FI122609B - Menetelmä, laitteisto ja tietokoneohjelmatuote aukirullaimen yhteydessä - Google Patents

Description

Menetelmä, laitteisto ja tietokoneohjelmatuote aukirullaimen yhteydessä

Keksinnön tausta

Keksintö liittyy aukirullaimen konerullan ja erityisesti paperiteollisuu-5 den jälkikäsittelykoneiden aukirullaimissa olevan konerullan jarruttamiseen.

Valmistettaessa jatkuvaa materiaalirainaa, esimerkiksi paperia paperikoneella, telalle rullattua koneelta valmistunutta materiaalia käsitellään usein jälkikäsittelykoneilla. Tällaisia paperin jälkikäsittelemiseen liittyviä jälkikä-sittelykoneita ovat esimerkiksi erilaiset off-line kalanterit, pituusleikkurit ja uu-10 delleenrullaimet. Näille jälkikäsittelykoneille yhteisinä piirteinä on, että materiaalia puretaan aukirullaimella, käsitellään toivotulla tavalla ja rullataan takaisin kiinnirullaimella.

Paperikoneiden ja vastaavien jatkuvaa materiaalirainaa tuottavien koneiden nopeuksien lisääntyminen tuo painetta myös jälkikäsittelylaitteiden 15 nopeuksien nostamiseen ja seisokkiaikojen minimointiin. Eräs ongelmallinen kohta jälkikäsittelylaitteiden yhteydessä liittyy aukirullaimien toimintaan materi-aaliradan katkon yhteydessä. Erityisesti tilanne korostuu pituusleikkureilla, jossa konerullista valmistetaan asiakasrullia, eli asiakkaan tilaamia pienempiä rullia. Konerullalla paperi tai vastaava materiaali on tuotantokoneen levyisenä, jo-20 ka leikataan asiakkaan tilaamiksi kapeammiksi ja pienemmiksi rulliksi pituus-leikkurilla.

Yhdestä konerullasta saadaan tyypillisesti useita asiakasrullia, eli pi-tuusleikkurin aukirullain joudutaan pysäyttämään useita kertoja yhden konerullan aikana valmistuneiden asiakasrullien poistamiseksi ja uusien aloittamiseksi. 25 Vaikka pituusleikkurien nopeudet ovatkin suuria, nämä asiakasrullien luovutuk-^ set pituusleikkurilta hidastavat keskimääräistä nopeutta. Jos pituusleikkurilla o sattuu jokin toiminnan pysäyttävä häiriötilanne, saattaa pituusleikkurista muo- (λι dostua tuotantoa hidastava paperitehtaan osa.

o

Eräs ongelma jälkikäsittelylaitteiden yhteydessä liittyy aukirullaimes-° 30 sa olevan konerullan pysäyttämiseen ratakatkon yhteydessä. Materiaalia pursi kautuu aukirullaimelta suurella nopeudella, ja normaalissa tilanteessa materi- o aali rullataan käsittelyn jälkeen kiinnirullaimella. Jos materiaalirata katkeaa au- § ki- ja kiinnirullaimen välillä, pääsee materiaali purkautumaan tehdassalin lattial-

CD

§ le. Suurella nopeudella purkautuvaa materiaalia kerääntyy lattialle nopeasti

C\J

35 paljon, ja ennen tuotannon uudelleen käynnistämistä tämä materiaali tulee kerätä lattialta pois. Kun ratakatkos havaitaan, aukirullain pyritään pysäyttämään mahdollisimman nopeasti katkoksen ajan ja materiaalihävikin minimoimiseksi.

2

Aukirullaimien pysäyttäminen ratakatkotilanteissa hoidetaan tunnetun tekniikan mukaisesti käyttäen mekaanista jarrua tämän koko kapasiteetilla. Lisäksi moottoria käytetään jarruttamiseen jarrutettavan momentin ylittäessä mekaanisen jarrun kapasiteetin. Moottorin tuottamaa jarruttavaa momenttia ra-5 joitetaan siten, että kokonaisjarrutusmomentti ei ylitä järjestelmän mekaniikan rajoja. Mekaaninen jarru on standardien määräämä pakollinen varuste, jolla aukirullaimessa oleva konerulla saadaan pysymään pyörimättömässä tilanteessa ja konerulla voidaan pysäyttää määrätyssä ajassa.

Mekaanisen jarrun ongelmana on aukirullaimen pysäyttäminen eri-10 tyisesti suurista pyörimisnopeuksista. Mekaaninen jarru jarruttaa kiinteällä jarruttavalla momentilla, joten suurilla pyörimisnopeuksilla jarrutuksessa kuluva teho vaurioittaa helposti mekaanisen jarrun käyttökelvottomaksi. Mekaanista jarrua ei lisäksi voi säätää yksinkertaisella tavalla siten, että jarrutustehoa voisi lisätä tai vähentää jarrutuksen aikana. Radan katkeaminen saattaa siten ai-15 heuttaa pidemmän seisokin aukirullaimen jarrujen mennessä käyttökelvottomiksi yhden jarrutuksen aikana.

Jarrutuksessa mekaaniset jarrut muuttavat pyörivään konerullaan sitoutuneen energian jarruja kuumentavaksi lämmöksi. Tämä jarrujen kuumentuminen aiheuttaa lisäksi tulipalon vaaraan materiaalin purkautuessa hallitse-20 mattomasti aukirullaimelta, jolloin kuiva paperi tai muu vastaava voi joutua kuumenneisiin jarruihin.

Keksinnön lyhyt selostus

Keksinnön tavoitteena on kehittää menetelmä ja menetelmän toteuttava laitteisto siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua. Keksinnön 25 tavoite saavutetaan menetelmällä ja laitteistolla, joille on tunnusomaista se, mi-^ tä sanotaan itsenäisissä patenttivaatimuksissa. Keksinnön edulliset suoritus- o muodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.

c\i Keksintö perustuu siihen, että mekaanisilla jarruilla suoritettava jar-

O

^ rutus korvataan mahdollisimman suurelta osalta moottorilla suoritettavalla jar- ° 30 rutuksella ja että mekaanista jarrua käytetään tarvittaessa ainoastaan tiettyä £ nopeusrajaa alhaisemmilla nopeuksilla. Aukirullaimessa olevan konerullan tai o vastaavan inertia ja pyörimisnopeus ovat jatkuvasti tiedossa, joten rullan pyin säyttämiseen halutussa ajassa tarvittava jarrutusmomentti voidaan laskea.

§ Vastaavalla tavalla moottorin käyttötilanteesta riippuva saavutettava jarruttava 0X1 35 momentti voidaan tarvittaessa laskea.

3

Keksinnön mukaisen ratkaisun etuna on jarrutustilanteen parempi hallittavuus, sillä moottorilla aikaan saatavaa jarruttavaa momenttia voidaan säätää tarpeen mukaan. Lisäksi keksintö tuo mukanaan parantuneen energian hyödyntämisen, sillä pyörivään mekaaniseen järjestelmään varastoitunutta 5 energiaa voidaan syöttää takaisin syöttävään verkkoon taajuusmuuttajan välityksellä.

Edelleen, koska mekaanisia jarruja ei kuormiteta yhtä paljon kuin tunnetussa jarrutustavassa, mekaanisten jarrujen kulumiseen ja kuumenemiseen liittyvät ongelmat pienenevät, ja siten laitteen, jossa aukirullain sijaitsee, 10 kapasiteetti kasvaa vähentyneiden huoltotaukojen vuoksi. Vähemmän kuumenevien mekaanisten jarrujen ansiosta myös paloturvallisuus paranee.

Kuvioiden lyhyt selostus

Keksintöä selostetaan nyt lähemmin edullisten suoritusmuotojen yhteydessä, viitaten oheisiin piirroksiin, joissa: 15 Kuvio 1 esittää esimerkkiä sähkökäytön yleisperiaatteesta paperin jälkikäsittelykoneen yhteydessä;

Kuvio 2 esittää graafista kuvausta konerullan inertiasta konerullan halkaisijan funktiona;

Kuvio 3 esittää graafista kuvausta tarvittavasta jarrutusmomentista 20 konerullan pyörimisnopeuden funktiona;

Kuvio 4 esittää graafista esitystä keksinnön mukaisesta jarrutusta- vasta; ja

Kuvio 5 esittää esimerkkiä jarrutukseen käytettävän momentin maksimiarvoista konerullan pyörimisnopeuden funktiona.

25 Keksinnön yksityiskohtainen selostus

CM

^ Kuviossa 1 on esitetty periaatteellisella tasolla sähkökäyttöä paperin ^ valmistukseen liittyvän jälkikäsittelykoneen yhteydessä. Tämä jälkikäsittelyko- 9 ne on esitetty ainoastaan sähkökäytön yhteydessä siten, että jälkikäsittelykö- C\] o neesta on esitetty ainoastaan ne osat, jotka ovat tarpeen keksinnön kuvaami- a. 30 seksi.

CL

0 Kuviossa 1 on erityisesti esitetty aukirullain 1, johon on sijoitettu pa- o penkoneelta saatava konerulla 2. Konerullan akselille on kiinnitetty moottori 4 o ja mekaaninen jarru 3. Moottoria 4 ohjataan vaihtosuuntaajalla 5, joka saa

O

^ syöttönsä tasajännitekiskostosta 12. Syöttöyksikkö 6 muodostaa syöttävän 35 verkon vaihtojännitteestä tasajä n niteitä tähän tasajännitekiskostoon 12.

4

Edelleen, kuviossa 1 on esitetty kiinnirullain 14, joka pituusleikkurei-den yhteydessä muodostaa asiakasrullia 9 konerullalla olevasta paperista. Kiinnirullaimessa paperirata kiertää vetävän telan 8 ympäri asiakastilalle. Telaa 8 ohjataan vaihtosuuntaajan 11 syöttämällä moottorilla 10. Molemmat vaih-5 tosuuntaajat on esitetty kuviossa 1 kytkeytyneenä samaan tasajännitesyöttöön 12. Syöttöyksikkö 6 yhdessä vaihtosuuntaajien kanssa muodostaa kuviossa 1 yhden syöttöryhmän. Kuviossa 1 on esitetty lisäksi ohjausjärjestelmä 7, joka on yhdistetty tietoväylällä sekä syöttöyksikköön että molempiin vaihtosuuntaajiin. Ohjausjärjestelmä 7 tuottaa vaihtosuuntaajille ohjaustiedot, joiden perusteella 10 vaihtosuuntaajien ohjaamat moottorit tuottavat esimerkiksi halutun ratanopeu-den ja paperiradan kireyden.

Konerullan inertia on jatkuvasti niin haluttaessa ohjausjärjestelmän tiedossa tai vastaavasti välittömästi laskettavissa. Inertia voidaan laskea yhtälöllä J=xPi<J--dL)+jroll (1) missä p on rullalla olevan paperin tiheys, l on paperiradan leveys, d on kone-rullan halkaisija, dmi„ on telan halkaisija ja JroU on telan inertia. Kuviossa 2 on 20 esitetty käyrä, joka kuvaa inertian muutosta halkaisijan funktiona. Kuten kuvaajasta nähdään, inertia kasvaa eksponentiaalisesti halkaisijan kasvaessa. Rullan halkaisijaa määritetään jatkuvasti joko rullalla olevan paperin määrän ja paksuuden perusteella tai mittaamalla fyysisesti rullan kokoa jollain automatisoidulla mittauslaitteistolla tai laskemalla.

25 Konerullaa pyörittävän moottorin pyörimisnopeus (n) puolestaan riippuu ratanopeudesta (v) ja konerullan halkaisijasta (d) yhtälön δ

CM

cm n = -^—i (2) 9 nd

CM

O

g 30 mukaisesti, jossa kerroin i riippuu mahdollisesti käytössä olevan moottorin ja o telan välisen vaihteiston välityssuhteesta. Tyypillisesti ratanopeutta pidetään

CM

g vakiona, jolloin rullan halkaisijan pienentyessä pyörimisnopeus vastaavasti o kasvaa.

o ^ Jarrutusmomentti, joka tarvitaan telan pysäyttämiseen ajassa t kul- 35 manopeudesta ω, voidaan laskea yhtälöllä 5 O)

Pysäyttämiseen tarvittava jarrutusmomentti on suoraan verrannollinen kulmanopeuteen ja inertiaan, ja, kuten edellä mainittiin, inertia pienenee 5 voimakkaasti halkaisijan pienentyessä. Kuviossa 3 on esitetty jarrutukseen tarvittavan momentin suuruus pyörimisnopeuden funktiona oletettaessa vakio ra-tanopeus ja vakio jarrutusaika. Kuviosta 3 nähdään, kuinka pysäyttämiseen vaadittava jarrutusmomentti pienenee pyörimisnopeuden kasvaessa, eli inertian ollessa suurempi jarruttamiseen vaaditaan suurempi momentti huolimatta 10 pienemmästä pyörimisnopeudesta. Kuten aikaisemmin mainittiin, jarruttamisen kannalta tilanne on kuitenkin ongelmallisin pyörimisnopeuden ollessa suuri, sillä mekaanisilla jarruilla jarrutettaessa pyörivään telaan kohdistettava jarruttava voima saa aikaan tehon, joka on verrannollinen pyörimisnopeuteen ja jarruttavan voiman tuottamaan momenttiin. Yhtälöissä (2) ja (3) käytetään termejä 15 kulmanopeus ja pyörimisnopeus. Kuten on tunnettua, kulmanopeuden ja pyörimisnopeuden välinen suhde on lineaarinen, ja kulmanopeus saadaan kertomalla pyörimisnopeus vakiolla 2π.

Kaikki edellä mainitut mitatut tai lasketut suureet ovat ohjausjärjestelmän 7 tiedossa ja käytettävissä. Ohjausjärjestelmä kykenee lisäksi suoritta-20 maan myös muihin kuin moottoreihin 4, 10 liittyviä ohjauksia. Ohjausjärjestelmä voi esimerkiksi ohjata mekaanisen jarrun 3 sulkeutumista, joko suoraan, tai tietoliikenneyhteyden ja toisen ohjausjärjestelmän välityksellä.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä havaitaan aukirullaimelta lähtevän paperiradan katkeaminen. Katkeaminen havaitaan tyypillisesti automaat-25 tisesti radan kireyden pudotessa äkillisesti. Radan kireyttä säädetään tyypillisesti siten, että kiinnirullainta ohjataan nopeussäädettynä ja aukirullainta mo-

(M

5 menttisäädettynä halutun ratakireyden aikaansaamiseksi. Tieto ratakireydestä ^ siirretään vaihtosuuntaajalta 5 ohjausjärjestelmälle 7.

9 Edelleen, keksinnön mukaisesti konerullan inertia määritetään. Iner-

(M

o 30 tia voidaan laskea edellä esitetyllä yhtälöllä (1), ja yleisesti ottaen hetkellinen g inertia on jatkuvasti tiedossa moottorin ohjaus- tai säätöjärjestelmässä 7. Me- 0 netelmässä voidaan käyttää myös koko jarrutuksen ajan radan katkeamisen o jälkeisen hetken inertiaa. Jarrutuksen aikana rullan inertia pienenee materiaali Iin purkautuessa. Jos menetelmässä käytetään katkeamisen katkoshetken ^ 35 inertiaa, tapahtuu telan pysäyttäminen jossain määrin nopeammin kuin käytet- 6 täessä rullan purkautumisen myötä päivittyvää hetkellistä inertiaa. Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaisesti konerullan inertiaa lasketaan jatkuvasti jarrutuksen aikana, jolloin koko jarrutusprosessi on tarkasti ohjattu.

Keksinnön menetelmässä määritetään jatkuvasti konerullan kulma-5 nopeutta. Kulmanopeuden määrittäminen voidaan suorittaa erillisillä antureilla tai vastaavasti sähkökäyttö voi määrittää kulmanopeuden itsenäisesti sisäisten malliensa perusteella sinänsä tunnetulla tavalla. Tieto kulmanopeudesta välitetään tai se lasketaan ohjausjärjestelmässä 7.

Usein turvamääräykset ja vastaavat sanelevat sallittavan ajan, joka 10 saa kulua konerullan pysäyttämiseen. Tämä aika voi olla esimerkiksi sama aika joka kuluu konerullan kiihdyttämiseen. Kun konerullan kulmanopeus ja inertia ovat tiedossa, voidaan yhtälöllä (3) laskea se jarruttava momentti, jolla konerulla saadaan pysähtymään halutussa ajassa. Jarrutuksen aikana pyörimisnopeuden pienentyessä yhtälöllä (3) lasketaan jatkuvasti uusi arvo tarvittavalle 15 momentille huomioiden jo kulunut aika katkon tai jarrutuksen aloittamisen alkuhetkestä.

Keksinnön mukaisesti konerullaa jarrutetaan sähköisesti käyttämällä moottoria regeneroivasti. Moottorin toimiessa generaattorina tehoa otetaan pyörivästä rullasta, ja se muutetaan moottorissa sähkötehoksi, jota voidaan 20 edelleen syöttää verkkoon syöttöyksikön ollessa varustettu tarkoitukseen soveltuvalla kaksisuuntaisella verkkosillalla.

Moottorin toimiessa generaattorina tämän tuottama jarruttava momentti riippuu moottorin pyörimisnopeusalueesta. Kuviossa 5 on esitetty tuotettava momentti pyörimisnopeuden funktiona. Konerulla pyöriessä suurella no-25 peudella kentänheikennysalueella tuotettavaa momenttia rajoittaa moottorin kippimomenttiraja 54. Nopeuden pienentyessä alueella 53 momenttia rajoittaen vana tekijänä on syöttöyksikkö, joka määrää verkkoon siirrettävän tehon mak- o simimäärän, jota ei voida ylittää. Syöttöyksikkö on mitoitettu normaali ajotilan- c\j teitä varten siten, että se on riittävä kaikissa normaali ajotilanteissa. Kuviossa 1

O

^ 30 esitetyssä rakenteessa syöttöyksikön kautta voidaan takaisin verkkoon syöttää ° sekä auki- että kiinnirullaimelta saatavaa tehoa näiden jarruttaessa. Tyypilli- £ sesti syöttöyksiköissä on varattu kiinteä määrä tehonsiirtokapasiteettia jokai- o selle moottorille. Koska kuitenkin kuvion 1 tapauksessa kiinnirullain saadaan § pysähtymään pienempien massojen vuoksi aukirullainta nopeammin, on edul- O) § 35 lista siirtää jarrutustilanteessa kiinnirullaimelle varattu syöttöyksikön tehokapa-

(M

7 siteetti aukirullaimen käyttöön, jolloin kuvion 5 tehorajaa 53 saadaan nostettua, ja siten käytettävää jarruttavaa momenttia kasvatettua.

Nopeuden edelleen laskiessa jarrutuksen edetessä momenttia rajoittaa vaihtosuuntaajan virtaraja 52. Vaihtosuuntaajat on mitoitettu tietylle 5 maksimivirralle, jonka ylittäminen ei ole turvallista tai mahdollista. Niinpä moottorin jarruttavaa momenttia tulee rajoittaa pitämällä virta sallitussa maksimiarvossaan. Seuraavana alueena pyörimisnopeuden pienentyessä on momentti-raja 51, joka on maksimimomentti minkä moottori pystyy tuottamaan. Tätä maksimimomenttia voidaan käyttää aina moottorin ja konerullan pysähtymi-10 seen saakka.

Edellä kuvattu jarrutustapahtuma ei välttämättä ala siten, että momenttia rajoitettaisiin kippimomentin vuoksi. Pyörimisnopeudesta riippuen jarrutus saatetaan aloittaa miltä hyvänsä edellä mainituista alueista.

Keksinnön mukaisesti konerullaa jarrutetaan sähköisesti tämän py-15 säätämiseksi. Kuviossa 4 on esitetty esimerkki jarrutustapahtumasta, ja erityisesti sähköisellä jarrutuksella aikaansaatavasta momentista 41 pyörimisnopeuden funktiona. Kuviosta 4 huomataan, että nopeuden pienentyessä jarruttavaa momenttia kasvatetaan edellä esitettyjen periaatteiden mukaisesti.

Keksinnön ajatuksen mukaisesti myös mekaanista jarrua käytetään 20 silloin, kun konerullan pyörimisnopeus on ennalta määrättyä pyörimisnopeutta niim pienempi ja kun sähköinen jarrutus ei yksin riitä pysäyttämään konerullaa ennalta määrätyssä ajassa. Kuviossa 4 on esitetty myös mekaanisella jarrulla tuotettava jarruttava momentti 42. Alhaisilla kierrosluvuilla tuotettavan jarruttavan momentin määrä on siten mekaanisen jarruttavan momentin 42 ja sähköi-25 sen jarruttavan momentin 41 summa. Mekaanisen jarrun käyttöön ottaminen tietyn rajakierrosnopeuden jälkeen estää jarrujen tuhoutumisen liiallisen jarru-^ tuksessa lämmöksi muuttuvan tehon vaikutuksesta.

o Saavutettaessa edellä mainittu rajanopeus nnm määritetään eduilleni sesti se jarrutusmomentti, joka on saavutettavissa sähköisellä jarruttamisella.

O

30 Mikäli tämä jarrutusmomentti on riittävä pyörivän massan pysäyttämiseen halu-

O

tussa ajassa, ei mekaanisen jarrun käyttämiseen ole tarvetta, ja kaikki pyörisi vään massaan sitoutunut energia voidaan muuttaa sähköenergiaksi. Sähköi- o sellä jarrutuksella aikaansaatava jarrutusmomentti on laskennallisesti määritet- § tävissä minä ajanhetkenä hyvänsä ja tämä jarrutusmomentin suuruus pyöri- § 35 misnopeudesta riippuva kuvion 5 esittämällä tavalla. On myös ajateltavissa, et-

C\J

tä heti jarrutustilanteen alkaessa määritetään moottorilla saatava jarrutusener- 8 gia ja tätä energiaa verrataan pyörivän konerullan pyörimisliikkeen energiaan. Tällöin voidaan heti jarrutustilanteen alussa päätellä tarvitaanko mekaanista jarrua rullan hidastamiseen. Konerullan energia on yksinkertaisesti laskettavissa inertian ja kulmanopeuden perusteella ja jarrutusenergia voidaan määrittää 5 kuvion 5 käyrän rajaamana pinta-alana nopeuden nolla ja ratakatkosnopeuden välillä. Jos konerullan energia on suurempi kuin sähköisellä jarrutuksella aikaansaatava jarrutusenergia, tulee mekaanista jarrua käyttää. Laskenta voidaan suorittaa laskemalla ensin sähköisellä jarrutuksella saavutettava pysäy-tysalka, josta saadaan hidastuvuus, ja tämän perusteella päätetään mekaani-10 sen jarrun käytöstä. On myös ajateltavissa, että näiden laskelmien perusteella päätetään ajanhetkestä, jona mekaaninen jarru otetaan käyttöön.

Kun pyörivä konerulla on saatu pysähtymään, mekaaninen jarru lukitaan. Keksinnön mukaista menetelmää toteuttavassa laitteistossa mekaanisen jarrun jarrutusvoimaa voidaan pienentää aikaisempaan verrattuna. Jos 15 mekaaninen jarru toimii esimerkiksi hydraulisesti, voidaan hydrauliikan painetta pienentää, sillä valtaosa jarruttamisesta tehdään sähköisesti, ja mekaanista jarrua käytetään ainoastaan pienillä pyörimisnopeuksilla tai sähköverkon häiriötilanteissa.

Keksinnön menetelmän edullisen suoritusmuodon mukaisesti säh-20 köistä jarruttavaa momenttia rajoitetaan mekaniikan maksimiarvon suhteen. Toisin sanoen jarruttava momentti ei saa olla niin suuri, että järjestelmän mekaniikka vaurioituisi. Tämä tulee ottaa huomioon myös siinä tilanteessa, kun mekaaninen jarru otetaan käyttöön. Jos mekaanisen jarrun käyttöön ottaminen on suoritettava pysähtymisen aikaansaamiseksi määrätyssä ajassa, tulee sa-25 maila huomioida, ettei sähköisen ja mekaanisen jarrutuksen summamomentti ole mekaniikan asettamaa rajaa suurempi. Sähköisellä jarrutuksella aikaan-^ saatava momentti on säädettävissä, ja koska mekaanisella jarrulla saatava o momentti on vakio ja tiedossa, voidaan mekaniikan asettama raja huomioida säätämällä sähköisen jarrutuksen momenttia, o ^ 30 Keksinnön mukainen laitteisto käsittää välineet konerullalta tulevan ° paperiradan katkeamisen havaitsemiseksi, välineet konerullan inertian määritti tämiseksi, välineet konerullan kulmanopeuden määrittämiseksi jatkuvasti, väli- o neet konerullan jarruttamiseen tarvittavan momentin määrittämiseksi inertian ja S kulmanopeuden perusteella konerullan pysäyttämiseksi ennalta määrätyssä

CD

§ 35 ajassa, välineet konerullan jarruttamiseksi sähköisesti tämän pysäyttämiseksi

C\J

ja välineet mekaanisen jarrun käyttöön ottamiseksi silloin, kun konerullan pyö- 9 rimisnopeus on ennalta määrättyä pyörimisnopeutta pienempi ja kun sähköisellä jarrutuksella aikaansaatava momentti on liian pieni pysäyttämään kone-rullan ennalta määrätyssä ajassa. Nämä välineet voidaan toteuttaa ohjausjärjestelmän, syöttöyksikön ja vaihtosuuntaajan yhdistelmänä, jonkin näistä ele-5 menteistä käsittäessä laskentakapasiteettia tarvittavien laskutoimitusten suorittamiseen.

Tyypillisesti laskentakapasiteetti on sijoitettu ohjausjärjestelmään, joka voi vastaanottaa mittaustietoja prosessista sekä syöttöyksikön ja vaihtosuuntaajien tuottamaa dataa. Näiden tietojen perusteella ohjausjärjestelmäs-10 sä lasketaan ohjauksia ja tuotetaan lähtösignaaleita jarrutuksen toteuttamiseen keksinnön menetelmän mukaisesti.

Keksintö voidaan toteuttaa olemassa oleviin järjestelmiin tai käyttää erillisiä elementtejä ja laitteita keskitetysti tai hajautetusti. Olemassa olevat laitteet kuten ohjausjärjestelmät tyypillisesti käsittävät prosessorin ja muistin, joita 15 voidaan hyödyntää keksinnön suoritusmuotojen toiminnallisuuden toteuttamisessa. Täten kaikki keksinnön suoritusmuotojen toteuttamisen vaatimat muutokset ja kokoonpanot voidaan suorittaa ohjelmistorutiinien avulla, jotka puolestaan voidaan toteuttaa lisättyinä tai päivitettyinä ohjelmistorutiineina. Jos keksinnön toiminnallisuus toteutetaan ohjelmiston avulla, tällainen ohjelmisto 20 voidaan tarjota tietokoneohjelmatuotteena, joka käsittää tietokoneohjelmakoo-dia, jonka tietokoneohjelmakoodin suoritus tietokoneessa saa aikaan tietokoneen tai vastaavan laitteiston suorittamaan keksinnön mukaisen toiminnallisuuden edellä kuvatun mukaisesti. Tällainen tietokoneohjelmakoodi voidaan tallentaa tietokoneella luettavalle välineelle kuten sopivalle muistivälineelle, 25 esimerkiksi flash-muistille tai levymuistille, josta se on luettavissa yksikölle tai yksiköille, jotka suorittavat ohjelmakoodin. Lisäksi tällainen ohjelmakoodi voi-^ daan ladata yksikölle tai yksiköille, jotka suorittavat ohjelmakoodin, sopivan da- o taverkon kautta ja se voi korvata tai päivittää mahdollisesti olemassa olevaa K, ohjelmakoodia, o ^ 30 Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että keksinnön perusajatus voidaan ° toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritusmuodot eivät siten rajoitu yl-

X

£ lä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdella patenttivaatimusten puit- o teissä.

CM

o

LO

05 o o

CM

Claims (9)

1. Menetelmä vaihtosuuntaajalla ohjatun paperikoneen konerullan jarruttamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa 5 havaitaan konerullalta tulevan paperiradan katkeaminen, määritetään konerullan inertia, määritetään jatkuvasti konerullan kulmanopeutta, määritetään jatkuvasti konerullan jarruttamiseen tarvittavaa momenttia inertian ja kulmanopeuden perusteella konerullan pysäyttämiseksi en-10 naita määrätyssä ajassa, jarrutetaan konerullaa sähköisesti tämän pysäyttämiseksi, ja otetaan mekaaninen jarru käyttöön silloin, kun konerullan pyörimisnopeus on ennalta määrättyä pyörimisnopeutta pienempi ja kun sähköisellä jarrutuksella aikaansaatava momentti on liian pieni pysäyttämään konerullan 15 ennalta määrätyssä ajassa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konerullan inertiaa määritetään jatkuvasti jarrutuksen aikana.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että konerullaa jarrutetaan sähköisesti suurimmalla mahdollisella käytet- 20 tävissä olevalla momentilla.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tu n net-t u siitä, että menetelmä käsittää vaiheen, jossa määritetään jatkuvasti sähköisellä jarrutuksella aikaansaatavan jarruttavan momentin suuruutta.

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 25 että menetelmä käsittää lisäksi vaiheet, jossa rajoitetaan sähköisellä jarrutuk- sella aikaansaatavaa jarruttavaa momenttia hetkellisen jarrutusmomentin ylit-o täessä järjestelmän mekaniikalle määritetyn rajan. cm

6. Jonkin edeltävän patenttivaatimuksen 1 - 5 mukainen menetel- O ^ mä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, jossa konerullalta tu- ° 30 levän paperiradan katkeamisen jälkeen määritetään konerullan kulmanopeu- £ den ja inertian perusteella konerullan pyörimisliikkeeseen sitoutunut energia, Q määritetään se energian määrä, joka saadaan sähköisellä jarrutuk- § sella, 05 o verrataan edellä määritettyjä energian määriä, ja CM päätellään tarve mekaanisen jarrun käyttämiseen sähköisellä jarrutuksella saavutettavan energian määrän ollessa pyörimisliikkeeseen sitoutunutta energiaa pienempi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 5 että menetelmä käsittää lisäksi vaiheen, jossa päätellään mekaanisen jarrun käyttöönottohetki energian määrien vertailun perusteella.

8. Laitteisto vaihtosuuntaajalla ohjatun paperikoneen konerullan (2) jarruttamiseksi, joka laitteisto käsittää konerullan jarruttamiseen soveltuvan mekaanisen jarrun (3), tunnettu siitä, että laitteisto käsittää 10 välineet konerullalta (2) tulevan paperiradan katkeamisen havaitse miseksi, välineet konerullan (2) inertian määrittämiseksi, välineet konerullan kulmanopeuden määrittämiseksi jatkuvasti, välineet konerullan jarruttamiseen tarvittavan momentin määrittämi- 15 seksi inertian ja kulmanopeuden perusteella konerullan pysäyttämiseksi ennalta määrätyssä ajassa, välineet (4, 5, 6, 7) konerullan jarruttamiseksi sähköisesti tämän pysäyttämiseksi, ja välineet mekaanisen jarrun (3) käyttöön ottamiseksi silloin, kun ko- 20 nerullan (2) pyörimisnopeus on ennalta määrättyä pyörimisnopeutta pienempi ja kun sähköisellä jarrutuksella aikaansaatava momentti on liian pieni pysäyttämään konerullan ennalta määrätyssä ajassa.

9. Tietokoneohjelmatuote, joka käsittää tietokoneohjelmakoodia, jonka tietokoneohjelmakoodin suoritus tietokoneessa saa tietokoneen suorit- 25 tamaan vaiheet, joissa ^ havaitaan konerullalta tulevan paperiradan katkeaminen, δ määritetään konerullan inertia, c\i c\i määritetään jatkuvasti konerullan kulmanopeutta, o ^ määritetään jatkuvasti konerullan jarruttamiseen tarvittavaa mo- ° 30 menttia inertian ja kulmanopeuden perusteella konerullan pysäyttämiseksi en- £ naita määrätyssä ajassa, o muodostetaan signaali konerullan jarruttamiseksi sähköisesti tämän § pysäyttämiseksi, ja σ> § muodostetaan signaali mekaanisen jarrun käyttöön ottamiseksi sil- C\J 35 loin, kun konerullan pyörimisnopeus on ennalta määrättyä pyörimisnopeutta pienempi ja kun sähköisellä jarrutuksella aikaansaatava momentti on liian pieni pysäyttämään konerullan ennalta määrätyssä ajassa. (M o (M i (M O (M O X en CL O (M O m O) o o (M