NL8801465A - Werkwijze voor het bewaken van een proces, en procesbewakingssysteem. - Google Patents

Description

WERKWIJZE VOOR HET BEWAKEN VAN EEN PROCES, EN PROCESBEWAKINGSSYSTEEM

Bij bepaalde processen, zoals papierfabricageprocessen, staalwalserijen en verpakkingsprocessen, wordt hetzij bij een storing onderhoud gepleegd, hetzij ter voorkoming van deze onregelmatige storing periodiek preventief onderhoud gepleegd. Indien de methode van het preventieve onderhoud wordt gebezigd, dient, ter voorkoming dat nog steeds onregelmatige storingen optreden, dit onderhoud in de praktijk veelvuldig te worden uitgevoerd. Zelfs indien dit veelvuldig wordt uitgevoerd, kan het optreden van storing, waarvan het verloop in de tijd veelal een stochastisch karakter heeft, niet geheel worden uitgesloten.

Het is een doel van de onderhavige uitvinding een proces zodanig te bewaken en een systeem daartoe te verschaffen, dat nauwkeuriger kan worden bepaald, wanneer preventief onderhoud dient plaats te vinden.

Dit doel wordt bereikt door de werkwijze volgens conclusie 1.

Door gegevens van de materiaalbaan tezamen te analyseren (of op te slaan en later te analyseren) met een parameter van de wals, kan in een vroegtijdig stadium de signatuur van een storing van de wals in de materiaalbaan worden waargenomen en zodoende het preventief onderhoud voor een geschikt moment gepland worden.

Verdere doeleinden van de onderhavige uitvinding betreft het kwantificeren van de invloed van bepaalde instel-grootheden op de papierbaan en het verminderen van de geproduceerde hoeveelheid papier die niet aan bepaalde normen voldoet, zogeheten cassé.

Verdere kenmerken, details en voordelen van de onferhavige uitvinding zullen duidelijk worden aan de hand van een beschrijving, waarin gerefereerd zal worden aan een teWening, waarin tonen: fig. 1 een schema van een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze en het systeem volgens de onderhavige uitvinding; fig. 2 een perspectivisch aanzicht van een detail uit het schema van fig. 1; fig. 3 een schema van een voorkeursuitvoeringsvorm van een verwerking van de signalen uit fig. 1.

fig. 4 een schematisch uitvoeringsvoorbeeld van de filtering uit fig. 3; en fig. 5A en 5B een grafiek van meetresultaten gedaan aan een lager.

Een papiermachine l (fig. 1) omvat op algemeen bekende wijze: - een oploopkast 2 waarin verdunde vezelsubstantie wordt opgebracht; - een zeefsectie 3 waarin het blad wordt gevormd en een groot deel van het water wordt verwijderd; - een perssectie 4 waarin het papierblad wordt uitgeperst; - een droogsectie 5 waarin het papier wordt voorgedroogd, gelijmd en nagedroogd; - een kalandersectie 6; en - een oprolsectie 7.

De eerst nog vrij natte materiaalbaan 8 wordt uiteindelijk als rol 9 met de gewenste oppervlaktebehandeling en de gewenste dikte afgeleverd.

Op enige plaats in de papierbaan, bijvoorbeeld in de droogsectie 5, zijn veelal sensors opgenomen, zoals bijvoorbeeld diktesensors 12, 13, vochtigheidsensors 16, 17 en vlokgroottesensors 18, 19.

Voorts zijn aan walsen 21, 22 sensors 23, 24 respectievelijk 26, 27 aangebracht. In het getekende uitvoeringsvoorbeeld zijn slechts twee walsen van sensors voorzien; vanzelfsprekend kunnen ook slechts één of meerdere, bijvoorbeeld alle walsen van sensors zijn voorzien.

Een wals 21 (fig. 2) is bijvoorbeeld aan zijn aseinde 31 ingespannen in een lager 32, voorzien van lagerrol-len 33 en 34. De sensor 26 voelt bijvoorbeeld de trillingen van het lager, door middel van een versnellingsopnemer, die bijvoorbeeld met een buitenring 36 van het lager is gekoppeld. Sensor 27 voelt bijvoorbeeld een temperatuur van het lager, welke temperatuur afhankelijk kan zijn van de (niet-getoonde) toevoer van smeringsvloeistof.

Zoals schematisch in fig. 1 getoond, worden de sensoruitgangen naar een rekentuig 37 (general or special purpose computer) geleid, waarmee, zoals schematisch aangegeven, een randapparaat 38, een afdrukeenheid 39, of bijvoorbeeld een (niet-getoonde) telefoonlijn, zijn gekoppeld.

In het rekentuig 37 worden bijvoorbeeld van de machine 1 (fig. 3) sensorsignalen in A/D-omzetters 41 gedigitaliseerd, evenals de van de papierbaan 8 afkomstige sensorsignalen in de A/D-omzetters 42. In programmadelen 43 respectievelijk 44 worden zowel de van de papierbaan als van de machine afkomstige signalen omgezet in het frequentiedomein door middel van FFT (Fast Fourier Transform). Het programma-deel 46 levert nu kruiscorrelaties tussen van de papierbaan en de machine afkomstige signalen; programmadeel 47 maakt een toestandsweergave hiervan mogelijk, terwijl programmadeel 48 een trendweergave, dat wil zeggen een verandering in de tijd hiervan mogelijk maakt. In programmadeel 49 worden de signalen digitaal gefilterd en worden de in het tijdsdomein gefilterde waarden bij programmadeel 41 per onderdeel geanalyseerd; programmadeel 52 maakt een weergave van de toestand van de respectievelijke sensoren mogelijk, programmadeel 53 een specificatie per sensor en programmadeel 54 een trendmatige analyse. Het diagnoseprogrammadeel 56 kan via dubbele pijl 57 informatie in het juiste formaat leveren voor een (niet-getoond) expertsysteem, dat bijvoorbeeld automatisch kan vaststellen wanneer een bepaald lager uiterlijk vervangen dient te worden, wanneer de eerste geschikte gelegenheid hiertoe bestaat, etc.

Programmadeel 49 kan bijvoorbeeld een overdrachts-karakteristiek van

behelsen (d.i. formule van een tweepolig laag-doorlaatfilter in het tijdsdomein (z-transformatie)) (zie fig. 4). Zoals algemeen bekend is de filterkarakteristiek, behalve van de coëfficiënten Hq, B]_ en B2 afhankelijk van de bemonsterfre-quentie. De bemonsteringsfrequentie moet in elk geval, vanwege het vermijden van vouweffecten, tweemaal zo groot zijn als de maximaal te verwachten frequenties in het meetsig-naal (thans wordt uitgegaan van een bemonsteringsfrequentie fsA2 kHz). Zo kunnen bijvoorbeeld de papierbaansensors zich dwars op de papierbaan bewegen, hetgeen een bepaalde frequentie met zich meebrengt. Eventueel dienen verkregen signalen voorafgaand aan A/D-conversie gefilterd te worden.

Eerste meetresultaten (fig. 5A en 5B) geven vibraties (f)'tussen 0 en 50 Hz weer (in relatieve decibels (dB)). De asfrequentie bedroeg 10 Hz (zie signaalpieken bij 10, 20, 30, etc.). De secundaire, dat wil zeggen lagere, signaalpieken uit de meetresultaten leveren een informatie omtrent de omwentelingsfrequentie van het rollichaam uit het lager, defecten in binnen- respectievelijk buitenring van het lager, en dergelijke. Indien de informatie uit de secundaire pieken wordt gecorreleerd met de gemeten papierbaaninforma-tie, kan in een vroegtijdig stadium worden gedetecteerd, wanneer bepaalde lagerafwijkingen invloed op, bijvoorbeeld dikte van de materiaalbaan hebben.

Andere aan een lager te meten grootheden, zoals temperatuur en/of smeeroliedruk kunnen op soorgelijke wijze met baan-parameters gecorreleerd worden.

In het geval van een papiermachine zullen als papierbaansensoren veelal een gewichtssensor, een vochtgehal-tesensor, een formatiesensor (ter bepaling van de vlok-grootte) en/of tenminste één diktesensor worden gehanteerd.

Becijferingen hebben uitgewezen, dat een onder-houdsbesparing van 10% met behulp van de onderhavige uitvinding haalbaar moet zijn; in absolute termen belopen de onderhoudskosten van een papiermachine in de miljoenen guldens per jaar.

Claims (8)

1. Werkwijze voor het bewaken van een proces waarin een materiaalbaan over één of meer walsen wordt geleid, waarbij tenminste één parameter van de materiaalbaan kan worden gemeten, waarbij een parameter van de wals, bijvoorbeeld de lageruitslag wordt gemeten, en waarbij de parameters gemeenschappelijk opgeslagen en/of geanalyseerd worden.

2. Procesbewakingssysteem omvattende een sensor voor een walslager, een sensor voor een materiaalbaan, en een gemeenschappelijk orgaan voor analyse en/of opslag van de sensorsignalen.

3. Procesbewakingssysteem volgens conclusie 2, omvattende filters voor het filteren van sensorsignalen.

4. Procesbewakingssysteem volgens conclusie 2 of 3, voorzien van A/D-omzetters voor het in digitale signalen omzetten van de sensorsignalen.

5. Procesbewakingssysteem volgens conclusie 4, voorzien van éen of meer digitale filters voor het filteren van de digitale sensorsignalen.

6. Procesbewakingssysteem volgens conclusies 2-5, waarbij een kruiscorrelatie tussen een van een lager afkomstig signaal en een van de materiaalbaan afkomstig signaal wordt uitgevoerd.

7. Procesbewakingssysteem volgens conclusie 6, waarbij de kruiscorrelatie met behulp van digitale fourier-transformatie en inverse digitale fouriertransformatie wordt bepaald.

8. Papiermachine voorzien van een procesbewakingssysteem volgens een van de conclusies 2-7.