５２２
号に説明しである。

リファイナプレート調整は標準モータのステータおよび
反転接触器の組合せ１８を使って行われる。回転の方向
および０８時間の持続時間は所要リファイナ出力要素２
０によって定められるのに対し、ギヤモータの速度は予
め定められていてギヤモータ速度計算要素１６を通じて
自己調整している。

無負荷馬力要素２２は正確な無負荷値を求める独特の方
法を表わしている。その無負荷値は、値がほとんどの条
件下においては、主ドライブモータのパーセント負荷に
よって変化する変数である。

この用語１無負荷馬力１は小見出し１概要１にて定義し
である。正味馬力を正確に決定するＫは、この値は主ド
ライブモータの全負荷範囲に亘って正確でなければなら
ない。この値の決定は、それによって行われる。その行
列は制御下の機械の真正の無負荷馬力を表わすようにな
り、特定の機械に存在する種々の定義したおよび定義し
ていない全ての損失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出力値とを記録
する２つのフィールドを含んでいる。

この情報は、可変速度ドライブシステムの実測速度と関
連しかつ原料濃度および原料流量に比例した測定信号と
組合わされて、無負荷馬力値を与える。実原料濃度およ
び原料流量の使用は、実無負荷馬力に関する濃度または
流量変化効果の表示を与えるために、必要である。

無負荷馬力を定める全プロセスは以下の比較式によって
表わされる。

Ｋ、は無負荷馬力に関する濃度変化効果を調整する可調
整馬力定数、 ＣＡ　は実濃度、 ＣＴ　は設定または目標濃度、 ＫＦ　は無負荷馬力に関する流量変化効果を調整する可
調整定数、 ＦＡ　は実流量、 ＦＴ　は設定車たは目標流量 Ａ　は実測の可変ＲＰＭの値によって選択された行列値
の出力、 ＲＰＭは速度の測定変数である。

無負荷馬力速度アレイ データ点　　　　　ＲＰＭ　　　　　　　　　Ａ１　　
　　　　　９００．０　　　　　　１８０．０２　　　
　　　　８９９．５　　　　　　１７９．８３　　　　
　　　８９９．０　　　　　　１７９．４４　　　　　
　８９８．５　　　　　　１７９゜２５　　　　　　　
８９８．０　　　　　　１７９，０６　　　　　　　８
９７．５　　　　　　１７８，８７　　　　　　　８９
７．０　　　　　　１？８，６８　　　　　　　８９６
．５　　　　　　１７８，４９　　　　　　　８９６．
０　　　　　　１７８゜２１０　　　　　　８９５．５
　　　　　　１７７．８１１　　　　　　８９５．０　
　　　　　１７７．４１２　　　　　　８９４．５　　
　　　　１７７．２１３　　　　　　８９４．０　　　
　　　１７６．７９９　　　　　　４０１．０　　　　
　　１３１，０Ｚｏｏ　　　　　　　４００．０　　　
　　　１３０，０実正味馬力 主ドライブモータによって消費される実正味馬力は次式
によって定義される。

計算実正味馬力は、ギヤモータ速度計算、強さ計算、　
ＰＲＣ要素、およびパーセント正味馬力要素への帰還情
報として使用される。

パーセント正味馬力要素２４は主ドライブモータによっ
て消費された正味馬力の百分率を定めている。この値は
次の比較式から導かれる。

実正味馬力は前述の比較式から導かれ、定数〜は有効正
味馬力を表わす可調整定数である。

パーセント流量要素２６は、成る瞬間における実流量を
定めるもので、この値を最大流量の百分率に変換する。

この値の次の比較式から導かれる。

実流量値は磁気式流量発信器のよ５な標準の流量測定装
置の使用によって得られる。

上式において、Ｋ４は流量測定装置の較正範囲を表わす
可調整定数である。

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、成る瞬間に処
理される原料の流量（Ｔ／Ｄ）および濃度に基いて、主
ドライブモータによっ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
　）は次の比較式から導かれる。

Ｃは測定濃度値、 Ｐｌは（１−Ｐ２）１５０　。

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の結果、０゜０
６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、１９８
４年８月２８日に、許可された米国特許願第３７０．５
７７号に定義され、請求されている。

強さ計算 ている信号である。主ドライブモータの所要回転速度は
次式によって定められる。

ここで、実正味馬力は実正味馬力計算の結果、ＩＣ／Ｒ
ＥＶはリファイニング要素配列デザインによる可調整定
数、 強さ係数は で表わされる。

この強さ係数は、原料がディスクリ７アイナおよびリッ
プイニング要素を通った後に望まれる結果を表わしてい
る可調整定数、である。

比例・積分・微分（ＰＩＤ　） 本発明の他の要素との組合せを除き、長年当業者に周知
であった標準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、要素３２によって示しである。

用語１比例１または１利得１は比例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。

用語１積分１は出力の変化の割合が入力に比例する制御
作用である。

用語１微分１は比例作用だけによる利得に対する比例十
微分制御作用から結果する最大利得の比である。

上述の３つの制御機能は成る制限をもって有限Ｋ１１ｌ
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が要素３０の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。

制御回路 上述の個々の制御回路または要素は複数の異なった回路
から与えられてもよいが、計算はコンピュータ、たとえ
ばＤＥＣ社のＭｏｄ　ＰＤＰ　１１−２３Ｅ　３１コン
ピユータによって敏速に処理することにした。

このＰＤＰＩＩ−２３Ｅシステムは１Ｍバイトのディス
クドライブと、Ａ／Ｄ（アナログ−ディジタル）入力カ
ードと、　Ｄ／Ａ　（ディジタル−アナログ）出力カー
ドと、Ｒ８Ｘオペレーティングシステムと、ハス力／ｌ
／　（ＵＣＤＳ　）バージョンのコンパイラトラ包含し
ている。

主モータドライブパッケージ３６ 選ばれた主モータ可変周波数ドライブパッケージはＲｅ
１ｉａｎｃｅ　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ッケージ２０ 選ばれたギヤモータ可変周波数ドライブパッケージはＥ
ｍｅｒｓｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社から供給された５馬
力の可変周波数制御器、Ｍｏｄｅｌ　Ａｓ　２７０−　
ＯＴＢである。

ギヤモータ調整パネル１８ 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Ｄ４２−４００７８８　）。

ＲＣ１４ プログラマプルリファイナ制御器はＢｅｌｏｉｔ社で作
られたものを利用している（図面Ｄ４２−４００９８３
−Ｇｌ　）。

出力信号発信器３６ 選ばれた出力信号発信器は５ｃｉｅｎｔｉｆｉｃ　Ｃｏ
ｌｕｍｂｕｓ社製のＭｏｄ　ＸＬである。

濃度発信器３８ 濃度発信器はＤｅｚｕｒｉｃ社製のＭｏｄ　７１０　Ｂ
Ｃである。

流量発信器４０はＦｏｘｂｏｒｏ社製のＭｏｄ２８００
である。

ろ水産発信器４２ 選ばれたろ水産発信器はＢｏｌｔｏｎ　Ｅｍｅｒｓｏｎ
社製のＭｏｄ　Ｍａｒｋ　ｍである。

クーチ真空発信器４４ クーチロール４６の真空を感知する、選ばれた檀 クーチ真空発−器４４はＦｏｘｏｂｏｒｏ社製のもので
ある。

判断要素５２，５４および５６はもちろんＰＤＰｌｌ−
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４８、および
リファイナギャモータ５２を含むリファイナ５０である
。

動作モード 上記のように、　ＰＤＰ　１ｌ−２３Ｅｆｉコンピユー
タは適応リファ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。また上述のように、ＰＤＰＩＩ
−２３Ｅは実施の排他的手段ではない。詳細に述べたこ
の制御技術は器具を使用する酋業者によって適当に選ば
れたハードウェアによるアナログ技術またはディジタル
技術を使って実施することができる。

以下に述べる動作はディジタルでの実施に基いており、
小ブロックにおいて述べられよう。最後には種々のすべ
ての動作ブロックが一緒に結ばれて完全な動作技術が表
現されよう。したがって、第１Ａ図および第１Ｂ図はこ
のシスガムのハードウェ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ャートの両方を表わしているこ
とになる。

この制御システムのモード選択の部分はコンピュータに
相互接続されたＣＲＴ端末を使って実施される。この端
末は符号１０で示しである。ソフトウェアモジュールは
オペレータが立会ってキーボード（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ってこの
制御システムを動作させるモード、すなわちＨＰＤＴモ
ード、クーチ真空モード、ろ水産制御モード等を定める
。

選択モード、設定点および判断部の制御技術は第１Ａ図
において要素１０，１２および５２で示しである。

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
て次のメニューおよび対話が現われ、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および定数を定める。同時に種
々の判断がその同じ入力データに基いてなされる。

どれを選択するか？ １、どのリファイナを選択するか？ ２、　　ＨＰＤＴモードで実行したい　Ｙ／Ｎ　？３、
ろ水産モードで実行したい　Ｙ／Ｎ　？４、クーチ真空
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 りファイナ番号はＡ−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゜自動制御を始めたいですか　Ｙ／Ｎ？３゜ｙ　＝＝
　１自動制御開始１サブルーチンＡ４゜Ｎ＝定数再調整
サブルーチンｌＢ１へ移す無負荷馬力および実正味馬力 無負荷馬力要素２２および実正味馬力要素１８は、実時
間データ獲得技術から確立された速度、出力データアレ
イ、および無負荷馬力要素２２と実正味馬力要素１８と
について前述した無負荷馬力方程式の連続層を使用し、
判断要素５４によって実施される。

したがって、これら要素および方程式を参照し叔 て、以下指綻と参照する速度、出力データアレイは、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
々のモータおよびリファ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この曲線は上記の概
要で述べ種々の状況によるすべての出力損失を考慮して
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ァイナ要素の
配置を異ならせる場合にのみ繰返される。

擬似コード １、主ドライブ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、入口圧力および濃度が範囲内かをチェックする ３、ドライブの増分を減らす ４、各増分時のドライブ出力および速度Ｐ（□）Ｓ（２
）を読取る ５、終了時に制御を等吸入カメニューへ移す轟業者には
明らかなように、速度、出力データ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この明細書の残りを
通して使用されよう。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に、全ての場
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ＡＩＨに割当てる。

２、標準的なアレイ探索手法を使って、変数Ａの秩 値を指硫手ｊ＠の時にアレイ内に入っているモータ速度
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
相手を見つげ、その点における出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。

ここで、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、　＝処理される原料の相異に対応して修正された無
負荷値に関する濃度 変化効果を表わす可調整定数、 Ｋ、　＝原料の相異に対応した流量変化効果を表わす可
調整定数、 ＡＯＵＴ　＝プレイ速度（ＲＰＭ　）値に対するＡＩＮ
変数の相手によって指示さ れたプレイ内記憶場所に記憶さ れているプレイ値。

ＮＬＨＰ−データアレイ ８９８，５　　　　　　９００　　　　　　１８０゜０
８９９．５　　　　　１７９．８ ８９９．０　　　　　１７９，４ ８９８．５　　　　　１７９゜２ ８９８゜０　　　　　１７９，０ ８９７．５　　　　　１７８゜８ ８９７．０　　　　　１７８゜６ ８９６゜５　　　　　１７８，４ ８９６．０　　　　　１７８゜２ ８９５．５１７７．８ ８９５．０　　　　　１’７７．４ ８９４．５　　　　　１７？。２ ８９４．０　　　　　１７６゜７ Ｋ。＝＝　、Ｉ ＫＦ＝２ −　　　　〇　　　〇　　　〇　　　〇　　　〇　　　
〇７　ｃＱｃＱのの−ｎ ω　　　　−Ｆ−１１＋Ｉ　　　　Ｆ−１ｍ　　　　−
ｋ　　　・　・　　　　拳　　　　１Ｉ１１＠　　　　
　・く　　　　　・　　　　・　　　　０　　　　・　
　　　Φ　　　　・Ｑ　　　　υ　　　寸　　　ｃＱ　
　　　の　　　の　　　ｎ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、濃度および流量
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。また、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。およびに１Ｆ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。

ここで、ＡＮＨＰ　＝実正味馬力、 出力＝ワット測定装置（出力発信器３６）から得られる
実キロワット値、 ０．７４６　＝　ＫＷを馬力に変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馬カニ　３３，０００フ一トポンド／分１馬力＝５５
０７−）ポンド７秒 ｌ馬力＝７４６ワツト １馬力＝０．７４６　　キロワット、 ＮＬＨＰ　＝前記したＮＬＨＰ式の解の結果。

上記の実正味馬力の式を使って、以下に、モータ馬力を
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。

７４５ＫＷ　　　９９８，６　　　１７９，２　　　８
１９，４６００ＫＷ　　　８０４，２　　　１８１，７
　　　６２２．５５００ＫＷ　　　６７０，２　　　１
７６．７　　　４９３．５上記の計算結果は、キロワッ
ト−馬力変換に基いて無負荷馬力計算の結果より小さな
実正味馬力日／トン値を上記方程式によって出すことを
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、パーセント流量およびノ（−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およ
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および２８によって与えられ、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／トン要素２８は米国特許第４，
１８４，２０４号に開示された手順への標準的な変更を
示している。

この要素の目的は、米国特許第４，１８４，２０４号に
記載の方法を使って、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。この手頚の変更
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、可変のパーセント正味馬力は、このときパーセン
ト正味馬力、パーセント流量および濃度測定値および割
合を利用して、上記のパーセント正味馬力日／トンから
引き出された形の方程式を解くために、この要素に提供
される。

パーセント正味馬力要素２４は要素２２および１８によ
っ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、定数に３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、定数に３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に実正味馬力／に３パーセント正味
馬力＝　１００　Ｘ（６００／８２０）パーセント正味
馬力＝　７３．１％ パーセント流量要素２６は流量発信器４０から受けた流
量測定値と可調整定数に４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。

定数に４は流量測定装置の較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。流量測定装置の較正範囲を１１００ＯＧＰ、
実流量測定値を８００　ＧＰＭとすれば、以下のとおり
となる。

パーセント流量＝　１００　Ｘ　（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 これらの機能は第１図の要素１６，２０および２１によ
って表わされる。これらはまた、先の１９８４年１０月
１２日出願の米国特許願第６６０，５２２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
って個々に与えられる。

に基いており、所要ギヤモータ速度を表わす結果に関し
て必要とされる計算を行う種々の方法が使用される。こ
の手法の骨子はりファイナ主ドライブ出力の大きさに対
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−゛次方程式は以下のとおりである。

ＣＭＳＲ＝ＧＭＳＭＸ−［：（ＡＣＭＭＰ／ＡＶＭＭＰ
）／ＧＭＳＭＸ〕＋ＧＭＳＭＮここで、　ＧＭＳＲ＝所
要ギヤモータ速度、ＧＭＳＭＸ　＝最大ギヤモータ速度
（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　＝実生モータ出力（リファイナの主ドライ
ブによって抽出された 出力の実時間測定値）、 ＡＶＭＭＰ　＝＝有主モータ出力（リファイナトライブ
が出し得る最大馬力（Ｉｃｗ） を表わす調整可能な定数）、 ＧＭＳＭＮ　：最小ギヤモータ速度（可変周波数ドライ
ブ制御器に入っている 調整可能な定数）。

代表例 主ドライブ馬力＝　２００とし、 最大有効出力＝２００馬力Ｘ　００７４６　＝１４９゜
２　ＫＷ　。

最大ギヤモータ出力＝　９０ＯＲＰＭ。

最小ギャモ、−タ出力：５０ＲＰＭ。

ギヤモータ速度範囲＝＝　９００−５０＝８５ＯＲＰＭ
　。

設定最大速度＝　８５ＯＲＰＭ。

無負荷馬力＝７０馬力Ｘ　Ｏ，７４６＝　５２，２　Ｋ
Ｗとする。

上記は、実際に測定した主モータ出力が変化すると、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者は数
人ある。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
は入れできること、 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
ブパッケージはＥｍｅｒｓｏｎ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ社製
の５馬力可変周波数制御器Ｍｏｄｅｌ　Ａｓ　２７０−
ＯＴＢである。

ギヤモータプレート調整 ギヤモータプレート調整要素２１はプログラマプルリフ
ァイナ制御器からの指令を受けるモータスタータおよび
反転接触器のグループを表わしている。

上記のように、ギヤモータプレート調整パネルはペロイ
ト社製（図面Ｄ４２−４００７８８　）であり、本発明
の実施に利用できるギヤモータプレート調整要素を代表
している。

プログラマプルリファイナ制御器 上記のように、マイクロプロセッサをベースとしたプロ
グラマプルリファイナ制御器はベロイト社製（図面Ｄ４
２−４００９８３−Ｇｌ）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、回転信号の速度およ
び方向によってディスク位置決め装置に対する修正作用
を行５ことから成る。これもまた本発明の実施に利用で
きる制御器を代表している。

強さ計算 以下に示すドライブ速度計算は一定のリファイニング強
さを維持するようにディスクリ７アイナ５０に接続され
た主ドライブモータ４８の所要回転速塵を決めてプロセ
ス条件を変える独特の方法を表わしている。

Ｐ、Ｉ。Ｄ０機機能−一速度 ↓ 可変速度主ドライブモータ 強さは、与えられた正味リファイナ出力を単位時間当り
の棒受差（リファイナ要素）の数で除した一般式であら
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。

ここで、実正味馬力は前述の実正味馬力の式の解から得
られた数学上の結果である。Ｉ　Ｃ／ＲＥＶは１回転当
りのインチカットである（ロータ位置のリファイニング
要素上の棒の数とステータ位置の棒の数とりファイナ要
素の各領域における棒の長さとを乗じたものを加算し、
これに毎分回転数を乗ＩＣ／Ｍ　＝　２（（ＢＲ□×Ｂ
Ｂ□×Ｌ１）＋（ＢＲ□、ＸＢ８□、ＸＬユ、）＋　（
ＢＲＮＸＢ、、ＸＬＮ）ＩＸ　ＲＭＰここで、ＢＲ□＝
領域ｌ領域−タの棒の数、Ｂ８□＝領域１のステータの
棒の数、 Ｌ□　＝領域１の棒の長さ、 ＲＭＰ　＝毎分回転数。

領域　　ＢｓｘＢＲ＝Ｂ８ＢＲ １１５２２０８３１，６１６ １［２２５２０８４６，８００ ｎ［２２２２０Ｂ　　　　４６，１７６ＩＶ　　　　　
２０４　　　１９２　　　３９，１６８Ｖ　　　　　　
　　　１８８　　　　　　１７６　　　　　　３３，０
８８Ｖｉ　　　　　　　　　２８　　　　　　４０　　
　　　　　１，１２０１９７．９６８ １９７＊９６８　Ｘ　２　＝３９５ｔ９３６　　ＩＣ／
ＲＥＶ強さ係数はリファ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。

先に使用した馬力および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９０ＯＲＰＭとすれば、強
さ係数ＩＦは ＩＦ　＝　８１９．４／（３９５９３６Ｘ９００　）Ｉ
Ｆ　＝、　２３−’ となる。

上記のように、この係数は一緒に組合せた時に所望の最
終製品ができる３つの変数、すなわち、ＲＰＭ　、リフ
ァイナ要素次第のＩＣ／Ｍおよび回転速度の組合せを示
している。

強さ係数が定まることにより、ドライブ速度計算は以下
のとおりとなる。

ＲＰＭ　＝　８１９，４／（３９５９３６Ｘ　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
定点の値になる。ＰＩＩ）要素３４からの計算された出
力は可変速度ドライブ制御器３６の速度設定点部へ供給
される。帰還信号は要素３６からＰＩＤ要素３４へ戻さ
れてドライブ速度をＰＩＤ要素３４の出力によって定め
られた値にする。

第３図によれば、ここに示した制御は、プロ化δ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、およびディスクタイプのり７ァイニング機械の適応
強さ一定制御を与えるに必要な結果を満足させる制御ハ
ードウェアの組合せから成る。第３図は本発明の詳細な
説明の全体を簡単なブロック（フローチャート）の形に
要約したものである。各ブロックの機能は先に述べであ
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、およびろ水産制御、馬力日／
トン制御、クーチ真空制御などのような制御のいくつか
の一部モードの１つを使いながらプロセス条件を変えて
一定のソファ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、基本ステッ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、リファイ
ナプレート調整制御はプレート調整速度計算によって決
定された速度の割合でリップイニング要素を再位置決め
する。

リファイニング要素位置の変化により主ドライブ出力が
変化する。

Ｃ０主ドライブ出力の変化は無負荷馬力計算および実正
味馬力計算要素によって認識される。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プルリファイナ制
御器に帰還される。

Ｄ、新しく計算された実正味馬力値はまた速度計算アル
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
の出力および比例積分微分機能によってその速度を再調
整するよう指示される。新しい速度値は速度計算要素に
帰還され、　ＰＩＤ機能は一定の強さにする式を確保す
るため等しくなっている。

有意性 本発明の有意性は多様であり、ディスクタイプのりファ
イナを通る紙料のスラリに対するトン数割合および与え
られた出力条件の変更を受けてリファイニング強さを一
定に維持するための適応制御を与える複数の手段および
方法を含んでいる。

これらの方法およ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およ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ィスクタイプのり
ファイナから均一な製品が与えられる。

２、プロセス測定値および必要な計算結果に基いて、リ
ファイニング作用の強さを制御する手段および方法を提
供することは、付加的な利益およ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、主ドライブの出力回転
速度を調整する手段および方法を提供することは制御技
術の能力の一部となって、通常の定速ドライブモータよ
りも少ない主ドライブの電力消費で均一な製品が作られ
る。

４゜ディスクリファイナ変数、すなわち相対的なリップ
イニング要素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
少なく改善された最　　゛終製品が生まれる。

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１Ａ図および第１Ｂ図はともに本発明によって構成さ
れリファイナに接続されて実時間のプロセス測定値を基
にそのリファイナを制御するようＫした適応リファイナ
強さ一定制御の概略図、第２図はりファイナのりファイ
ナプレートの一部を示す平面図、第３図は本発明を簡略
化したブロック図である。 １０・・モード選択要素、１２・・プロセス設定点要素
、１４・・プログラマプルリファイナ制御器、１６・・
ギヤモータ速度計算要素、１８・・実正味馬力要素、２
０・・所要リファイナ出力要素、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・・強さ計算要素、３２，３４・・ＰＩＤ機能
要素、３６・・出力信号発信器、３８・・濃度発信器、
４０・・流量発信器、４２・・ろ水産発信器、４４・・
クーチ真空発信器、４６・・クーチロール、４８・・主
ドライブモータ、５０・・リファイナ、５２・・リファ
イナギヤモータ。 ＦＩＧ、　２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 リファイナプレートを調整するギヤモータを備え主ドラ
   イブモータによつて駆動される製紙用リファイナの制御
   方法において、 （ａ）リファイナの紙料濃度および紙料流量を検出して
   対応する濃度信号および流量信号を発生させ、（ｂ）ド
   ライブモータの速度および出力を検出して対応する速度
   信号および出力信号を発生させ、（ｃ）前記濃度信号、
   流量信号および速度信号に応答してドライブモータの無
   負荷馬力信号を発生させ、 （ｄ）前記出力信号、流量信号および濃度信号に応答し
   て無負荷馬力をパーセント馬力日／トンに変換し、 （ｅ）前記出力信号に応答して無負荷馬力を実正味馬力
   に変換し、 （ｆ）前記実正味馬力、リファイナプレートの配置いか
   んで定まる可調整定数、および所望のリファイニング結
   果を表わす可調整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
   ドライブモータに供給し、（ｇ）前記パーセント馬力日
   ／トン、速度設定点、主モータ出力、有効主モータ出力
   、および最大および最小ギヤモータ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
   ヤモータに供給してなる、 リファイナの制御方法。