SU1270197A1 - Method of automatic control of surface weight and moisture content of paperboard web - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к целлюлозно-бумажному производству. С целью повьппени  эффективности управлени  периодически измер ют давление пара в сушильной части картоноделательной машины, расход и концентрацию густой массы, массу 1 м картонного полотна, скорость сетки картоноделательной машины, величину суммарного напора в напорном  щике, корректируют давление пара в сушильных цилиндрах картоноделательной машины в зависимости от измеренных значений давлени  пара в них, влажности ,и массы 1 м картонного полотна, определ ют скорость изменени  концентрации густой массы, по величине которой и измеренному значению ее расхода регулируют расход густой массы по измеренным величинам влажнЪсти и массы 1 м картонного полотна. Причем при достижении давлени  пара в сушильных цилиндрах максимально возможного знаi W чени  дополнительно корректируют расход густой массы в зависимости от измеренной величины скорости сетки, при этом регулируют скорость сетки в зависимости от измеренных значений скорости сетки, влажности и массы 1 м картонного полотна и регулируют суммарный напор в напорном  щике по to измеренным величинам суммарного на пора, скорости сетки, влажности и массы 1 м картонного полотна. 1 ил. This invention relates to pulp and paper production. In order to improve the control efficiency, the vapor pressure in the drying part of the cardboard machine, the flow and concentration of the thick mass, the mass of 1 m cardboard sheet, the grid speed of the cardboard machine, the total pressure in the discharge box are measured periodically, the vapor pressure in the drying cylinders of the cardboard machine is adjusted depending on from the measured values of the vapor pressure in them, the humidity, and the mass of 1 m of the cardboard sheet, determine the rate of change of the concentration of the thick mass, the magnitude of which the measured value of its consumption is controlled by the consumption of a thick mass according to the measured values of moisture and the mass of 1 m of cardboard paper. Moreover, when the steam pressure in the drying cylinders reaches the maximum possible value W, the thick mass flow is additionally adjusted depending on the measured value of the grid speed, while adjusting the grid speed depending on the measured values of the grid speed, humidity and weight of 1 m cardboard sheet. in the pressure box, according to the measured total values for the pore, grid speed, humidity and weight of 1 m cardboard sheet. 1 il.

Description

„А. Изобретение относитс  к целлюлоз но-бумажному производству и может быть использовано дл  автоматического управлени  массой I м- и влажностью картонного полотна. Целью изобретени   вл етс  повышение эффективности управлени . На чертеже представлена система, реализующа  предложенный способ. Система содержит датчик 1 давлени  пара, датчик 2 влажности в мокрой части, Датчик 3 скорости сетки, датчик 4 суммарного напора в напорном  щике, датчик 5 расхода густой массыр датчик 6 концентрации густой массы, сканирующие по ширине полотна датчики 7 массы 1 м и 8 влажности полотна, исполнительные механизмы 9 на подаче пара в сушильную часть 10 на массной задвижке, исполнительный механизм 16 изменени  скорости карто ноделательной машины, задатчик 11 давлени  пара, блок 12 оп еделени  приращени  задани  давлени  пара при изменении влажности в мокрой части, регул тор 13 давлени  пара, регул тор 14 скорости сетки, задатчик 15 скорости сетки, регул тор 17 суммарного напора, задатчик 18 расхода гус той массы, блок 19 определени  прира щивани  задани  по расходу при изменении концентрации густой массы, регул тор 20 расхода густой массы, переключатели 21 - 23 режима управлени , задатчики 24, 25 массы 1 м-, задатчики 26, 27 влажности полотна, регул торы 28, 29 массы 1 и, регул торы 30, 31 влажности полотна, бло ки 32 - 35 дл  обеспечени  неизменности влажности при корректировке массы 1 к полотна, блоки 36 - 39 дл  обеспечени  неизменности массы 1 м при корректировке влажности полотна , модели 40 и 41 объекта управлени  по каналу Изменение задани  по расходу густой массы - масса 1м блоки 42 - 45 дл  определени  параметров шума, блоки 46 и 47 дл  определени  параметров моделей изменени  массы 1 м и среднеквадратичного отклонени  массы 1 м от задани , бло ки 48 и 49 дл  определени  настроек и задани  регул торам массы 1 м, мо дель 50 по каналу Изменение задани  по скорости - влажность полотна, м дель 51 по каналу Изменение задани по давлению пара - влажность полотна , блоки 52 и 53 дл  определени  параметров моделей, изменени  влажности полотна, блоки 54 и 55 дл  определени  настроек и заданий регул торам влажности полотна, блоки 56 59 дл  адаптации параметров моделей объекта при изменении скорости картоноделательной машины, сумматоры 60-, 71, блок 72 адаптации параметров системы управлени  при изменении давлени  пара. Способ осуществл етс  следующим образом. На нижнем уровне управлени  осуществл етс  стабилизаци  параметров технологического процесса таких как абсолютно сухого волокна, суммарного напора, скорости сетки, давлени  пара. Дл  стабилизации расхода абсолютно сухого волокна измер ют через равные промежутки времени датчиком 5 расход и датчиком 6 концентрацию густой массы. При инициализации блок 18 в качестве задани  принимает текущее значение расхода густой мас|СЫ , а в остальное врем  работает как 1 сумматор приращений задани  по расхо ду густой массы. Блок 19 определ ет приращение задани  гус.той массы на величину, пропорциональную текущему значению расхода и изменению концентрации густой массы за один такт управлени  и обратно пропорциональную текущему значению концентрации густой массы. При этом изменение задани  по расходу густой массы задерживаетс  на промежуток времени, равный транспортному запаздыванию от точки установки измерител  концентрации до массной задвижки, причем транспортное запаздьюание на каждом такте управлени  подстраиваетс  обратно пропорционально текущему значению расхода густой массм. Полученное новое задание по расходу густой массы поступает в блок 20, представл ющий собой регул тор расхода, где определ етс  отклонение измеренного значени  расхода от задани  и производитс  соответствующа  коррекци  положени  м ссной задвижки 10. 1 Дл  стабилизации суммарного напора измер ют датчиком 4 через равные промежутки времени величину суммаркого напора,,передают ее в блок 17, представл ющий собой регул тор суммаркого напора, который измен ет давление воздушной подушки и положе нне клапана на линии дл  корректировки величины суммарного напора. Дл  стабилизации скорости сетки измер ют датчиком 3 скорость сетки и передают ее в задатчик 15 и регул тор 14. Блок 15 при инициализа ции принимает в качестве задани  измеренное значение скорости, а в остальные моменты времени работает как сумматор приращений задани  ско рости. Блок 14 сравнивает задание по скорости с текущим значением и вырабатывает корректирующее воздействие на исполнительный механизм 16 изменени  скорости сетки. Дл  стабилизации давлени  пара с коррекцией по влажности в мокрой части полотна производ т изменени  давлени  пара, преп тствующие изменению влажности и массы 1 м на накате при колебани х влажности в мокрой части. Дп  этого измер ют че рез равные промежутки времени датчи ком 1 давление пара, датчиком 2 влажность в мокрой части, значение давлени  пара поступает в блок 13 и блок 1I, значение влажности в мок рой части полотна подаетс  в блок 1 где определ етс  изменение задани  по давлению пара в зависимости от изменени  влажности в мокрой части полотна за один такт управлени , пр чем изменение задани  задерживаетс  на временной интервал, равньй транс портному запаздыванию от места уста новки датчика влажности в мокрой ча ти до клапана пара, при этом величи на транспортного запаздывани  подстраиваетс  на каждом такте управле ни  обратно пропорционально текущей скорости сетки. Изменение задани  передаетс  в задатчик 11, откуда по лученное задание давлени  пара пода етс  в регул тор 13, где определ ет с  необходимое дл  коррекции давлени  пара управл ющее воздействие и производитс  соответствующее изменение положение клапана 9 пара. На среднем уровне управлени  осу ществл етс  стабилизаци  массы 1 м и влажности полотна на заданных значени х посредством изменени  задани  регул торам 20 расхода густой массы и давлени  пара 13 в сушильных цилиндрах или при выходе на максимальную производительность картоноделательной машины по пару посредством I974 изменени  задани  регул торлм 14, 17 и 20. Управление массой 1 м и влажностью полотна осуществл етс  следующим образом. Если давление пара не прин ло предельного значени , переключатели 21-23 наход тс  в положении 1. При этом измеренное датчиком 7 значение массы 1 м поступает на блок 62, которьп определ ет отклонение массы 1 от задани . Регул тор 29 определ ет управл ющее воздействие дл  корректировки массы м, а блок 34 определ ет величину изменени  расхода густой массы дл  корректировки массы 1 м. Блок 35 определ ет величину изменени  давлени  пара дл  обеспечени  неизменности влажности при корректировке 1 м. Сигнал в датчика 8 влажности поступает в блок 63 определени  отклонени  влажности полотна от задани , с выхода которого сигнал поступает на регул тор 31 влажности , который вырабатывает управл ющее воздействие дл  корректировки влажности. Блок 39 определ ет изменение задани  по давлению пара дл  корректировки влажности, а блок 38 определ ет изменение расхода густой массы дл  обеспечени  неизменности массы 1 м при корректировке влажности. Блок 65 суссирует полученные изменени  расхода густой массы и передает их на задатчик 18 расхода густой массы . Блок 67 суммирует полученные изменени  задани  по давлению пара и передает их на задатчик i1. При выходе давлени  пара на максимально возможный уровень переключатели 21 - 23 переход т в положение 2, Блок 60 определ ет через равные промежутки времени отклонение массы 1 м от задани . Регул тор 28 массы 1 м2 определ ет управл ющее воздействие . Блок 32 определ ет изменение расхода густой массы дл  корректировки массы 1 м. Блок 33 определ ет изменени  скорости, обеспечивающие неизменный Уровень влажности при орректировке массы 1 м, Блок 61 предел ет через равные промежутки ремени отклонение вла; ности от заани , регул тор 30 влажности опреел ет управл ющее воздействие, блок 7 определ ет изменение скорости кароноделательной машины дл  корректиовки влажности, а блок 36 определ 512"BUT. The invention relates to pulp and paper production and can be used to automatically control the weight of I m and the moisture content of cardboard sheet. The aim of the invention is to increase the efficiency of control. The drawing shows a system implementing the proposed method. The system contains a steam pressure sensor 1, a wet humidity sensor 2, a grid speed sensor 3, a total head pressure sensor 4 in a pressure box, a thick mass flow sensor 5 a dense mass concentration sensor 6, a thick mass scanning sensor 7 widths of 1 m and 8 humidity cloths, actuators 9 for supplying steam to the drying part 10 for the mass valve, actuator 16 for changing the speed of the machine, steam pressure setting unit 11, block 12 for setting the vapor pressure setting increment when the humidity changes in the wet the first part, the vapor pressure regulator 13, the grid speed regulator 14, the grid speed setting unit 15, the total head pressure regulator 17, the goose mass flow setting device 18, the task increment determination unit 19 for changing the mass density, the regulator 20 mass flow rate, switches 21 - 23 control modes, setting devices 24, 25 of mass 1 m-, setting devices 26, 27 of web moisture, regulators 28, 29 mass 1 and, regulators 30, 31 of web moisture, blocks 32 - 35 dl ensuring the immutability of moisture when adjusting the mass of 1 to the canvas, blocks 36 - 39 for about sintering a mass of 1 m unchanged when adjusting the moisture of the web, models 40 and 41 of the control object by channel; Changing the mass flow setting — mass 1 m blocks 42 - 45 to determine noise parameters, blocks 46 and 47 to determine the parameters of 1 m mass and rms models mass deviations of 1 m from the task, blocks 48 and 49 for determining the settings and setting the 1 m mass regulators, model 50 through the channel Change of the setting for speed - moisture of the web, smaller 51 over the channel Change of the pressure setting steam - humidity of the web, blocks 52 and 53 for determining the parameters of models, changing the moisture content of the web; blocks 54 and 55 for determining the settings and assignments to the web moisture regulators; blocks 56 59 for adapting the parameters of the object models when the speed of the cardboard machine changes; adders 60, 71, block 72 for adapting the parameters control systems when changing steam pressure. The method is carried out as follows. At the lower control level, the process parameters such as absolutely dry fiber, total head, net speed, vapor pressure are stabilized. In order to stabilize the flow rate of the absolutely dry fiber, the flow rate sensor 5 and the density sensor 6 are measured at regular intervals by the sensor 5. During initialization, block 18 takes as its task the current value of the flow of thick mass | СЫ, and at other times it works as 1 adder of the increments of the task of the dense mass flow rate. Block 19 determines the increment of setting the g of mass by an amount proportional to the current value of the flow rate and the change in the concentration of the thick mass per control cycle and inversely proportional to the current value of the concentration of the thick mass. In this case, the change in the task for the dense mass flow is delayed for a period of time equal to the transport lag from the installation point of the concentration meter to the mass gate, and the transport lag on each control cycle is adjusted inversely proportional to the current value of the mass flow. The new task for the flow of thick mass enters the block 20, which is a flow regulator, where the deviation of the measured value of the flow from the task is determined and the corresponding valve 10 is corrected accordingly. 1 To stabilize the total head, the sensor 4 is measured at regular intervals time, the value of the total head, ,, is transmitted to block 17, which is the controller of the total head, which changes the pressure of the air cushion and the position of the valve on the line to adjust the values s total head. To stabilize the grid speed, the grid 3 is measured by the speed of the grid and is transmitted to the setting device 15 and the controller 14. During initialization, the unit 15 accepts the measured speed as a reference, and at other times it works as a speed increment accumulator. Block 14 compares the speed reference with the current value and generates a corrective action on the actuator 16 for changing the grid speed. In order to stabilize the vapor pressure with a moisture correction in the wet part of the web, vapor pressure changes are made that prevent a change in the humidity and a mass of 1 m on the overrun during humidity fluctuations in the wet part. Dp this is measured through equal intervals by the sensor 1 steam pressure, by the sensor 2 humidity in the wet part, the value of the vapor pressure enters block 13 and block 1I, the moisture value in the wet part of the web is fed to block 1 where the change in the reference value is determined vapor pressure depending on the change in humidity in the wet part of the web per control cycle, and the change in the task is delayed by a time interval equal to the transport lag from the place where the humidity sensor was installed in the wet part to the vapor valve, on the transport lag, it adjusts on each clock cycle inversely proportional to the current grid speed. The change in the reference is transmitted to the setting unit 11, from where the resulting steam pressure setting is fed to the regulator 13, where it determines with the control action necessary for the correction of the steam pressure and the corresponding change is made to the position of the steam valve 9. At a medium level of control, the weight of 1 m and the moisture of the web are stabilized at given values by changing the setting for the 20 mass flow regulators and the vapor pressure 13 in the drying cylinders or when the output of the cardboard maker is maximized by I974 changing the setting of the regulator 14, 17, and 20. The weight control of 1 m and the moisture content of the web is as follows. If the vapor pressure has not reached the limit value, the switches 21–23 are in position 1. At the same time, the mass value 1 m measured by sensor 7 goes to block 62, which determines the deviation of mass 1 from the reference. Regulator 29 determines the control action to adjust the mass m, and block 34 determines the magnitude of the change in mass flow rate to adjust the mass of 1 m. Block 35 determines the magnitude of the change in vapor pressure to ensure the humidity remains constant during the correction of 1 m. Sensor signal 8 moisture enters block 63 to determine the deviation of the moisture of the web from the task, from the output of which the signal goes to the humidity controller 31, which produces a control action for correcting the humidity. Block 39 determines the change in steam reference to adjust the humidity, and block 38 determines the change in thick mass flow to ensure a constant mass of 1 m when adjusting moisture. Unit 65 suspends the resulting changes in the mass flow rate and transmits them to the mass flow meter 18. Block 67 summarizes the resulting changes in the steam pressure task and transmits them to setpoint i1. When the steam pressure reaches the maximum possible level, the switches 21 to 23 are switched to position 2, Block 60 determines at regular intervals the mass deviation of 1 m from the reference. Regulator 28 mass 1 m2 determines the control action. Block 32 determines the change in the mass flow rate to adjust the mass to 1 m. Block 33 determines the velocity changes that ensure a constant Moisture level when the mass is corrected to 1 m. Block 61 limits the deviation of moisture at regular intervals of the belt; The temperature controller determines the control of humidity, block 7 determines the velocity change of the caroning machine to correct the humidity, and block 36 determines 512

ет изменение расхода густой массы дл  обеспечени  неизменности массы 1 м при корректировке влажности. Просуммированные в блоке 6А изменени  расхода густой массы поступают на задатчик 18. Просуммированные в блоке 66 изменени  скорости машины поступают на задатвик 15 регул тора скорости и регул тор 17, который определ ет нужную величину суммарного напора дл  обеспечени  неизменного соотношени .скорости вылива массы на сетку и скорости сетки.There is no change in the mass flow rate to ensure a constant mass of 1 m when adjusting humidity. Summed up in block 6A, changes in the flow of thick mass flow to the setter 18. Summed up in block 66, the changes in the speed of the machine go to the setpoint 15 of the speed regulator and the regulator 17, which determines the desired value of the total head to ensure a constant ratio of the mass outflow rate to the net and mesh speed.

Верхний уровень управлени  предназначен дл  определени  оптим;зльных заданий по массе 1 м и влажности полотна параметров системы управлени , модели объекта управлени , настроек регул торов массы I м и влажности полотна. Известное изменение задани  по расходу густой массы из блока 64 поступает на вход модели 40, выход которой подаетс  на блок 68. Последний определ ет разницу измеренного значени  массы 1 м и сигнала выхода модели 40 и передает в блок 42, где определ ютс  параметры модели шума, которые передаютс  в блок 48. Блок 46 определ ет параметры модели изменени  массы 1 м и среднеквадратичное отклонение массы I м от задани  и передает в блок 48, который определ ет настройки регул тора 28, маккмизирующие среднеквадратичное отклонение массы 1 м от задани  и задание по массе 1 м, подаваемое в задатчик 24. При отсутствии ограничени  по пару блоки 41, 47, 49, 69 работают аналогично, а известное изменение задани  по давлению пара ноступает на вход модели 51. В блоке 71 рассчитьтаетс  разница между измеренными значени ми влажности полотна и выходом модели 51, котора  поступает в блок 45. Блоки 45, 53, 55 работают аналогично блокам 42, 46, 48 и определ ют настройку паршчетра регул тора 31, обеспечивающие минимальную среднеквадратичную ошибку по влажности, оптимальное задание по влажности. При положении 2 переключателей 21-23 известное изменение задани  по скорости машины поступает ла модель, 30, сигнал с выхода которой поступает на блок 70, где определ етс  разница между измеренными значени ми влажности и рассчитанными по модели 50. Блоки 44, 52, 54 рабо976The upper level of control is designed to determine the optimum; zoning tasks for the mass of 1 m and the humidity of the web of control system parameters, the model of the control object, the settings of the mass regulators I m and the moisture of the web. A known change in the dense mass flow setting from block 64 enters the input of model 40, the output of which is fed to block 68. The latter determines the difference between the measured mass value of 1 m and the output signal of model 40 and transmits to block 42 where the parameters of the noise model are determined which are transmitted to block 48. Block 46 determines the parameters of the model of a mass change of 1 m and the standard deviation of the mass I m from the reference and transmits to block 48, which determines the settings of the controller 28, which minimize the standard deviation of the mass of 1 m from the reference and the reference by mass of 1 m, supplied to the setter 24. In the absence of a pair limit, the blocks 41, 47, 49, 69 work in the same way, and the known change in the steam pressure reference is received at the input of the model 51. In block 71, the difference between the measured humidity values is calculated the cloths and the output of model 51, which enters block 45. Blocks 45, 53, 55 work similarly to blocks 42, 46, 48 and determine the setting of the control meter 31 of the controller 31, which ensures the minimum mean square error in humidity, the optimal setting for humidity. At position 2 of switches 21-23, a known change in the speed reference of the machine enters a model, 30, the signal from the output of which goes to block 70, where the difference between the measured humidity values and those calculated by model 50 is determined. Blocks 44, 52, 54

тают аналогичгю блокам 42, 6, Д8 и определ ют настройки регул тора и задатчика влажности полотна,analogous to blocks 42, 6, D8 are melted and the settings of the regulator and the unit of moisture of the web are determined,

Задание по массе 1 м и влажности в блоках 48., 49, 54, 55 определ етс  по формулеThe task for the mass of 1 m and humidity in blocks 48., 49, 54, 55 is determined by the formula

аЭAE

Х„ ч- - Х X „h- - X

XX

, ъаь ya

„ „

где Лц - заданное значе €ие массы I м- (}злажности) в выбранной точке по ширине полотна; Х - текущее значение массыwhere Lz is the specified mass value I m- (} of moisture) at the selected point along the width of the web; X - the current value of mass

1 м (влажности) в выбранной точке по ширине полотна;1 m (humidity) at a selected point along the width of the web;

perper

XX

- регламентна  граница (нижн   дл  массы 1 м, верхн   дл  влажности);- Regulated limit (lower for a mass of 1 m, upper for humidity);

XX

- экстремальное значение по профилю (минимальное значение массы 1 м и максимгшьное значение влажности);- extreme value of the profile (minimum mass of 1 m and maximum humidity value);

6 - расчетное среднеквадратичное отклонение массы м (влажности) от задани  .6 - the calculated standard deviation of the mass of m (humidity) from the task.

При изменении скорости картоноделительной машины блоки 58 и 59 производ т адаптацию параметров моделей 40 и 41 и настройки регул торов массы 1 м 28 и 29, а блоки 57 и 56 производ т адаптацию параметров моделей 50 и 51, а также настройки регул торов 30 к 31 влажности. При изменении давлени  пара блок 72 производит адаптацию параметров модели 3I,When changing the speed of the cardboard machine, blocks 58 and 59 adapt the parameters of models 40 and 41 and adjust the mass regulators 1 m 28 and 29, while blocks 57 and 56 adapt the parameters of models 50 and 51, as well as adjust the regulators 30 to 31 humidity. When the vapor pressure changes, block 72 adapts the parameters of the model 3I,

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ автоматического управлени  массой 1 м и влажностью картонного полотна, заключающийс в измерении влажности картонного полотна на пакете и мокрой части картоноделательной машины, определении скорости изменени  влажности полотна в мокрой части картоноделательной машины и регулировании давлени  пара в сушильны цилиндрах картоноделательной машины в зависимости от измеренного и найденного значений влажности картонного полотна на накате и в мокрой части картоноделательной машины, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  эффективности управлени , периодически измер ют давлеA method of automatically controlling a mass of 1 m and a moisture of a cardboard sheet, consisting in measuring the moisture of a cardboard sheet on a bag and a wet part of a cardboard machine, determining the rate of change of moisture in the sheet in the wet part of a cardboard machine and regulating the vapor pressure in the drying cylinders of a cardboard machine depending on the measured and found moisture values of the cardboard web on the roll and in the wet part of the cardboard machine, characterized in that, in order to increase the effect control functions are periodically measured by pressure