NO322541B1 - Fremgangsmate for regulering av driften for transport av en trykkemaskins papirbane - Google Patents

Description

Teknisk felt

Oppfinnelsen vedrører trykketeknikkfeltet. Den går ut fra en fremgangsmåte for regulering av driften for transport av en trykkemaskins papirbane ifølge innledningen av krav 1.

Teknikkens stand

Oppfinnelsen anvendes spesielt fordelaktig for akselløse rotasjonstrykkemaskiner. En akselløs rotasjonstrykkemaskin med parvis til sylindergrupper sammenfattede gummiduk- og plate- hhv. formsylindere beskrives i DE 43 44 896 Al. En fremgangsmåte for drift av et drivsystem som spesielt er egnet for akselløse rotasjonstrykkemaskiner er beskrevet i DE 196 26 287 Al. Ifølge disse fremgangsmåter er dreiemoment-reguleringen overlagret med en hastighetsregulering (omdreiningstallregulering) eller posisjonsregulering (vinkelstil-lingsregulering) av de drevne aksler. Herved blir det for regulering av de enkelte drivanordninger for trykksylindere og falseapparater fortrinnsvis anvendt posisjonsregulering på grunn av de høye krav til vinkelsynkron synkronisering som stilles for rotasjonstrykkemaskiner.

En vesentlig fordel ved enkeltvis drevne rotasjonstrykkemaskiner består i at disse maskiner er i stand til å gjen-nomføre en produktendring mens maskinen løper. Slike pro-duktendringer omfatter til- og frakobling av trykksteder samt skifte av papirtype mens maskinen løper, noe som vil kunne føre til betydelige og utillatelige endringer av pa-pirbanespenningen.

Ved drift av slik regulerte drivgrupper, og spesielt når og-så produktendring gjennomføres ved løpende maskin, eller når papirtypeendring forekommer under en løpende produksjon, fø-rer dette til uønskede bivirkninger som for sterke banespen-nings fluktuasjoner , og som en følge av dette f.eks. papir-brudd.

Fra DE-A-3519840 er det kjent en fremgangsmåte for styring av en elektromotor på en offsettrykkmaskin. Motoren blir normalt drevet med konstant omdreiningstall tilsvarende en forutbestemt nominell verdi. I unntakssituasjoner hvor en bestemt motortemperatur eller et bestemt drivmoment over-skrides, eller dersom nettspenningen synker, blir omdreiningstallets nominelle verdi redusert.

EP-A-0335442 omhandler en fremgangsmåte for reduksjon av dreiemomentbelastningen på et drivverk. Her gås det ut fra at lastmomentet endrer seg syklisk ved konstant hastighet. Dette motvirkes ved at lastmomentet i en initialiseringsfase {eventuelt for forskjellige hastigheter) måles over en peri-ode og lagres i posisjonsavhengighet. I drift blir denne lagrede verdi periodisk subtrahert fra drivverkets nominelle momentverdi. Derved innstiller det seg en periodisk varie-rende hastighet om en middelverdi som gjør at lastmomentet blir tilnærmet konstant.

De konvensjonelle fremgangsmåter for regulering av driften for transport av en papirhane kjenner hovedsakelig to driftstyper: Drivanordningene reguleres enten til konstant omdreiningstall eller til konstant banespenning. Disse fremgangsmåter medfører i den ene eller den andre form den ulempe at: papirspenningen mellom innmatningsanordningen og trykkverket bare bygger seg opp meget langsomt ved igangsetningen av maskinen,

banespenningen svinger forholdsvis sterkt under normal drift,

banespenningen svinger meget sterkt ved endring av papirtype eller produksjonsforløpet, noe som kan tilbakeføres til de slaglignende endrede papirbanelengder ved innkobling hhv. utkobling av trykkverket. Dette gjelder så vel for ba-neføringer over flere trykktårn som for dem innenfor ett trykktårn, et vendetårn eller falseapparatet,

banespenningen ikke overholdes ved nødstopp av maskinen.

Alle disse ulemper kan tilbakeføres til at

på den ene side endrer den løpende banes papiregen-skaper seg og det ved konstant omdreiningstallregulering tvangsmessig må gjennomføres hyppige og store regulerings-utjevningsprosesser, og

på den annen side, når det gjelder reguleringsdynamikk, formår ikke maskinen å utligne slike reguleringsawik i løp-et av den ønskede tid og dessuten har tilbøyelighet til å komme i en svingetilstand.

Beskrivelse av oppfinnelsen

Formålet med oppfinnelsen er derfor å angi en fremgangsmåte til regulering av driften av papirhanen for en trykkemaskin, hvor banespenningen i alle mulige typer drift av rotasjonstrykkemaskinen, med eller uten endring av papirtype eller innhold av det trykte produkt når maskinen løper, ikke oppviser noen nevneverdige fluktuasjoner og avvik raskt vil kunne utlignes. Denne oppgave er løst ved de trekk som er angitt i krav l.

Det sentrale ved oppfinnelsen er at reguleringen av driften av papirhanen, f.eks. i forspenningsenheten eller vendetårnet av en rotasjonstrykkemaskin, fleksibelt tar hensyn til så vel omdreiningstall som banespenning. Derved mulig-gjøres en klart bedre papirstyring med kontrollert banespenning så vel ved statisk som ved dynamisk drift. I det enkleste tilfelle oppnås dette ved innstillinger av omdreiningstallregulatoren slik at denne tydelig viser drivmomen-tets avhengighet av avvikene mellom nominelt og reelt omdreiningstall. Dette regulatorawik blir tatt hensyn til i den styrende nominelle verdi og dermed innstilles et passen-de arbeidspunkt. Ved produksjonsbetingede variasjoner av maskinkonfigurasjanen forskyver det aktuelle arbeidspunkt seg langs en kurve (belastningskurve), hvorved så vel den reelle omdreiningstallverdi som drivmomentet endres. Denne kurves stigning er et mål for belastningsendringens innfly-telse på omdreiningstall og moment. Den velges fortrinnsvis slik at drivmomentet og dermed banespenningen holdes innenfor driftsgrensene. Den styrende nominelle verdi bestemmer i vidtgående grad det statiske og dynamiske styringsforhold.

Det kan skilles mellom forhåndsstyrt og regulert drift.

I det enkleste tilfelle av forhåndsstyrt drift (åpen sløyfe) blir det tatt hensyn til kjente påvirkningsstørrelser av den prosess som skal styres. I et første trinn blir derved det stasjonære driftstilfelle samt akselerasjonsavhengige stør-relser forhåndsinnstilt. Ved valgt regulert drift (lukket sløyfe) måles f.eks. banespenningen, som via en regulerings-algoritme virker på den styrende nominelle verdi. Dermed sikres en awiksregistrering av resterende feil.

Sammenlignet med drift ifølge teknikkens stand oppnås mar-kante fordeler: Ved forhåndsstyrt drift er det allerede oppnådd en høy statisk nøyaktighet av banespenningen, som oppviser liten følsomhet overfor forstyrrende størrelser.

Da den ovenfor beskrevne belastningskurve er en del av omdreiningstallregulatoren, oppviser forholdet en meget høy dynamikk. Dermed er karakteristiske reaksjonstider på under 1 millisekund mulig. Dette er betydelig raskere enn ved konvens j one11 banespenningeregulering.

Videre fører belastningskurven til en dempning av mekaniske svingninger. Denne egenskap er fremfor alt viktig ved mekaniske påvirkninger, slik de opptrer ved endring av papirtype eller produksjonsforløp.

Ytterligere fordelaktige utførelsesformer vil fremgå av de tilsvarende uselvstendige krav.

Kort beskrivelse av tegningene

I det følgende vil oppfinnelsen bli nærmere belyst ved utførelseseksempler i forbindelse med de vedføyde tegninger, hvor

fig. 1 er et skjematisk opprise av rotasjonstrykkemaskinen med de elementer som påvirker banespenningen,

fig. 2 er et skjematisk opprise av regulatoren for den elektriske forspenningsenhet av en rotasjonstrykkemaskin, og

fig. 3 er et skjema for å vise avhengigheten mellom banespenning og omdreiningstall ved forskjellige papirtyper hhv. produksj onsforløp.

På tegningene er like deler prinsipielt forsynt med samme henvisningsbetegnelser.

Fremgangsmåter for utførelse av oppfinnelsen

Fig. 1 er et skjematisk oppriss av en rotasjonstrykkemaskin med de elementer som påvirker banespenningen. Som papir-føring hhv. papirhane kalles den bane som fører det papir som skal påføres trykk fra rullvekselen 1 over pendelvalsen 2 og den elektriske forspenningsenhet 3, over en vilkårlig kombinasjon av trykkverk i trykktårnet 5 hhv. 9 flere trykktårn, via vendetårnet 6, samlevalsen 7, traktinnløpsvalsen 8 frem til falseapparatet 9. Papirbanens banespenning blir

innstilt i den elektriske forspenningsenhet 3 via drivanordningen M og regulatoren 4. Herved bør forutbestemte grenseverdier ikke over- eller underskrides. Hvis nå en papirtype veksles i rullvekselen l mens maskinen løper, endrer banespenningen seg slaglignende på grunn av de endrede papir-egenskaper (tilfelle 1). Er trykktårnet forsynt med enkeltvis drevne trykkverk hhv. trykkbroer, vil endringer av pro-duksjonsforløpet kunne gjennomføres mens maskinen løper. Slik produktendring medfører innkobling hhv. utkobling av de trykkverk som kreves for de to produks j onsf orløp. Ved denne fremgangsmåte ligger papirhanen tidvis og delvis fri. Som en følge av dette varierer papirbanens banespenning betydelig (tilfelle 2). Begge tilfeller er grunnlag for forelig-gende oppfinnelse, for i løpet av kortest mulig tid å kunne utligne banespenningsendringene og holde dem innenfor tilla-telige grenseverdier.

I det følgende skal fremgangsmåte ifølge oppfinnelsen bely-ses under henvisning til driftsreguleringen av en forspenningsenhet. Selvsagt vil fremgangsmåten kunne anvendes overalt hvor en papirhane må drives, dvs. spesielt også i vendetårnene.

Fig. 2 viser en reguleringsanordning for den elektriske forspenningsenhet 3 som er egnet for fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen. I nominellverdigiveren 10 dannes den styrende nominelle verdi. Som styrende nominell verdi kommer et omdreiningstall eller en posisjon på tale, alt etter anvendel-se av reguleringsfremgangsmåten. I nominellverdigiveren 10 blir det i det regulerte utførelseseksempel på fig. 2 dannet en differanse mellom den styrende nominelle verdi og ba-nespenningens reelle verdi 13 som måles på papirhanen i forspenningsenheten 3. Denne størrelse tjener som referan-sestørrelse for den etterkoblede drivregulator 11. I et uregulert tilfelle blir den styrende nominelle verdi gitt direkte videre som referansestørrelse. Drivregulatoren oppviser en såkalt "statikk", dvs. den muliggjør belastningsav-hengig omdreiningstallreduksjon, hhv. -økning. I regulatoren 11 blir en reell driwerdi målt, vanligvis en posisjon eller et omdreiningstall, sammenlignet med den styrende størrelse, og derav dannes et resulterende reguleringsawik. Reguleringsstørrelsen blir slik tilført den ikke viste strømretter for motoren at motoren styres som ønsket.

Regulatorens 11 oppførsel ifølge oppfinnelsen blir i det følgende belyst nærmere i forbindelse med de forskjellige driftstilfeller og banespenningsomdreiningstallskarak-terxstikker ved hjelp av fig. 3. Abscisseaksen viser rna-skinomdreiningstallet v, som vanligvis angis i sylinder-omdreininger pr. time. På ordinataksen er papirhane spen-ningen F inntegnet. Denne henføres vanligvis til den aktuelle papirbredde og angis i dN/m. Som statikk betegnes egenskapen av anordningen 11, med hvilken en belaøtningsav-hengig reduksjon hhv. økning av omdreiningstallets nominelle verdi bevirkes.

Utgangspunktet i diagrammet er produksjonsomdreiningstallet vp. En konvensjonell stillings- og hastighetsregulert forspenningsenhet drives med en forsinkelse pl, hvorav følger dennes belastningskurve FAi. På den annen side tiltar papir spenningen av papirtypen 1 hhv. av produksjonsforløp 1 ved økende forsinkelse pl av forspenningsenheten. Banespenningen forløper da ifølge FP1. ' Ved de to kurvers krysnings-punkt A befinner det resulterende arbeidspunkt seg. Ved endring av papirtype eller produksjonsforløpet kan karakteristikken endre seg. Ved en endring av karakteristikken fra Fpi til Fpa endres arbeidspunktet fra A til B. Ved en omdreiningstallregulering i henhold til belastningskurven Fju blir omdreiningstallet vA holdt konstant også ved belastningsmo-mentendringer. Derav resulterer en utillatelig endring av papirspenningen i størrelsesordenen

dFi = FA - FB.

Denne utillatelige driftstilstand blir ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen unngått ved belastningskurven FM. Belastningskurven fører ved økende papirspenning F til et økende maskinomdreiningstall v. Forsinkelsen av den styrende nominelle verdi p2 er her tydelig større. Gående ut fra papirtype 1 hhv. fra produksjonsforløp i, stiller igjen arbeidspunktet A med omdreiningstall vA og papirspenning FA seg inn. En endring av papirtypen hhv. produksjonsforløpet til karakteristikken Fp2 fører nå til nytt arbeidspunkt C. Dette omfatter så vel en endret papirspenning Fc som en endret hastighet vc. Drivanordningen reagerer altså med til-standsstørrelser v og F på endringen av prosesstørrelsene. Ikke bare banespenningen F (hhv. drivmomentet) , men også omdreiningstallet blir likeledes øket og redusert i forhold til belastningsendringen. Forholdet mellom omdreinings-tallsendring og belastningsendring kan være lineært eller ikke-lineært. Den resulterende papirspenningsendring dF2 blir tydelig mindre ved innvirkningen av fremgangsmåten i-følge oppfinnelsen, eller den vil til og med praktisk talt kunne være helt eliminert. Dette skyldes riktignok omdreiningstallet v, noe som imidlertid ikke har noen virkning på produktkvaliteten.

Reguleringsfremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er ovenfor belyst i forbindelse med forspenningsenheten. Den vil imidlertid kunne anvendes overalt hvor en papirhane skal drives i en trykkemaskin, dvs. spesielt også i vendetårnene. For-delen ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen består spesielt i at ingen utillatelige banespenningsendringer som overbe-laster papirhanen ved transport opptrer ved belastningsend-ringer under drift.

Claims (4)

1. Fremgangsmåte for regulering av driften for transport av en trykkemaskins papirbane, hvor drivanordningen under drift roterer med et bestemt omdreiningstall (v) og til-veiebringer et drivmoment hhv. en banespenning, hvor omdreiningstallet (v) økes eller reduseres i avhengighet av et aktuelt opptredende belastningsdreiemoment i henhold til en belastningskarakteristikk, slik at drivanordningen stiller inn målstørrelsene omdreiningstall og drivmoment, hhv. banespenning samtidig, og hvor en styrende nominell verdi, spesielt i form av en nominell omdreiningstalls- eller posi-sjonsverdi, kompenseres i henhold til belastningskarakteris-tikken, karakterisert ved at ved hver slik arbeids-punktsforskyvning blir både den reelle omdreiningstallverdi og drivmomentet endret.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avhengigheten mellom endringen av belastningsdreiemomentet og reduksjonen eller økningen av omdreiningstallet, er lineær.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avhengigheten mellom endringen av belastningsdreiemomentet og reduksjonen eller økningen av omdreiningstallet, er ikke-lineær.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at avhengigheten mellom endringen av belastningsdreiemomentet og reduksjonen eller økningen av omdreiningstallet, er en avhengighet av tiden.