DE102005062304A1 - Method and plant for producing a fibrous web - Google Patents
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Abstract
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, wird die Formation der Faserstoffbahn als Regelgröße online bestimmt und über eine automatische Formationsregelung auf einem vorgebbaren Sollniveau gehalten. Es wird auch eine entsprechende Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn angegeben.In a method for producing a fibrous web, in particular a paper, cardboard or tissue web, the formation of the fibrous web is determined online as a control variable and is kept at a predefinable target level via an automatic formation control. A corresponding installation for producing a fibrous web is also specified.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn, bei der es sich insbesondere um eine Papier-, Karton- oder Tissuebahn handeln kann.The The invention relates to a method and a plant for the production a fibrous web, which is in particular a paper, Cardboard or tissue web can act.
Die Formation beispielsweise einer Papier- oder Kartonbahn ist ein entscheidendes Qualitätsmerkmal, das die Weiterverarbeitung der Faserstoffbahn auf vielfältige Weise beeinflusst. Als Beispiel sei der Einfluss der Formation auf die Festigkeit und die Bedruckbarkeit des Endproduktes genannt.The For example, forming a paper or board web is crucial Of quality, the further processing of the fibrous web in many ways affected. As an example, the influence of the formation on the Strength and the printability of the final product called.
Die Formation beispielsweise einer Papier- oder Kartonbahn wird zum einen durch den eingesetzten Rohstoff und zum anderen in nicht unerheblichem Umfang durch die Blattbildung beeinflusst. Dabei ist die Blattbildung durch den Stoffauflauf und die Formiereinheit bestimmt. Die Formiereinheit kann beispielsweise ein Langsieb, einen Hybridformer oder einen modernen Doppelsiebformer umfassen.The Formation example of a paper or board web becomes the one by the raw material used and on the other in a considerable amount Scope influenced by the formation of leaves. Here is the sheet formation determined by the headbox and the forming unit. The forming unit For example, a wire, a hybrid former or a modern twin-wire former include.
Bei den Größen, die bei diesem Prozessschritt die Formation beeinflussen, kann es sich, wie beispielsweise beim Betrieb von Produktions- und Versuchspapiermaschinen festgestellt wurde, beispielsweise um die Stoffdichte, Vakua in der Formiereinheit, die Retention und die Wassermenge handeln.at the sizes that influence the formation in this process step, it may, such as in the operation of production and pilot paper machines was determined, for example, the consistency, vacuums in the forming unit, the retention and the amount of water act.
Die Erfahrung zeigt, dass bereits geringfügige Änderungen in der Zusammensetzung und den Eigenschaften des verwendeten Faserstoffes erheblichen Einfluss auf die Formation haben können. Zudem erfordert jede Veränderung der Flächenmasse einer Papierbahn die Nachstellung der die Formation beeinflussenden Größen.The Experience shows that already minor changes in the composition and the properties of the pulp used considerable influence can have on the formation. In addition, every change requires the basis weight of a Paper web the adjustment of the formation influencing sizes.
Aus den genannten Gründen ist die Formation ständigen Schwankungen unterworfen. Besonders ausgeprägt sind diese Formationsschwankungen insbesondere bei Altpapier enthaltenden Produkten, was auf die entsprechenden Schwankungen der Rohstoffzusammensetzung zurückzuführen ist.Out the reasons mentioned the formation is permanent Subject to fluctuations. These formation fluctuations are particularly pronounced especially with waste paper containing products, indicating the corresponding Variations in raw material composition is due.
Ein Vergleich der über einen längeren Zeitraum durchschnittlich erzielbaren Formation bei Produktionsmaschinen mit der bei Versuchsmaschinen zeigt, dass bei den Versuchsmaschinen fast immer eine deutlich bessere Formation erreicht werden kann. Der Grund dafür liegt in der Erfahrung des Bedienungspersonals und in dessen ständiger Bereitschaft, optimierende Eingriffe vorzunehmen. Es hat sich somit wiederholt gezeigt, dass Produktionsmaschinen ein beachtliches Formationsverbesserungspotential besitzen.One Comparison of over a longer one Period average achievable formation in production machines with the test machines shows that in the experimental machines almost always a significantly better formation can be achieved. The reason for this lies in the experience of the operator and in his constant readiness to to make optimizing interventions. It has thus repeated shown that production machines a considerable formation improvement potential have.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mit denen die Formation insbesondere bei Produktionsmaschinen auf einem höheren Niveau stabilisiert werden kann. Dabei sollen die Ergebnisse insbesondere im Hinblick auf eine bessere und einheitlichere Bedruckbarkeit, beispielsweise die so genannte Wolkigkeit (Mottling), eine höhere Festigkeit usw. optimiert werden.Of the Invention is based on the object, an improved method and to provide an improved system of the type mentioned, with which the formation especially on production machines a higher one Level can be stabilized. In particular, the results should be with a view to better and more uniform printability, for example, the so-called cloudiness (Mottling), a higher strength etc. are optimized.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, bei dem die Formation der Faserstoffbahn als Regelgröße online bestimmt und über eine automatische Formationsregelung auf einem vorgebbaren Sollniveau gehalten wird.These The object is achieved by a method for producing a fibrous web, in particular Paper, cardboard or tissue web, in which the formation of the fibrous web as a controlled variable online determined and over an automatic formation control on a predetermined target level is held.
Bei einer bevorzugten praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Formation direkt bestimmt. Dies erfolgt bevorzugt über wenigstens einen Formationssensor.at a preferred practical embodiment of the method according to the invention the formation is determined directly. This is preferably done via at least a formation sensor.
Alternativ oder zusätzlich kann die Formation vorteilhafterweise auch über wenigstens eine Hilfsgröße indirekt bestimmt werden. Bevorzugt wird als Hilfsgröße zur indirekten Bestimmung der Formation die Wassermenge im Leistenteil der Formiereinheit gemessen.alternative or additionally the formation can advantageously also indirectly over at least one auxiliary size be determined. Preference is given as an auxiliary quantity for indirect determination the formation measured the amount of water in the strip part of the forming unit.
Die Formation wird zweckmäßigerweise durch entsprechendes Ändern einer oder mehrerer Stellgrößen auf dem vorgebbaren Sollniveau gehalten.The Formation is conveniently carried out corresponding change one or more manipulated variables held the predetermined target level.
Dabei wird bevorzugt zumindest die Stoffdichte entsprechend geändert, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.there Preferably, at least the consistency is changed accordingly to to keep the formation at the predetermined target level.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann alternativ oder zusätzlich zumindest auch die Stoffdichte entsprechend geändert werden, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.According to one advantageous embodiment of the method according to the invention may alternatively or additionally At least the fabric density should be changed accordingly to the formation to keep at the predetermined target level.
Alternativ oder zusätzlich kann es auch von Vorteil sein, zumindest die Retention zur Aufrechterhaltung eines vorgebbaren Sollniveaus der Formation entsprechend zu ändern.alternative or additionally It can also be an advantage, at least retention for maintenance to change according to a predefinable target level of the formation.
Gemäß einer weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung kann alternativ oder zusätzlich zumindest auch der Öffnungsquerschnitt des Austrittsspaltes der Stoffauflaufdüse entsprechend geändert werden, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.According to one further expedient embodiment may alternatively or additionally at least also the opening cross-section the outlet gap of the headbox are changed accordingly to to keep the formation at the predetermined target level.
Alternativ oder zusätzlich können vorteilhafterweise im Bereich der Formiereinheit auch ein oder mehrere Vakua zur Aufrechterhaltung des vorgebbaren Sollniveaus der Formation entsprechend geändert werden.Alternatively or additionally, advantageously one or more vacuums can be correspondingly changed in the region of the forming unit to maintain the predefinable target level of the formation be changed.
Von Vorteil ist auch, wenn alternativ oder zusätzlich im Bereich der Formiereinheit ein oder mehrere Leistendrücke entsprechend geändert werden, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.From Another advantage is if, alternatively or additionally, in the region of the forming unit one or more bar pressures changed accordingly to keep the formation at the predetermined target level.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird alternativ oder zusätzlich zumindest der Umschlingungswinkel, über den die Faserstoffbahn über eine gekrümmte Fläche wie insbesondere eine Formierwalze oder dergleichen geführt ist, entsprechend geändert, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.According to one further advantageous embodiment of the method according to the invention will be alternative or additional at least the wrap angle over which the fibrous web over a curved surface such as in particular a forming roller or the like is guided, amended accordingly, to keep the formation at the predetermined target level.
Alternativ oder zusätzlich wird vorteilhafterweise zumindest die Siebspannung, mit der ein insbesondere außen liegendes Entwässerungssieb über eine gekrümmte Bahn, vorzugsweise eine Formierwalze oder dergleichen, geführt ist, entsprechend geändert, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.alternative or additionally is advantageously at least the wire tension, with a especially outside lying drainage screen over a curved Web, preferably a forming roller or the like, is guided, amended accordingly, to keep the formation at the predetermined target level.
Insbesondere um einen negativen Einfluss auf andere mit der Formation eng verbundene wichtige Eigenschaften der Faserstoffbahn zumindest zu verringern, wird vorteilhafterweise der Stellbereich wenigstens einer Stellgröße in vorgebbarem Umfang begrenzt.Especially to have a negative impact on others closely associated with the formation at least to reduce important properties of the fibrous web, is advantageously the setting range of at least one manipulated variable in specifiable Limited scope.
Bevorzugt wird dazu der Wert wenigstens einer Hilfsgröße gemessen und der Stellbereich in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert dieser Hilfsgröße entsprechend begrenzt.Prefers For this purpose, the value of at least one auxiliary variable is measured and the setting range dependent on limited accordingly by the measured value of this auxiliary quantity.
Dazu wird als Hilfsgröße vorteilhafterweise der Trockengehalt der Faserstoffbahn nach der Formiereinheit gemessen. Alternativ oder zusätzlich kann als Hilfsgröße zweckmäßigerweise auch ein für die Bahnabnahme von insbesondere einer Zentralwalze repräsentativer Wert gemessen werden.To is used as an auxiliary size advantageously the Dry content of the fibrous web measured after the forming unit. Alternatively or additionally as an auxiliary size expediently also one for the Bahnabnahme of particular a central roller representative Value to be measured.
Bevorzugt wird bei Erreichen wenigstens einer vorgebbaren Grenze des Stellbereichs wenigstens einer Stellgröße Alarm ausgelöst.Prefers becomes upon reaching at least a predetermined limit of the adjustment range at least one manipulated variable alarm triggered.
Von besonderem Vorteil ist, wenn die Formation der Faserstoffbahn am Ausgang der Formiereinheit bestimmt wird. Indem die Formation nicht erst am Ende der Herstellungsmaschine, z.B. Papiermaschine, sondern bereits am Ausgang der Formiereinheit bestimmt wird, wird durch die entsprechend verringerte Totzeit die Dynamik des Regelkreises deutlich erhöht.From is particularly advantageous if the formation of the fibrous web at Output of the forming unit is determined. By not the formation only at the end of the manufacturing machine, e.g. Paper machine, but is already determined at the output of the forming unit is by the correspondingly reduced dead time the dynamics of the control loop clearly increased.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einen Regler zur Regelung der Formation zumindest ein online bestimmter Formationswert eingegeben, und es wird über den Regler die Formation durch entsprechendes Ändern einer oder mehrerer Stellgrößen auf dem vorgebbaren Sollniveau gehalten.According to one preferred practical embodiment of the method according to the invention gets into a regulator to regulate the formation at least one online entered certain formation value, and it is about the Regulator the formation by changing one or more manipulated variables accordingly held the predetermined target level.
Zweckmäßigerweise wird in den Regler überdies der Wert wenigstens einer Hilfsgröße eingegeben, um in Abhängigkeit davon den Stellbereich wenigstens einer Stellgröße entsprechend zu begrenzen.Conveniently, is in the controller moreover the value of at least one auxiliary variable is entered in order to depend on of limiting the setting range of at least one manipulated variable accordingly.
Vorteilhafterweise wird wenigstens ein PID-Regler verwendet.advantageously, At least one PID controller is used.
Alternativ oder zusätzlich zu dem einfachen Regelkonzept beispielsweise auf der Basis wenigstens eines PID-Reglers ist vorteilhafterweise auch der Einsatz wenigstens eines Zustandsreglers und/oder der Einsatz wenigstens eines Reglers mit zumindest einem selbstlernenden Regelalgorithmus denkbar, was insbesondere angesichts der Komplexität der Zusammenhänge bei der in Rede stehenden Formationsregelung von großem Vorteil ist.alternative or additionally to the simple rule concept, for example on the basis at least a PID controller is advantageously also the use at least a state controller and / or the use of at least one controller with at least one self-learning control algorithm conceivable what especially given the complexity of the links the formation regulation in question is of great benefit.
Um die Qualität der Regelung zu verbessern, wird zur Bestimmung der Formation und/oder zur Messung wenigstens einer Hilfsgröße zumindest ein so genannter Softsensor eingesetzt. Mittels eines solchen Softsensors werden in der Regel nicht messbare Größen über messbare Größen durch Berechnung ermittelt.Around the quality The scheme will be used to determine the formation and / or for measuring at least one auxiliary variable at least one so-called soft sensor used. By means of such a soft sensor are usually unmeasurable sizes beyond measurable Sizes through Calculation determined.
Die weiter oben angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß überdies gelöst durch eine Anlage zur Herstellung einer Faserstoffbahn, insbesondere Papier-, Karton- oder Tissuebahn, mit einer automatischen Formationsregelung, bei der die Formation der Faserstoffbahn als Regelgröße online bestimmt und auf einem vorgebbaren Sollniveau gehalten wird.The The object specified above is also according to the invention solved by a plant for producing a fibrous web, in particular paper, Cardboard or tissue web, with an automatic formation control, in the formation of the fibrous web as a controlled variable online determined and maintained at a predetermined target level.
Bevorzugt umfasst die Anlage Mittel zur direkten Bestimmung der Formation. Dabei können diese Mittel zweckmäßigerweise insbesondere wenigstens einen Formationssensor umfassen.Prefers the facility includes means for the direct determination of the formation. They can do this Means expediently in particular comprise at least one formation sensor.
Alternativ oder zusätzlich können vorteilhafterweise auch Mittel zur indirekten Bestimmung der Formation über wenigstens eine Hilfsgröße vorgesehen sein. Dabei umfassen diese Mittel zur indirekten Bestimmung der Formation vorzugsweise Mittel zur Messung der Wassermenge im Leistenteil der Formiereinheit.alternative or additionally can advantageously also means for indirectly determining the formation over at least an auxiliary size provided be. These funds include the indirect determination of the Formation preferably means for measuring the amount of water in the strip part the forming unit.
Zweckmäßigerweise sind über die automatische Formationsregelung eine oder mehrere Stellgrößen entsprechend änderbar, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.Conveniently, are about the automatic formation control can change one or more manipulated variables accordingly, to keep the formation at the predetermined target level.
Dabei ist über die automatische Formationsregelung vorteilhafterweise zumindest die Stoffdichte entsprechend änderbar, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.It is about the automatic Formations Regulation advantageously at least the consistency corresponding to changeable, to keep the formation at the predetermined target level.
Alternativ oder zusätzlich kann über die automatische Formationsregelung zweckmäßigerweise auch zumindest die Retention entsprechend änderbar sein, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.alternative or additionally can over the automatic formation control expediently also at least the Retention can be changed accordingly be to keep the formation at the predetermined target level.
Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn zur Aufrechterhaltung des vorgebbaren Sollniveaus der Formation über die automatische Formationsregelung alternativ oder zusätzlich zumindest der Öffnungsquerschnitt des Austrittsspaltes der Stoffauflaufdüse entsprechend änderbar ist.From Advantage is particularly also if to maintain the predefinable Target levels of the formation over the automatic formation control alternatively or additionally at least the opening cross-section the exit slit of the headbox accordingly changed is.
Alternativ oder zusätzlich können über die automatische Formationsregelung zweckmäßigerweise auch ein oder mehrere Vakua im Bereich der Formiereinheit entsprechend änderbar sein, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.alternative or additionally can via the automatic Formation control expediently also one or more vacuums in the forming unit can be changed accordingly be to keep the formation at the predetermined target level.
Alternativ oder zusätzlich kann es auch von Vorteil sein, wenn zur Aufrechterhaltung des vorgebbaren Sollniveaus der Formation über die automatische Formationsregelung ein oder mehrere Leistendrücke im Bereich der Formiereinheit entsprechend änderbar sind.alternative or additionally It may also be beneficial if to maintain the pre-settable Target levels of the formation over the automatic formation control one or more pressure levels in the area the forming unit changed accordingly are.
Alternativ oder zusätzlich kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens über die automatische Formationsregelung zumindest der Umschlingungswinkel, über den die Faserstoffbahn über eine gekrümmte Fläche wie insbesondere eine Formierwalze oder dergleichen geführt ist, entsprechend änderbar sein, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.alternative or additionally can according to another advantageous embodiment of the method according to the invention over the automatic formation control at least the wrap angle over which the fibrous web over a curved surface like in particular a forming roller or the like is guided, correspondingly changeable be to keep the formation at the predetermined target level.
Alternativ oder zusätzlich kann es auch von Vorteil sein, wenn zur Aufrechterhaltung des vorgebbaren Sollniveaus der Formation über die automatische Formationsregelung zumindest die Siebspannung, mit der ein insbesondere außen liegendes Entwässerungssieb über eine gekrümmte Bahn, vorzugsweise eine Formierwalze oder dergleichen, geführt ist, entsprechend änderbar ist.alternative or additionally It may also be beneficial if to maintain the pre-settable Target levels of the formation over the automatic formation control at least the wire tension, with the one in particular outside lying drainage screen over a curved Web, preferably a forming roller or the like, is guided, correspondingly changeable is.
Zur Verringerung bzw. Vermeidung eines negativen Einflusses auf andere mit der Formation eng verbundene wichtige Eigenschaften der Faserstoffbahn ist vor zugsweise der Stellbereich wenigstens einer Stellgröße in vorgebbarem Umfang begrenzbar.to Reduction or avoidance of a negative impact on others with the formation closely related important properties of the fibrous web is preferably before the setting range of at least one manipulated variable in specifiable Scope limited.
Dazu sind vorteilhafterweise Mittel zur Messung des Wertes wenigstens einer Hilfsgröße vorgesehen, wobei der Stellbereich in Abhängigkeit von dem gemessenen Wert dieser Hilfsgröße entsprechend begrenzbar ist.To are advantageously means for measuring the value at least an auxiliary size provided, the adjustment range depending on accordingly limited by the measured value of this auxiliary variable is.
Die Mittel zur Messung des Wertes wenigstens einer Hilfsgröße umfassen vorteilhafterweise Mittel zur Messung des Trockengehaltes der Faserstoffbahn nach der Formiereinheit.The Comprise means for measuring the value of at least one auxiliary quantity Advantageously means for measuring the dry content of the fibrous web after the forming unit.
Alternativ oder zusätzlich können diese Mittel zur Messung des Wertes wenigstens einer Hilfsgröße zweckmäßigerweise insbesondere auch Mittel zur Messung eines für die Bahnabnahme von insbesondere einer Zentralwalze repräsentativen Wertes umfassen.alternative or additionally can this means for measuring the value of at least one auxiliary size expediently in particular also means for measuring one for the web removal of particular a central roller representative Value include.
Bevorzugt umfasst die Anlage Mittel, um bei Erreichen wenigstens einer vorgebbaren Grenze des Stellbereichs wenigstens einer Stellgröße Alarm auszulösen.Prefers the system comprises means for reaching at least one predeterminable one Limit of the setting range of at least one manipulated variable Alarm trigger.
Zur Erhöhung der Dynamik des Regelkreises ist die Formation der Faserstoffbahn über die betreffenden Mittel bevorzugt am Ausgang der Formiereinheit bestimmbar.to increase The dynamics of the control loop is the formation of the fibrous web over the concerned agent preferably determinable at the output of the forming unit.
Gemäß einer bevorzugten praktischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage umfasst diese einen Regler zur Regelung der Formation, in den zumindest ein online bestimmter Formationswert eingebbar ist, wobei über den Regler eine oder mehrere Stellgrößen entsprechend änderbar sind, um die Formation auf dem vorgebbaren Sollniveau zu halten.According to one preferred practical embodiment the plant of the invention this includes a regulator for regulating the formation, in the at least an online certain formation value can be entered, wherein over the Controller one or more manipulated variables can be changed accordingly are to keep the formation at the predetermined target level.
Bevorzugt ist in den Regler überdies der Wert wenigstens einer Hilfsgröße eingebbar, um in Abhängigkeit davon den Stellbereich wenigstens einer Stellgröße entsprechend zu begrenzen.Prefers is in the regulator, moreover the value of at least one auxiliary variable can be entered in order to depend on of limiting the setting range of at least one manipulated variable accordingly.
Zweckmäßigerweise umfasst die Anlage wenigstens einen PID-Regler.Conveniently, the system includes at least one PID controller.
Angesichts der Komplexität der Zusammenhänge bei einer Formationsregelung ist insbesondere auch von Vorteil, wenn die Anlage wenigstens einen Zustandsregler und/oder wenigstens einen Regler mit zumindest einem selbstlernenden Regelalgorithmus umfasst.in view of the complexity the connections in a formation control is also advantageous in particular if the system has at least one state controller and / or at least a controller with at least one self-learning control algorithm includes.
Zur Verbesserung der Regelqualität umfasst die Anlage zur Bestimmung der Formation und/oder zur Messung wenigstens einer Hilfsgröße vorteilhafterweise zumindest einen Softsensor. Mit einem solchen Softsensor werden, wie bereits erwähnt, nicht messbare Größen aus messbaren Größen durch Berechnung ermittelt.to Improving the quality of control includes the plant for the determination of the formation and / or the measurement at least one auxiliary size advantageously at least one soft sensor. With such a soft sensor, As already mentioned, unmeasurable sizes measurable quantities Calculation determined.
Unter Formation ist allgemein insbesondere die Struktur und der Grad der Einheitlichkeit der Faserverteilung in der Faserstoffbahn, z.B. Papier, gemessen oder beurteilt z.B. mittels durchgeschickten Lichtes, zu verstehen. Die Formation wird allgemein auch als die "Durchsicht" der Faserstoffbahn bzw. des Papiers bezeichnet.In particular, the formation and the degree of uniformity of the fiber distribution in the fibrous web, eg paper, are ge measure or judged eg by means of sent light, to understand. The formation is also commonly referred to as the "look through" of the fibrous web or paper.
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