WO2021125156A1 - 監視システム - Google Patents
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- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
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- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H17/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
Definitions
- the present invention relates to a monitoring system for a paper machine, and more particularly to a monitoring system for monitoring a rotating body of a paper machine.
- a monitoring system for quality inspection of manufactured paper and the like.
- a video camera that captures a running paper as a stationary two-dimensional image
- an A / D converter that receives the output of the video camera
- a memory that receives the output of the A / D conversion
- a memory that is connected to the memory and is connected to the memory.
- a second image signal processing device that analyzes defects in the receiving paper, a third image signal processing device that also receives digital information from the memory and analyzes streaks in the paper, and the first to third images.
- a computing device that receives signals from the output of a signal processor and the jet speed, wire speed, and raw material concentration of a papermaking machine, and analyzes the correlation between the jet speed, wire speed, raw material concentration, and geological index, and streaks.
- a paper quality monitoring device including a display device connected to the calculation device and displaying the output thereof are known (see, for example, Patent Document 1).
- a monitoring system that monitors paper such as the monitoring device described in Patent Document 1
- an object of the present invention is to provide a monitoring system capable of detecting stains by monitoring a rotating body of a paper machine, and as a result, maintaining the quality of paper and improving the yield. To do.
- the present inventors have found that when dirt adheres to the rotating body of the paper machine, the vibration of the doctor in contact with the rotating body changes. Then, it has been found that the rotating body can be monitored by constantly measuring the vibration of the doctor in contact with the rotating body and displaying the vibration data, and the above problem can be solved.
- the present invention is based on this finding.
- the present invention (1) is a monitoring system for monitoring the presence or absence of an abnormal state of a rotating body of a paper making machine that is in direct or indirect contact with paper in an operating paper making machine, and is in contact with the rotating body. It is equipped with a doctor, a vibration meter that measures the doctor's vibration, and a control device that is connected to the vibration meter via a network.
- the vibration meter constantly measures the doctor's vibration and converts it into vibration data, which is used as vibration data. It is transmitted to the control device, and the control device exists in a monitoring system that monitors the presence or absence of an abnormal state of the rotating body due to changes in vibration data over time.
- the present invention (2) is a monitoring system for monitoring the presence or absence of an abnormal state of a rotating body of a paper making machine that is in direct or indirect contact with paper in an operating paper making machine, and is in contact with the rotating body. It is equipped with a doctor, a vibration meter that measures the vibration of the doctor, and a control device that is connected to the vibration meter via a network.
- the vibration meter constantly measures the vibration of the doctor and uses it as vibration data. It transmits changes over time to a control device, and the control device has a calculation unit that digitizes the received vibration data and obtains a detection result, and a storage unit that stores the vibration data and the detection result.
- the standard detection result obtained by digitizing the standard vibration data in the steady state by the calculation unit is stored in advance, and the calculation unit calculates the difference between the detection result and the standard detection result and calculates it as the calculation result.
- the calculation unit calculates the difference between the detection result and the standard detection result and calculates it as the calculation result.
- the monitoring system that monitors the presence or absence of an abnormal state of the rotating body.
- the digitization is a fast Fourier transform, and when the value of a specific frequency in the calculation result deviates from the preset threshold range, the calculation unit determines that the rotating body is in an abnormal state. It exists in the monitoring system described in (2) above.
- the quantification is MT analysis, and when the detection result deviates from the preset threshold range, the calculation unit determines that the rotating body is in an abnormal state. It exists in the monitoring system.
- the vibration meter measures the vibration at at least two places in the doctor, and the calculation unit determines the size of the difference between the detection result and the standard detection result in the calculation result.
- the monitoring system according to (3) above calculates the estimation result of estimating the position of the abnormal state in the width direction and specifies the position of the abnormal state in the width direction of the rotating body from the estimation result.
- the vibration meter measures the vibration of at least two places in the doctor, and the calculation unit calculates the estimation result of estimating the position of the abnormal state in the width direction of the rotating body from the detection result.
- the monitoring system according to (4) above identifies the position of the abnormal state in the width direction of the rotating body from the estimation result.
- the paper machine is equipped with a chemical solution spraying device for spraying the chemical solution, and when the calculation unit determines that there is an abnormal state, the control unit of the control device changes the chemical solution spraying device.
- the monitoring system according to any one of (3) to (6) above, which changes the conditions for spraying the chemical solution.
- the monitoring system of the present invention can monitor a rotating body with a simple configuration of a vibration meter and a control device. This is because when dirt adheres to the rotating body of the paper machine, the vibration of the rotating body and the doctor in contact with the rotating body changes. By monitoring the rotating body, it is possible to prevent stains from being transferred to the paper, maintain the quality of the paper, and improve the yield. Further, by monitoring the presence or absence of an abnormal state of the rotating body by the time course of the vibration data, it is possible to recognize the presence or absence of dirt adhesion, its sign, and its degree.
- the display unit calculates the difference between the detection result and the standard detection result and displays it as the calculation result, so that vibrations other than the monitoring target caused by the operation of the paper machine can be abstracted and become dirty. It is possible to monitor only the vibration caused by. Therefore, it is possible to more clearly recognize the presence or absence of dirt adhesion, its sign, and its degree. Further, by monitoring the change of the vibration data with time, it is possible to recognize the presence or absence of dirt adhesion, its sign, and its degree. Therefore, according to the monitoring system, it is possible to effectively prevent the adhesion of stains, maintain the quality of the paper, and improve the yield.
- the monitoring system of the present invention discovers the peculiar vibration generated when the rotating body of the paper machine becomes dirty with high accuracy by setting the threshold value of the abnormal state for the value of a specific frequency in the fast Fourier transform. be able to.
- the display unit displays that the rotating body of the paper machine is in an abnormal state. It is possible to detect with high accuracy the peculiar vibration generated when dirt adheres to the rotating body of a paper machine.
- the abnormal state in the width direction of the rotating body is determined from the calculation result or the estimation result obtained from the vibration measured from each place. It becomes possible to specify the position. As a result, when dirt is generated, it is possible to save the trouble of searching for the position of the abnormal state, and it is possible to easily eliminate the abnormal state. For example, when the abnormal state is dirt, the dirt can be removed.
- the chemical solution is sprayed to the rotating body in the abnormal state under appropriate conditions by changing the chemical solution spraying condition of the chemical solution spraying device for the abnormal state. Therefore, dirt can be efficiently removed and dirt can be efficiently prevented from adhering.
- FIG. 1A is a schematic side view of the paper machine.
- FIG. 1B is an enlarged schematic side view of the doctor in the schematic side view of the paper machine of FIG. 1A.
- FIG. 2 is a schematic front view of the doctor.
- FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a monitoring system.
- FIG. 4 is an example of vibration data measured by the vibration meter displayed by the display unit.
- FIG. 5 is an example of the detection result displayed by the display unit.
- FIG. 6 is an example of the detection result displayed by the display unit.
- FIG. 7 is an example of the calculation result displayed by the display unit.
- 8 (a) and 8 (b) are examples of detection results obtained from a plurality of vibration meters, FIG. 8 (a) shows a state in which no dirt is attached, and FIG. 8 (b) shows a cylinder. There is dirt on the operation side of the cylinder.
- FIG. 1A is a schematic side view of the paper machine B.
- FIG. 1B is an enlarged schematic side view of Doctor 1 in the paper machine B, and is an enlarged view of a portion P surrounded by a dotted line in FIG. 1A.
- the monitoring system A of the present invention is for monitoring the rotating body of the paper machine B.
- the paper machine B is a machine that manufactures paper. Generally, a wire part in which a liquid in which pulp is dispersed in water is placed on a net (wire) for paper making and excess water is naturally dropped, and a pair of press rolls.
- the moisture in the paper is transferred to the felt, which heats the press part that dehydrates the paper and the paper that has passed through the press part via the cambus. It has a dryer part that dries the paper by contacting it with the cylinder, and a reel part that winds the paper on a rod called a spool.
- the rotating body that is in direct or indirect contact with the paper is liable to be contaminated with the pitch derived from pulp, which is the raw material of the paper, and paper dust, etc., while the paper is being manufactured. When dirt accumulates on the rotating body, the dirt easily transfers to the paper, which causes problems in quality and yield.
- the "rotating body of the paper machine” means a rotating body that is in direct or indirect contact with paper and rotates during the operation of the paper machine, specifically, a cylinder. , Out rolls, calendar rolls, press rolls and the like.
- the state of the paper machine in which stains are transferred to the paper or the paper is cut off is referred to as an "abnormal state". Specifically, it is a state in which dirt is attached to the rotating body, or a state in which the amount of the chemical solution film formed on the surface of the rotating body by the chemical solution such as the anticontamination agent applied to the rotating body is not sufficient. A state in which the paper can be manufactured without these defects while maintaining the quality of the paper is called a "steady state".
- FIG. 2 is a schematic front view of Doctor 1.
- the cylinder B1 is a cylindrical roll, which has a function of guiding the paper and drying the paper. Therefore, the cylinder B1 is constantly rotating while the paper machine B is in operation.
- the doctor (doctor blade) 1 is a blade in contact with the rotating body of the paper machine in the dryer part of the paper machine B, and exhibits a function of scraping off dirt adhering to the rotating body.
- the doctor 1 is in contact with the cylinder B1, but the present invention is not limited to this, and an out roll, a calendar roll, a press roll, or the like may be used.
- the doctor 1 normally keeps vibrating in response to the rotation of the cylinder B1.
- the dirt comes into contact with the doctor 1 due to the thickness of the dirt.
- the vibration of the doctor 1 changes.
- the monitoring system A of the present invention detects the adhesion of dirt or a sign thereof by monitoring such a change in vibration.
- the sign of dirt adhesion is a state in which dirt has adhered to the rotating body to the extent that an abnormal state does not occur, and the dirt continues to adhere.
- the monitoring system A of the present invention can also be used by attaching the vibration meter 2 to an existing doctor attached to the paper machine B.
- the monitoring system A of the present invention is a control connected to the above-mentioned doctor 1 in contact with the rotating body of the paper machine B, the vibrating body 2 attached to the rotating body or the doctor, and the vibrating meter 2 via a network.
- the device 3 is provided.
- the vibrometer 2 is attached to both ends of the doctor 1.
- Each vibration meter 2 has a sensor, and the sensor constantly measures the presence or absence of vibration at both ends of the doctor 1 and its intensity as vibration data 4, thereby monitoring the change over time. is there.
- the vibration meter 2 is used by being directly or indirectly attached to the doctor 1.
- attach the vibration meter 2 to a part where vibration from the doctor is transmitted, such as a doctor holder.
- An appropriate method can be used for attaching the vibration meter 2.
- a magnet, screwing, or the like can be preferably used.
- the control device 3 is connected to the vibration meter 2 by wire or wirelessly via a network. Examples of such a network include LAN, WAN, and the Internet.
- FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating the monitoring system A.
- the control device 3 includes at least a calculation unit 3a, a storage unit 3b, a control unit, and a display unit 3c.
- a known computer can be preferably used as the control device 3.
- the control device 3 is connected to the vibration meter 2 via a network, and the vibration data 4 measured by the vibration meter 2 is transmitted from the vibration meter 2 to the control device 3 and stored in the storage unit 3b of the control device 3. Receives and remembers. Further, the display unit 3c displays the vibration data 4.
- the calculation unit 3a digitizes the vibration data 4, and the storage unit 3b stores the detection result 41 obtained as a result of the digitization. A specific example of digitization will be described later.
- FIG. 4 is an example in which the display unit 3c displays the vibration data 4 measured by the vibration meter 2.
- the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents vibration intensity (unit: mm).
- the vibration data 4 displayed on the display unit 3c appears as the vibration intensity (spectrum) for each time. This is represented, for example, as a waveform as shown in FIG.
- FIG. 5 is an example of the detection result 41 displayed by the display unit 3c.
- the vertical axis represents the vibration spectrum (unit: dBV), and the horizontal axis represents the frequency (unit: Hz).
- the calculation unit 3a performs a fast Fourier transform on the vibration data 4. As a result, the spectrum for each vibration frequency in the vibration for a certain period of time is calculated, and the spectrum for each vibration frequency becomes the detection result 41.
- the fast Fourier transform performed on the vibration data 4 is the integration of the values obtained by dividing the vibration data 4 for 2 n seconds (n is a natural number) by a specific frequency, and for each frequency in the 2 n seconds. It calculates the vibration spectrum of.
- FIG. 6 is an example of the detection result 41 displayed by the display unit 3c.
- the vertical axis shows the spectrum and the horizontal axis shows the time.
- the control unit causes the display unit 3c to display a change over time as shown in FIG. 6 based on the detection result 41 stored in the storage unit 3b with respect to the value of the specific frequency of the detection result 41.
- the vibration of Doctor 1 changes when dirt adheres to the rotating body of the paper machine or when there is a sign of it, but this change in vibration changes at a specific frequency, which is larger than that of other frequency bands. Appears as. Therefore, by monitoring the change over time of the detection result 41 at the specific frequency, it becomes possible to more clearly recognize the adhesion of dirt and its sign.
- FIG. 7 is an example of the calculation result 6 displayed on the display unit 3c.
- the vertical axis shows the spectrum and the horizontal axis shows the time. This shows the change over time in the value of the specific frequency of the calculation result 6.
- the storage unit 3b further stores the standard vibration data measured in the steady state and the standard detection result 51 in which the calculation unit 3a digitizes the standard vibration data.
- the calculation unit 3a calculates the difference between the detection result 41 and the standard detection result 51, and sets it as the calculation result 6.
- vibrations other than those to be monitored caused by the operation of the paper machine can be abstracted, and only vibrations caused by dirt can be monitored.
- the calculation result displayed by the display unit 3c can indicate a change over time in the value of a specific frequency in the calculation result 6.
- the adhesion of dirt can be recognized more clearly.
- the detection result 41 of FIG. 5 it is also possible to display the result for all frequency bands at a specific time point. In this case, it is possible to clearly recognize the characteristics of the waveform.
- a threshold value is set in advance for the calculation result 6. That is, when the difference between the detection result 41 and the standard detection result 51 is small, even if dirt adheres to the cylinder B1, it is very small, and there is no possibility that dirt adheres to the paper or paper breakage occurs. Therefore, a threshold value is set to exclude this case from the abnormal state. Then, when the calculation result 6 deviates from the range of the preset threshold value, the calculation unit 3a determines that the rotating body of the paper machine is sufficiently soiled, that is, an abnormal state.
- the control unit When the calculation unit 3a determines the abnormal state, the determination result is transmitted to the control unit, the control unit issues a command to the display unit 3c to indicate that the abnormal state is present, and the display unit 3c performs the display.
- the vibration becomes large, but the vibration may become small for some reason.
- the vibration of a specific frequency increases in the doctor 1. Further, as a preliminary step, in a state where dirt is adhering to the rotating body of the paper machine, the vibration of the specific frequency tends to increase. This makes it possible to monitor only the vibration of Doctor 1 due to dirt.
- the threshold value for the value of the specific frequency of the calculation result 6 it becomes possible to efficiently monitor the adhesion of dirt. Further, by setting the threshold value to a value that is lower than the vibration spectrum when dirt is attached and the increase in vibration in the state where dirt is adhering can be determined, it is possible to prevent the dirt from adhering before it adheres.
- the processing performed by the calculation unit 3a can be simplified, and the burden on the calculation unit 3a can be reduced.
- digitizing the vibration data 4 by the fast Fourier transform it is possible to discover with high accuracy the peculiar vibration generated when dirt adheres to the rotating body of the paper machine, maintain the quality of the paper, and improve the yield. Can be improved.
- the vibration meters 2 are attached to both ends of the doctor 1, and the standard detection result 51 and the threshold value are set and stored for each of the vibration meters 2.
- a motor or the like that is a drive source for operating the paper machine B is arranged on one side of the paper machine B.
- the vibration meter 2 attached to the side closer to the drive source is referred to as a first vibration meter
- the vibration meter 2 attached to the other side is referred to as a second vibration meter. Due to the influence of the drive source, the first vibrating meter measures a vibration larger than that of the second vibrating meter even in a state where no dirt is attached.
- the vibration meter 2 By setting the standard detection result 51 and the threshold value for each vibration meter 2, that is, by setting each of the first vibration meter and the second vibration meter, it is possible to abstract the difference in the measurement result due to the difference in the mounting location, and it becomes dirty. Detection accuracy is improved.
- the vibration meter 2 By attaching the vibration meter 2 to the doctor 1 at at least two places and measuring the vibration at each place, it is possible to specify the position of dirt in the width direction of the cylinder B1.
- the new road police 2 is attached to both ends of the doctor 1 and the vibrations of both ends of the doctor 1 are measured to identify the position of dirt in the width direction of the cylinder B1.
- the doctor 1 is a blade having a width equivalent to that of the cylinder B1. Dirt usually adheres only to a part of the cylinder B1 in the width direction. The degree of change in the vibration of the doctor 1 that changes due to this dirt varies depending on the distance from the dirt at the vibration measurement point. Therefore, when a plurality of vibration meters 2 are attached, the changes in the vibration data 4 and the detection result 41 are not uniform.
- FIG. 8 is an example of the detection result 41 obtained from the plurality of vibration meters 2.
- FIG. 8A shows a state in which dirt is not attached
- FIG. 8B shows a detection result 41 in a state in which dirt is attached to the vicinity of the operation side of the cylinder B1.
- FIG. 8 shows an example in which dirt adheres to the vicinity of the operation side of the cylinder B1 when a total of two vibration meters 2 are attached to both ends of the doctor 1.
- the solid line and the dotted line indicate the detection results 41 of each of the first vibrometer and the second vibrator.
- the detection results 41 of the two are different even when no dirt is attached. This is because, as described above, there is a drive source in the vicinity of the first vibrometer.
- the detection result 41 obtained from each vibration meter 2 changes as shown in FIG. 8 (b), but the degree of the change is different. .. This is due to the positional relationship between each vibrometer 2 and dirt as described above. The change becomes larger as the dirt adheres closer to the vibration meter 2, and the change becomes smaller as the dirt adheres farther from the vibration meter 2.
- the calculation unit 3a calculates the distance of the dirt adhering from each vibration meter 2 as an estimation result. Further, the calculation unit 3a calculates and specifies a position corresponding to the estimation result of each of the plurality of vibration meters 2 as a dirt adhering portion in the width direction of the rotating body.
- the vibrometer 2 By attaching the vibrometer 2 to at least both ends of the doctor 1, the vibrometer 2 can more accurately measure the change in the vibration of the doctor 1. This makes it possible to accurately identify the location where dirt is attached.
- control device 3 is further connected to the chemical spraying device B2 of the paper machine B and the cleaning device B3 attached to the doctor 1 via a network.
- the paper machine B is provided with a chemical liquid spraying device B2 for spraying the chemical liquid on paper or a rotating body of the paper machine in each step.
- the type of the chemical solution to be sprayed is not particularly limited, and examples thereof include anticontamination agents and release agents.
- the chemical spraying device B2 sprays the chemical solution based on the preset chemical solution spraying conditions. The conditions to be set include the amount of chemicals sprayed, the time, the cycle, and the like. By spraying the chemical solution with the chemical solution spraying device B2, it is possible to remove the adhering dirt or prevent the adhering of the dirt.
- the digitization performed by the calculation unit 3a on the vibration data 4 is a fast Fourier transform, but in other embodiments, MT analysis can be used.
- the vibration data 4 in the steady state is accumulated and quantified to obtain the detection result 41, and a unit space which is a set of the detection results 41 is formed. If the detection result 41, which is a numerical value of the vibration data 4 measured from the paper machine in operation, deviates from the unit space, it can be determined that the state is abnormal. Therefore, the threshold value is set so as to include the unit space, and when the detection result deviates from the range of the threshold value, the calculation unit 3a determines that it is in an abnormal state. As a result, the peculiar vibration that adheres when dirt adheres to the rotating body of the paper machine can be detected with high accuracy regardless of the waveform of the vibration data 4, and the quality of the paper can be maintained.
- the threshold value that serves as a reference for determining the abnormal state is set in advance and stored in the storage unit 3b, but this can be changed after the fact according to the state of adhesion of dirt. ..
- the threshold value is changed after the fact, it is useful to set the value to be changed by machine learning using the calculation unit 3a.
- the storage unit 3b continuously stores and accumulates the vibration data 4 and the detection result 41 while the paper machine B is in operation. Then, the calculation unit 3a performs machine learning on these vibration data 4, the detection result 41, and the standard detection result 51 by deep learning, and sets a threshold value.
- the means for changing the threshold is not limited to machine learning by deep learning, and analysis methods such as regression analysis, multiple regression analysis, decision tree, and correlation analysis may be adopted.
- the monitoring system A of the present embodiment it is possible to detect the adhesion of dirt by monitoring the rotating body, but the object to be found is not limited to the dirt. Since the vibration of the doctor 1 changes depending on the amount of the chemical solution formed on the rotating body in contact with the doctor 1 and the damage of the doctor 1, the amount of the chemical solution film and the damage of the rotating body are discovered. It is also possible. This makes it possible to maintain the film amount of the chemical solution in an appropriate state and to operate the paper machine without damaging the doctor 1. Further, in the monitoring system A, the function of scraping off the dirt on the rotating body of the paper machine of Doctor 1 is not essential.
- vibration meters 2 are attached to both ends of the doctor 1, but the position is not limited to this. Further, the number of the vibration meters 2 may be one or three or more. Further, in the monitoring system A of the present embodiment, the vibration meter 2 is attached to the doctor 1, but it may be attached to the bearing of the motor that drives the cylinder with which the doctor 1 abuts.
- the network to which the vibration meter 2 and the control device 3 are connected may be an open network such as the Internet.
- the vibration data 4 and the detection result 41 obtained from the monitoring system A attached to the other paper machine B can be used as the vibration data 4 and the detection result 41 used for machine learning.
- the monitoring system A of the present invention is used as a system for monitoring a rotating body that is in direct or indirect contact with paper in a paper machine that is a machine for producing paper. According to the monitoring system A, it is possible to monitor even a rotating body, and by monitoring the rotating body of the paper machine, it is possible to maintain the quality of the paper and improve the yield.
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Abstract
抄紙機の回転体の汚れを発見することで、紙の品質を維持し歩留まりを向上させることが可能な監視システムを提供すること。 【課題】 稼働中の抄紙機において、紙と直接的又は間接的に接する抄紙機の回転体の異常状態の有無を監視するための監視システムであって、回転体に当接されたドクターと、ドクターの振動を計測する振動計と、振動計にネットワークを介して接続された制御装置と、を備え、振動計が、ドクターの振動を常時計測して振動データとし、振動データを制御装置へ送信するものであり、制御装置が、振動データの経時的な変化により回転体の異常状態の有無を監視する監視システム
Description
本発明は抄紙機の監視システムに関し、さらに詳しくは抄紙機の回転体を監視するための監視システムに関する。
紙を製造する機械である抄紙機においては、紙の製造を続けるうちに紙の原料であるパルプ由来の汚れ(ピッチ)等の汚れが抄紙機を構成する回転体に付着する恐れがある。この場合、紙(湿紙)が、抄紙機の回転体に接する度に、当該回転体に付着した汚れが当該紙に転移することになるため、紙に汚れが付着したり、これが原因となって断紙が生じることになる。そうすると、紙の品質が維持できず、歩留まりが大幅に低下する。
ところで、抄紙機においては、紙の品質を維持するため、製造した紙の品質検査等に監視システムが採用されている。
例えば、走行する紙を静止した二次元画像として取りこむビディオカメラと、同ビディオカメラの出力を受けるA/Dコンバータと、同A/Dコンバートの出力を受けるメモリと、同メモリに接続され、同メモリへ呼び出し指令を出してその情報を入力し、周波数分析や標準偏差処理による地合解析を行う第1の画像信号処理装置と、同第1の画像信号処理装置の呼び出し指令により上記メモリからディジタル情報を受けとり紙の欠陥の解析を行う第2の画像信号処理装置と、同じく上記メモリからディジタル情報を受けとり紙のストリークの解析を行う第3の画像信号処理装置と、上記第1ないし第3の画像信号処理装置の出力、ならびに抄紙機のジェット速度、ワイヤ速度、および原料濃度の信号を受け、同ジェット速度、ワイヤ速度および原料濃度と地合指標、およびストリークとの間の相関解析を行う演算装置と、同演算装置につながれその出力を表示する表示装置とを備える紙の品質モニタリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、走行する紙を静止した二次元画像として取りこむビディオカメラと、同ビディオカメラの出力を受けるA/Dコンバータと、同A/Dコンバートの出力を受けるメモリと、同メモリに接続され、同メモリへ呼び出し指令を出してその情報を入力し、周波数分析や標準偏差処理による地合解析を行う第1の画像信号処理装置と、同第1の画像信号処理装置の呼び出し指令により上記メモリからディジタル情報を受けとり紙の欠陥の解析を行う第2の画像信号処理装置と、同じく上記メモリからディジタル情報を受けとり紙のストリークの解析を行う第3の画像信号処理装置と、上記第1ないし第3の画像信号処理装置の出力、ならびに抄紙機のジェット速度、ワイヤ速度、および原料濃度の信号を受け、同ジェット速度、ワイヤ速度および原料濃度と地合指標、およびストリークとの間の相関解析を行う演算装置と、同演算装置につながれその出力を表示する表示装置とを備える紙の品質モニタリング装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記特許文献1記載のモニタリング装置のように、紙を監視する監視システムは、紙の汚れを見つけることはできるものの、抄紙機の回転体の汚れを発見することはできないという問題がある。すなわち、紙の汚れは抄紙機の回転体の汚れに起因することが多いところ、抄紙機の回転体を監視しなければ、紙に汚れが付着することを予防することはできない。
本発明は、上述の課題を受けて開発されたものである。すなわち、本発明は抄紙機の回転体を監視することで、汚れを発見することができ、その結果、紙の品質を維持し歩留まりを向上させることが可能な監視システムを提供することを目的とする。
本発明者らは鋭意検討の結果、抄紙機の回転体に汚れが付着した場合、その回転体に当接したドクターの振動が変化することが分かった。そして、その回転体に当接されたドクターの振動を常時計測し、その振動データを表示することにより、その回転体を監視することができ、上記課題を解決可能であることを見出した。本発明はこの知見に基づく。
本発明は(1)、稼働中の抄紙機において、紙と直接的又は間接的に接する抄紙機の回転体の異常状態の有無を監視するための監視システムであって、回転体に当接されたドクターと、ドクターの振動を計測する振動計と、振動計にネットワークを介して接続された制御装置と、を備え、振動計が、ドクターの振動を常時計測して振動データとし、振動データを制御装置へ送信するものであり、制御装置が、振動データの経時的な変化により回転体の異常状態の有無を監視する監視システムに存する。
本発明は(2)、稼働中の抄紙機において、紙と直接的又は間接的に接する抄紙機の回転体の異常状態の有無を監視するための監視システムであって、回転体に当接されたドクターと、ドクターの振動を計測する振動計と、振動計にネットワークを介して接続された制御装置と、を備え、振動計が、ドクターの振動を常時計測して振動データとし、振動データの経時的な変化を制御装置へ送信するものであり、制御装置が、受信した振動データを数値化して検出結果とする演算部と、振動データ及び検出結果を記憶する記憶部と、を有し、記憶部には、定常状態の標準振動データを演算部により数値化した標準検出結果が予め記憶されており、演算部が、検出結果と標準検出結果との差を算出して算出結果とし、算出結果により、回転体の異常状態の有無を監視する監視システムに存する。
本発明は(3)、数値化が、高速フーリエ変換であり、算出結果における特定の周波数の値が予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、演算部が、回転体が異常状態であると判定する上記(2)記載の監視システムに存する。
本発明は(4)、数値化が、MT分析であり、検出結果が予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、演算部が、回転体が異常状態であると判定する上記(2)記載の監視システムに存する。
本発明は(5)、振動計が、ドクターにおける少なくとも2か所の振動を計測するものであり、演算部が、算出結果における検出結果と標準検出結果との差の大きさから、回転体の幅方向における異常状態の位置を推定した推定結果を算出し、推定結果から回転体の幅方向における異常状態の位置を特定する上記(3)記載の監視システムに存する。
本発明は(6)、振動計が、ドクターにおける少なくとも2か所の振動を計測するものであり、演算部が、検出結果により回転体の幅方向における異常状態の位置を推定した推定結果を算出し、推定結果から回転体の幅方向における異常状態の位置を特定する上記(4)記載の監視システムに存する。
本発明は(7)、抄紙機には薬液を散布するための薬液散布装置が取り付けられており、演算部が、異常状態が有ることを判定した場合、制御装置の制御部が、薬液散布装置の薬液散布条件を変更するものである上記(3)~(6)いずれか1つに記載の監視システムに存する。
本発明の監視システムは、振動計及び制御装置と言うシンプルな構成でありながら、回転体を監視することができる。これは、抄紙機の回転体に汚れが付着すると、当該回転体及び回転体に当接されたドクターの振動が変化するためである。
回転体を監視することで紙に汚れが転移することを防ぎ、紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることができる。
また、振動データの経時的な変化により回転体の異常状態の有無を監視することにより、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度を認識することができる。
回転体を監視することで紙に汚れが転移することを防ぎ、紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることができる。
また、振動データの経時的な変化により回転体の異常状態の有無を監視することにより、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度を認識することができる。
本発明の監視システムは、表示部が検出結果と標準検出結果との差を算出して算出結果として表示することにより、抄紙機の稼働により生じる監視対象以外の振動を捨象することができ、汚れを原因とする振動のみを監視することが可能となる。
そのため、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度をより明確に認識することが可能となる。
また、振動データの経時的な変化を監視することにより、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度を認識することができる。
したがって、監視システムによれば効果的に汚れの付着を予防することが可能であり、紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることができる。
そのため、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度をより明確に認識することが可能となる。
また、振動データの経時的な変化を監視することにより、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度を認識することができる。
したがって、監視システムによれば効果的に汚れの付着を予防することが可能であり、紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることができる。
本発明の監視システムは、高速フーリエ変換における特定の周波数の値について異常状態の閾値を設定することにより、抄紙機の回転体に汚れが付着した際に発生する特有の振動を高精度に発見することができる。
本発明の監視システムは、数値化が、MT分析であり、検出結果が予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、抄紙機の回転体が異常状態であることを表示部が表示することにより、抄紙機の回転体に汚れが付着した際に発生する特有の振動を高精度に発見することができる。
本発明の監視システムにおいて、ドクターにおける少なくとも2か所の振動を計測するものである場合、それぞれの箇所から計測された振動から得られた算出結果又は推定結果から回転体の幅方向における異常状態の位置を特定することが可能となる。
これにより、汚れが発生した場合、異常状態の位置を探す手間が省けるので、容易に異常状態を解消することが可能となる。
例えば、異常状態が汚れである場合、当該汚れを除去することが可能となる。
これにより、汚れが発生した場合、異常状態の位置を探す手間が省けるので、容易に異常状態を解消することが可能となる。
例えば、異常状態が汚れである場合、当該汚れを除去することが可能となる。
本発明の監視システムは、異常状態に対して、薬液散布装置の薬液散布条件を変更することにより、異常状態にある回転体に、適当な条件で薬液が散布されることになる。
そのため、汚れを効率良く取り除いたり、汚れの付着を効率良く防止することができる。
そのため、汚れを効率良く取り除いたり、汚れの付着を効率良く防止することができる。
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。
また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。
更に、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
まず、抄紙機及び抄紙機の回転体について説明する。
図1(a)は、抄紙機Bの概略側面図である。
図1(b)は、抄紙機Bにおけるドクター1を拡大した概略側面図であり、図1(a)における点線で囲われた部分Pを拡大して示したものである。
本発明の監視システムAは、抄紙機Bの回転体を監視するためのものである。
抄紙機Bは、紙を製造する機械であり、一般に水中にパルプが分散された液を抄紙用の網(ワイヤー)に載せ、余分な水を自然落下させるワイヤーパートと、これを一対のプレスロール間に通し、フェルトを介してプレスロールで押圧することにより、紙中の水分をフェルトに移行させ、これにより紙を脱水するプレスパートと、プレスパートを通過した紙を、カンバスを介して、加熱されたシリンダに接触させることで乾燥させ、紙とするドライヤーパートと、紙をスプールと呼ばれる棒に巻き取るリールパートと、を有する。
これらの各パートの中でも、紙と直接的又は間接的に接する回転体は、紙の製造を続けるうちに紙の原料であるパルプ由来のピッチや紙粉等による汚れが付着し易い。
回転体に汚れが蓄積されると、紙に汚れが転移し易くなるため、品質上、歩留まり上の問題がある。
図1(a)は、抄紙機Bの概略側面図である。
図1(b)は、抄紙機Bにおけるドクター1を拡大した概略側面図であり、図1(a)における点線で囲われた部分Pを拡大して示したものである。
本発明の監視システムAは、抄紙機Bの回転体を監視するためのものである。
抄紙機Bは、紙を製造する機械であり、一般に水中にパルプが分散された液を抄紙用の網(ワイヤー)に載せ、余分な水を自然落下させるワイヤーパートと、これを一対のプレスロール間に通し、フェルトを介してプレスロールで押圧することにより、紙中の水分をフェルトに移行させ、これにより紙を脱水するプレスパートと、プレスパートを通過した紙を、カンバスを介して、加熱されたシリンダに接触させることで乾燥させ、紙とするドライヤーパートと、紙をスプールと呼ばれる棒に巻き取るリールパートと、を有する。
これらの各パートの中でも、紙と直接的又は間接的に接する回転体は、紙の製造を続けるうちに紙の原料であるパルプ由来のピッチや紙粉等による汚れが付着し易い。
回転体に汚れが蓄積されると、紙に汚れが転移し易くなるため、品質上、歩留まり上の問題がある。
ここで、本明細書において、「抄紙機の回転体」とは、紙と直接的又は間接的に接する回転体であって、抄紙機の稼働中に回転するものをいい、具体的にはシリンダ、アウトロール、カレンダーロール、及びプレスロール等が挙げられる。
また、紙に汚れが転移する、または断紙が生じる抄紙機の状態を「異常状態」という。具体的には、回転体に汚れが付着した状態や、回転体に付与された汚染防止剤等の薬液が回転体の表面上に形成する薬液皮膜量が十分でない状態である。これらの不良がなく紙の品質を維持して製造可能な状態を「定常状態」という。
なお、回転体に汚れが付着した状態であっても、その程度が小さい場合には紙の製造を問題なく続けることができる。
このような状態は、本明細書において定常状態に含まれる。
以下、抄紙機の回転体をシリンダB1、異常状態をシリンダB1に汚れが付着した状態として説明する。
また、紙に汚れが転移する、または断紙が生じる抄紙機の状態を「異常状態」という。具体的には、回転体に汚れが付着した状態や、回転体に付与された汚染防止剤等の薬液が回転体の表面上に形成する薬液皮膜量が十分でない状態である。これらの不良がなく紙の品質を維持して製造可能な状態を「定常状態」という。
なお、回転体に汚れが付着した状態であっても、その程度が小さい場合には紙の製造を問題なく続けることができる。
このような状態は、本明細書において定常状態に含まれる。
以下、抄紙機の回転体をシリンダB1、異常状態をシリンダB1に汚れが付着した状態として説明する。
図2は、ドクター1の概略正面図である。本実施形態においては、抄紙機の回転体(ドライヤーパートのシリンダB1)にドクター1が当接された状態を示す。
シリンダB1は、円筒状のロールであり、紙を案内すると共に、紙を乾燥する機能を発揮する。
このため、シリンダB1は、抄紙機Bの稼働中は常に回転を続けている。
ドクター(ドクターブレード)1は抄紙機Bのドライヤーパートにおいて、抄紙機の回転体に当接された刃であり、当該回転体に付着した汚れを掻き取る機能を発揮する。
本実施例において、ドクター1が当接されているのはシリンダB1であるが、これに限定されず、アウトロール、カレンダーロール、又はプレスロール等であってもよい。
シリンダB1は、円筒状のロールであり、紙を案内すると共に、紙を乾燥する機能を発揮する。
このため、シリンダB1は、抄紙機Bの稼働中は常に回転を続けている。
ドクター(ドクターブレード)1は抄紙機Bのドライヤーパートにおいて、抄紙機の回転体に当接された刃であり、当該回転体に付着した汚れを掻き取る機能を発揮する。
本実施例において、ドクター1が当接されているのはシリンダB1であるが、これに限定されず、アウトロール、カレンダーロール、又はプレスロール等であってもよい。
ドクター1は、抄紙機の稼働中は、通常、シリンダB1の回転に応じて常に振動を続けている。
ドクター1が接した回転体に汚れが付着すると、汚れの厚みにより、ドクター1に汚れが接触する。これにより、ドクター1の振動が変化することになる。
なお、汚れが蓄積されるに従って、厚みが大きくなるので、ドクター1の振動も徐々に大きくなることが多い。
本発明の監視システムAは、かかる振動の変化を監視することにより、汚れの付着あるいはその予兆を発見するものである。汚れの付着の予兆とは、異常状態には至らない程度に回転体に汚れが付着しさらに付着し続けている状態である。
これにより、振動データ4から抄紙機Bの抄紙機Bの回転体に付着した汚れを発見することが可能となる。
すなわち、振動を計測することで、シンプルな構成により抄紙機Bの回転体の汚れを簡易に発見することが可能となる。
なお、本発明の監視システムAは、抄紙機Bに取り付けられた既存のドクターに振動計2を取り付けることによっても利用可能である。
ドクター1が接した回転体に汚れが付着すると、汚れの厚みにより、ドクター1に汚れが接触する。これにより、ドクター1の振動が変化することになる。
なお、汚れが蓄積されるに従って、厚みが大きくなるので、ドクター1の振動も徐々に大きくなることが多い。
本発明の監視システムAは、かかる振動の変化を監視することにより、汚れの付着あるいはその予兆を発見するものである。汚れの付着の予兆とは、異常状態には至らない程度に回転体に汚れが付着しさらに付着し続けている状態である。
これにより、振動データ4から抄紙機Bの抄紙機Bの回転体に付着した汚れを発見することが可能となる。
すなわち、振動を計測することで、シンプルな構成により抄紙機Bの回転体の汚れを簡易に発見することが可能となる。
なお、本発明の監視システムAは、抄紙機Bに取り付けられた既存のドクターに振動計2を取り付けることによっても利用可能である。
本発明の監視システムAは、抄紙機Bの回転体に当接された上述のドクター1と、回転体又はドクターに取り付けられた振動計2と、振動計2とネットワークを介して接続された制御装置3とを備える。
振動計2は、ドクター1の両端に取り付けられている。
それぞれの振動計2はセンサーを有しており、当該センサーによりドクター1の両端それぞれの振動の有無及びその強度を振動データ4として常時計測することでその経時的な変化を監視するためのものである。
振動計2は、ドクター1の両端に取り付けられている。
それぞれの振動計2はセンサーを有しており、当該センサーによりドクター1の両端それぞれの振動の有無及びその強度を振動データ4として常時計測することでその経時的な変化を監視するためのものである。
監視システムAにおいて、振動計2はドクター1に直接的又は間接的に取り付けて用いられる。
間接的に取り付ける場合、ドクターホルダー等、ドクターからの振動が伝わる部位に振動計2を取り付ける。
振動計2の取り付けには、適宜の方法を利用することが可能である。
例えば、マグネットや、ネジ止め等を好適に利用することができる。
間接的に取り付ける場合、ドクターホルダー等、ドクターからの振動が伝わる部位に振動計2を取り付ける。
振動計2の取り付けには、適宜の方法を利用することが可能である。
例えば、マグネットや、ネジ止め等を好適に利用することができる。
振動計2には、ネットワークを介して制御装置3が有線又は無線で接続されている。
なお、かかるネットワークとしては、LAN、WAN、インターネット等が挙げられる。
図3は、監視システムAを説明する説明図である。
制御装置3は、少なくとも、演算部3a、記憶部3b、制御部及び表示部3cを備える。制御装置3には、公知のコンピュータを好適に用いることができる。
上述した通り、制御装置3はネットワークを介して振動計2と接続されており、振動計2が計測した振動データ4は、振動計2から制御装置3に送信され、制御装置3の記憶部3bが受信し、記憶する。
また、表示部3cが、振動データ4を表示する。表示部3cが振動データ4を表示することにより、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度を認識することができる。
演算部3aは、当該振動データ4を数値化し、数値化の結果として得られる検出結果41を記憶部3bが記憶する。
なお、数値化の具体例については、後述する。
なお、かかるネットワークとしては、LAN、WAN、インターネット等が挙げられる。
図3は、監視システムAを説明する説明図である。
制御装置3は、少なくとも、演算部3a、記憶部3b、制御部及び表示部3cを備える。制御装置3には、公知のコンピュータを好適に用いることができる。
上述した通り、制御装置3はネットワークを介して振動計2と接続されており、振動計2が計測した振動データ4は、振動計2から制御装置3に送信され、制御装置3の記憶部3bが受信し、記憶する。
また、表示部3cが、振動データ4を表示する。表示部3cが振動データ4を表示することにより、汚れ付着の有無、その予兆、及びその程度を認識することができる。
演算部3aは、当該振動データ4を数値化し、数値化の結果として得られる検出結果41を記憶部3bが記憶する。
なお、数値化の具体例については、後述する。
図4は、振動計2が計測した振動データ4を表示部3cが表示した例である。横軸は時間、縦軸は振動の強度(単位mm)を示す。
表示部3cに表示される振動データ4は、時間ごとの振動の強さ(スペクトル)として現れる。
これは例えば、図4に示すような波形として表される。
表示部3cに表示される振動データ4は、時間ごとの振動の強さ(スペクトル)として現れる。
これは例えば、図4に示すような波形として表される。
次に、演算部3aが振動データを数値化する方法について説明する。
図5は、表示部3cが表示する検出結果41の例である。縦軸は振動スペクトル(単位dBV)、横軸は周波数(単位Hz)を表す。
振動データ4の数値化において、具体的には演算部3aが振動データ4に対して高速フーリエ変換を行う。
これにより、一定時間の振動における、振動周波数ごとのスペクトルが算出され、当該振動周波数ごとのスペクトルが検出結果41となる。
図5は、表示部3cが表示する検出結果41の例である。縦軸は振動スペクトル(単位dBV)、横軸は周波数(単位Hz)を表す。
振動データ4の数値化において、具体的には演算部3aが振動データ4に対して高速フーリエ変換を行う。
これにより、一定時間の振動における、振動周波数ごとのスペクトルが算出され、当該振動周波数ごとのスペクトルが検出結果41となる。
ここで、振動データ4に対して行われる高速フーリエ変換とは、2n秒(nは自然数)分の振動データ4について、特定の周波数で除した値を積算し、当該2n秒間における周波数ごとの振動スペクトルを計算するものである。
図6は、表示部3cが表示する検出結果41の例である。縦軸はスペクトル、横軸は時間を示す。
制御部は、検出結果41の特定の周波数の値について、記憶部3bに記憶された検出結果41に基づき、図6に示すように経時的な変化を表示部3cに表示させる。
上述したように、ドクター1の振動は抄紙機の回転体に汚れが付着した場合、又はその予兆がある場合に変化するが、この振動の変化は特定の周波数において、他の周波数帯より大きな差となって表れる。
このため、当該特定の周波数における検出結果41の経時的な変化を監視することにより、汚れの付着及びその予兆をより明確に認識することが可能となる。
制御部は、検出結果41の特定の周波数の値について、記憶部3bに記憶された検出結果41に基づき、図6に示すように経時的な変化を表示部3cに表示させる。
上述したように、ドクター1の振動は抄紙機の回転体に汚れが付着した場合、又はその予兆がある場合に変化するが、この振動の変化は特定の周波数において、他の周波数帯より大きな差となって表れる。
このため、当該特定の周波数における検出結果41の経時的な変化を監視することにより、汚れの付着及びその予兆をより明確に認識することが可能となる。
図7は、表示部3cに表示される算出結果6の例である。縦軸はスペクトル、横軸は時間を示す。
これは、算出結果6の特定の周波数の値の経時的な変化を示したものである。
記憶部3bは、更に定常状態で計測した標準振動データ及びこれを演算部3aが数値化した標準検出結果51を記憶している。
演算部3aは、検出結果41と標準検出結果51との差を算出し、算出結果6とする。
これにより、抄紙機の稼働により生じる監視対象以外の振動を捨象することができ、汚れを原因とする振動のみを監視することが可能となる。
これは、算出結果6の特定の周波数の値の経時的な変化を示したものである。
記憶部3bは、更に定常状態で計測した標準振動データ及びこれを演算部3aが数値化した標準検出結果51を記憶している。
演算部3aは、検出結果41と標準検出結果51との差を算出し、算出結果6とする。
これにより、抄紙機の稼働により生じる監視対象以外の振動を捨象することができ、汚れを原因とする振動のみを監視することが可能となる。
表示部3cが表示する算出結果は図7に示すように、算出結果6のうち特定の周波数の値の経時的な変化を示すものとすることができる。
この場合、上述したように、汚れの付着をより明確に認識可能となる。
また、図5の検出結果41のように、特定の一時点における全周波数帯についての結果として表示することも可能である。
この場合、波形の特徴を明確に認識することが可能となる。
この場合、上述したように、汚れの付着をより明確に認識可能となる。
また、図5の検出結果41のように、特定の一時点における全周波数帯についての結果として表示することも可能である。
この場合、波形の特徴を明確に認識することが可能となる。
ここで、監視システムにおいては、算出結果6に対して、予め閾値を定めている。
すなわち、検出結果41と標準検出結果51との差が小さい場合は、シリンダB1に汚れが付着してもそれが微小であり、紙に汚れが付着する、または、断紙が生じる恐れがないことから、この場合を異常状態から除外するために閾値を定めている。
そして、算出結果6が、予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、演算部3aが抄紙機の回転体に十分な汚れが付着している、すなわち異常状態と判定する。
演算部3aが異常状態を判定すると当該判定結果を制御部へ送信し、制御部が表示部3cに異常状態であることを表示する指令を出し、表示部3cが当該表示を行う。
多くの場合、回転体に汚れが付着すると振動は大きくなるが、何らかの原因により振動が小さくなる場合がありうる。
算出結果6が閾値の範囲を逸脱した場合を異常状態と判定することにより、振動が小さくなった場合の変化を発見することが可能となる。
すなわち、検出結果41と標準検出結果51との差が小さい場合は、シリンダB1に汚れが付着してもそれが微小であり、紙に汚れが付着する、または、断紙が生じる恐れがないことから、この場合を異常状態から除外するために閾値を定めている。
そして、算出結果6が、予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、演算部3aが抄紙機の回転体に十分な汚れが付着している、すなわち異常状態と判定する。
演算部3aが異常状態を判定すると当該判定結果を制御部へ送信し、制御部が表示部3cに異常状態であることを表示する指令を出し、表示部3cが当該表示を行う。
多くの場合、回転体に汚れが付着すると振動は大きくなるが、何らかの原因により振動が小さくなる場合がありうる。
算出結果6が閾値の範囲を逸脱した場合を異常状態と判定することにより、振動が小さくなった場合の変化を発見することが可能となる。
ここで上述の通り、抄紙機の回転体に汚れが付着した場合、ドクター1においては特定の周波数の振動が増加する。
また、この前段階として抄紙機の回転体に汚れが付着しつつある状態では当該特定の周波数の振動が増加傾向を示す。
これによりドクター1の、汚れを原因とする振動のみを監視することが可能となる。
上述の閾値を、算出結果6の当該特定の周波数の値について設定することにより、汚れの付着を効率的に監視することが可能となる。
さらに、閾値を汚れが付着した場合の振動スペクトルより低く、汚れが付着しつつある状態の振動の増加を判定できる値に設定することで、汚れが付着する前に防止することが可能となる。
また、演算部3aが行う処理をシンプルなものとすることができ、演算部3aの負担を軽減することができる。
高速フーリエ変換によって振動データ4を数値化することにより、抄紙機の回転体に汚れが付着した際に発生する特有の振動を高精度に発見することができ、紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることができる。
また、この前段階として抄紙機の回転体に汚れが付着しつつある状態では当該特定の周波数の振動が増加傾向を示す。
これによりドクター1の、汚れを原因とする振動のみを監視することが可能となる。
上述の閾値を、算出結果6の当該特定の周波数の値について設定することにより、汚れの付着を効率的に監視することが可能となる。
さらに、閾値を汚れが付着した場合の振動スペクトルより低く、汚れが付着しつつある状態の振動の増加を判定できる値に設定することで、汚れが付着する前に防止することが可能となる。
また、演算部3aが行う処理をシンプルなものとすることができ、演算部3aの負担を軽減することができる。
高速フーリエ変換によって振動データ4を数値化することにより、抄紙機の回転体に汚れが付着した際に発生する特有の振動を高精度に発見することができ、紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることができる。
上述したように振動計2は、ドクター1の両端に取り付けられており、標準検出結果51及び閾値は振動計2それぞれについて設定され、記憶される。
抄紙機Bの一方側には、抄紙機Bを稼働させるための駆動源であるモーター等が配置されている。
ここで、駆動源に近い側に取り付けられた振動計2を第1振動計、他方側に取り付けられた振動計2を第2振動計という。
駆動源の影響により、汚れが付着していない状態においても、第1振動計は第2振動計よりも大きい振動を計測する。
標準検出結果51及び閾値を振動計2ごとに設定する、すなわち第1振動計及び第2振動計それぞれに設定することにより、取付箇所の差による計測結果の差を捨象することが可能となり、汚れの検出精度が向上する。
振動計2をドクター1に少なくとも2か所取り付け、それぞれの箇所の振動を計測することにより、シリンダB1の幅方向における汚れの位置を特定することが可能になる。
本実施例においては、新道警2をドクター1の両端に取り付け、ドクター1の両端それぞれの振動を計測することにより、シリンダB1の幅方向における汚れの位置を特定することが可能になる。
抄紙機Bの一方側には、抄紙機Bを稼働させるための駆動源であるモーター等が配置されている。
ここで、駆動源に近い側に取り付けられた振動計2を第1振動計、他方側に取り付けられた振動計2を第2振動計という。
駆動源の影響により、汚れが付着していない状態においても、第1振動計は第2振動計よりも大きい振動を計測する。
標準検出結果51及び閾値を振動計2ごとに設定する、すなわち第1振動計及び第2振動計それぞれに設定することにより、取付箇所の差による計測結果の差を捨象することが可能となり、汚れの検出精度が向上する。
振動計2をドクター1に少なくとも2か所取り付け、それぞれの箇所の振動を計測することにより、シリンダB1の幅方向における汚れの位置を特定することが可能になる。
本実施例においては、新道警2をドクター1の両端に取り付け、ドクター1の両端それぞれの振動を計測することにより、シリンダB1の幅方向における汚れの位置を特定することが可能になる。
ここで、ドクター1はシリンダB1と同等程度の幅を有する刃である。
汚れは通常、シリンダB1の幅方向の一部にのみ付着する。
この汚れにより変化するドクター1の振動は、振動計測箇所の当該汚れからの距離によって変化の程度が異なる。
したがって、複数の振動計2を取り付けている場合、それぞれの振動データ4及び検出結果41の変化も一様ではない。
汚れは通常、シリンダB1の幅方向の一部にのみ付着する。
この汚れにより変化するドクター1の振動は、振動計測箇所の当該汚れからの距離によって変化の程度が異なる。
したがって、複数の振動計2を取り付けている場合、それぞれの振動データ4及び検出結果41の変化も一様ではない。
図8は、複数の振動計2から得られる検出結果41の例である。
図8(a)は汚れが付着していない状態、図8(b)はシリンダB1の操作側付近に汚れが付着した状態の検出結果41を示す。
図8では、ドクター1の両端、計2か所の振動計2を取り付けた場合において、シリンダB1の操作側付近に汚れが付着した場合の例である。
実線と点線とは、第1振動計及び第2振動計それぞれの検出結果41を示す。
図8(a)に示すように、汚れが付着していない場合でも、両者の検出結果41は異なる。
これは上述したように、第1振動計の近傍には駆動源があることによるものである。
次に、シリンダB1の駆動源から離れた側に汚れが付着した場合、図8(b)に示すようにそれぞれの振動計2から得られる検出結果41は変化するが、その変化の程度が異なる。
これは、上述したようにそれぞれの振動計2と汚れとの位置関係によるものである。
汚れが振動計2の近くに付着するほど変化が大きくなり、汚れが振動計2から遠くに付着するほど変化が小さくなる。
演算部3aは、この検出結果41の変化から、それぞれの振動計2から付着した汚れの距離を推定結果として算出する。さらに演算部3aは複数の振動計2それぞれの推定結果に当てはまる位置を、回転体の幅方向における汚れの付着箇所として算出し、特定する。
図8(a)は汚れが付着していない状態、図8(b)はシリンダB1の操作側付近に汚れが付着した状態の検出結果41を示す。
図8では、ドクター1の両端、計2か所の振動計2を取り付けた場合において、シリンダB1の操作側付近に汚れが付着した場合の例である。
実線と点線とは、第1振動計及び第2振動計それぞれの検出結果41を示す。
図8(a)に示すように、汚れが付着していない場合でも、両者の検出結果41は異なる。
これは上述したように、第1振動計の近傍には駆動源があることによるものである。
次に、シリンダB1の駆動源から離れた側に汚れが付着した場合、図8(b)に示すようにそれぞれの振動計2から得られる検出結果41は変化するが、その変化の程度が異なる。
これは、上述したようにそれぞれの振動計2と汚れとの位置関係によるものである。
汚れが振動計2の近くに付着するほど変化が大きくなり、汚れが振動計2から遠くに付着するほど変化が小さくなる。
演算部3aは、この検出結果41の変化から、それぞれの振動計2から付着した汚れの距離を推定結果として算出する。さらに演算部3aは複数の振動計2それぞれの推定結果に当てはまる位置を、回転体の幅方向における汚れの付着箇所として算出し、特定する。
振動計2を、少なくともドクター1の両端に取り付けることで、振動計2がよりドクター1の振動の変化を精密に計測することが可能となる。
これにより、汚れの付着箇所を精度よく特定することが可能となる。
これにより、汚れの付着箇所を精度よく特定することが可能となる。
図1に戻り、制御装置3は、更にネットワークを介して抄紙機Bの薬液散布装置B2及びドクター1に取り付けられた清掃装置B3と接続している。
抄紙機Bは、各工程において、紙あるいは抄紙機の回転体に薬液を散布するための薬液散布装置B2を備えている。
散布する薬液の種類は特に限定されず、汚染防止剤又は剥離剤等が挙げられる。
薬液散布装置B2は、あらかじめ設定された、薬液散布条件に基づき薬液を散布している。
設定される条件には、薬液散布量、時間、周期等がある。
薬液散布装置B2により薬液を散布することで、付着した汚れを除去すること、あるいは汚れの付着を予防することが可能となる。
散布する薬液の種類は特に限定されず、汚染防止剤又は剥離剤等が挙げられる。
薬液散布装置B2は、あらかじめ設定された、薬液散布条件に基づき薬液を散布している。
設定される条件には、薬液散布量、時間、周期等がある。
薬液散布装置B2により薬液を散布することで、付着した汚れを除去すること、あるいは汚れの付着を予防することが可能となる。
上述した演算部3aが、異常状態があることを判定した場合、すなわち汚れの付着又はその予兆が発見された場合、制御部2aからネットワークを介して薬液散布装置B2に指令が送られ、これらが稼働する。
これにより、汚れが付着した又はその予兆が見られる場合に、汚染防止剤等を散布する、又はドクター1を清掃する。
すなわち、薬液散布装置B2が適当な条件で稼働することになる。
これにより、汚れを取り除く又は汚れの付着を防止することができる。
したがって、抄紙機Bの稼働を止めることなく紙の品質を維持し歩留まりを向上させることが可能となる。
これにより、汚れが付着した又はその予兆が見られる場合に、汚染防止剤等を散布する、又はドクター1を清掃する。
すなわち、薬液散布装置B2が適当な条件で稼働することになる。
これにより、汚れを取り除く又は汚れの付着を防止することができる。
したがって、抄紙機Bの稼働を止めることなく紙の品質を維持し歩留まりを向上させることが可能となる。
本実施形態の監視システムにおいては、演算部3aが振動データ4に対して行う数値化は、高速フーリエ変換であるが、他の実施形態においては、MT分析を用いることが可能である。
MT分析においては、定常状態の振動データ4を集積し数値化して検出結果41とし、当該検出結果41の集合である単位空間を形成する。稼働中の抄紙機から計測された振動データ4を数値化した検出結果41が、単位空間から逸脱すると、異常状態であると判定することができる。
したがって、閾値を単位空間が含まれるように設定し、検出結果が当該閾値の範囲を逸脱した場合、演算部3aが異常状態と判定する。
これにより、抄紙機の回転体に汚れが付着した際に付着する特有の振動を振動データ4の波形に依らずに高精度に発見することができ、紙の品質を維持することができる。
MT分析においては、定常状態の振動データ4を集積し数値化して検出結果41とし、当該検出結果41の集合である単位空間を形成する。稼働中の抄紙機から計測された振動データ4を数値化した検出結果41が、単位空間から逸脱すると、異常状態であると判定することができる。
したがって、閾値を単位空間が含まれるように設定し、検出結果が当該閾値の範囲を逸脱した場合、演算部3aが異常状態と判定する。
これにより、抄紙機の回転体に汚れが付着した際に付着する特有の振動を振動データ4の波形に依らずに高精度に発見することができ、紙の品質を維持することができる。
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
本実施形態の監視システムAにおいて、異常状態判定の基準となる閾値は、予め設定し記憶部3bに記憶させるものであるが、これを汚れの付着状況に応じ、事後的に変更することができる。
事後的に閾値を変更する場合、演算部3aを用いた機械学習により変更する値を設定することが有用である。
具体的には、記憶部3bが、抄紙機Bの稼働中、継続的に振動データ4及び検出結果41を記憶し、蓄積する。
そして演算部3aが、これらの振動データ4、検出結果41及び標準検出結果51に対してディープラーニングにより機械学習を行い、閾値を設定する。
これにより、抄紙機Bの稼働開始の時点での設定作業を簡略化することが出来、かつ抄紙機Bの稼働を繰り返すほどに汚れの検出精度が向上する。
また、閾値を変更する手段はディープラーニングによる機械学習に限定されず、回帰分析、重回帰分析、決定木、相関分析等の分析手法を採用してもよい。
事後的に閾値を変更する場合、演算部3aを用いた機械学習により変更する値を設定することが有用である。
具体的には、記憶部3bが、抄紙機Bの稼働中、継続的に振動データ4及び検出結果41を記憶し、蓄積する。
そして演算部3aが、これらの振動データ4、検出結果41及び標準検出結果51に対してディープラーニングにより機械学習を行い、閾値を設定する。
これにより、抄紙機Bの稼働開始の時点での設定作業を簡略化することが出来、かつ抄紙機Bの稼働を繰り返すほどに汚れの検出精度が向上する。
また、閾値を変更する手段はディープラーニングによる機械学習に限定されず、回帰分析、重回帰分析、決定木、相関分析等の分析手法を採用してもよい。
本実施形態の監視システムAにおいては、回転体を監視することにより、汚れの付着を発見することが可能であるが、発見する対象は汚れに限定されない。
ドクター1の振動は、ドクター1と当接する回転体に形成された薬液による皮膜の量や、ドクター1の破損等によっても振動が変化するため、当該回転体の薬液皮膜量及び破損等を発見することも可能である。
これにより、薬液の皮膜量を適切な状態で維持し、また、ドクター1に破損がない状態で抄紙機を稼働させることが可能となる。
また、監視システムAにおいて、ドクター1の抄紙機の回転体の汚れを削ぎ落す機能は必須ではない。
ドクター1の振動は、ドクター1と当接する回転体に形成された薬液による皮膜の量や、ドクター1の破損等によっても振動が変化するため、当該回転体の薬液皮膜量及び破損等を発見することも可能である。
これにより、薬液の皮膜量を適切な状態で維持し、また、ドクター1に破損がない状態で抄紙機を稼働させることが可能となる。
また、監視システムAにおいて、ドクター1の抄紙機の回転体の汚れを削ぎ落す機能は必須ではない。
本実施形態の監視システムAにおいては、ドクター1の両端にそれぞれ振動計2が取り付けられているが、この位置に限定されない。
また、振動計2の個数も1個であってもよく、3個以上であってもよい。
また、本実施形態の監視システムAにおいては、ドクター1に振動計2が取り付けられているが、ドクター1が当接するシリンダを駆動するモーターの軸受けに取り付けられていてもよい。
また、振動計2の個数も1個であってもよく、3個以上であってもよい。
また、本実施形態の監視システムAにおいては、ドクター1に振動計2が取り付けられているが、ドクター1が当接するシリンダを駆動するモーターの軸受けに取り付けられていてもよい。
監視システムAにおいて、振動計2及び制御装置3が接続するネットワークは、インターネット等の開かれたネットワークであってもよい。
この場合、機械学習に用いる振動データ4及び検出結果41として他の抄紙機Bに取り付けられた監視システムAから得られた振動データ4及び検出結果41を利用することができる。
この場合、機械学習に用いる振動データ4及び検出結果41として他の抄紙機Bに取り付けられた監視システムAから得られた振動データ4及び検出結果41を利用することができる。
本発明の監視システムAは、紙を製造するための機械である抄紙機において、紙と直接的又は間接的に接する回転体を監視するシステムとして用いられる。
監視システムAによれば、回転体であっても監視することが可能であり、抄紙機の回転体を監視することで紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることが可能となる。
監視システムAによれば、回転体であっても監視することが可能であり、抄紙機の回転体を監視することで紙の品質を維持し、歩留まりを向上させることが可能となる。
A・・・監視システム
1・・・ドクター
2・・・振動計
3・・・制御装置
3a・・・演算部
3b・・・記憶部
3c・・・表示部
4・・・振動データ
41・・・検出結果
51・・・標準検出結果
6・・・算出結果
B・・・抄紙機
B1・・・シリンダ
B2・・・薬液散布装置
1・・・ドクター
2・・・振動計
3・・・制御装置
3a・・・演算部
3b・・・記憶部
3c・・・表示部
4・・・振動データ
41・・・検出結果
51・・・標準検出結果
6・・・算出結果
B・・・抄紙機
B1・・・シリンダ
B2・・・薬液散布装置
Claims (7)
- 稼働中の抄紙機において、紙と直接的又は間接的に接する前記抄紙機の回転体の異常状態の有無を監視するための監視システムであって、
前記回転体に当接されたドクターと、
該ドクターの振動を計測する振動計と、
前記振動計にネットワークを介して接続された制御装置と、
を備え、
前記振動計が、前記ドクターの振動を常時計測して振動データとし、該振動データを前記制御装置へ送信するものであり、
前記制御装置が、前記振動データの経時的な変化により前記回転体の異常状態の有無を監視する監視システム。 - 稼働中の抄紙機において、紙と直接的又は間接的に接する前記抄紙機の回転体の異常状態の有無を監視するための監視システムであって、
前記回転体に当接されたドクターと、
該ドクターの振動を計測する振動計と、
前記振動計にネットワークを介して接続された制御装置と、
を備え、
前記振動計が、前記ドクターの振動を常時計測して振動データとし、該振動データの経時的な変化を前記制御装置へ送信するものであり、
前記制御装置が、受信した前記振動データを数値化して検出結果とする演算部と、
前記振動データ及び前記検出結果を記憶する記憶部と、を有し、
前記記憶部には、定常状態の標準振動データを前記演算部により数値化した標準検出結果が予め記憶されており、
前記演算部が、前記検出結果と前記標準検出結果との差を算出して算出結果とし、該算出結果により、前記回転体の異常状態の有無を監視する監視システム。 - 前記数値化が、高速フーリエ変換であり、
前記算出結果における特定の周波数の値が予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、前記演算部が、前記回転体が異常状態であると判定する請求項2記載の監視システム。 - 前記数値化が、MT分析であり、
前記検出結果が予め設定した閾値の範囲を逸脱した場合、前記演算部が、前記回転体が異常状態であると判定する請求項2記載の監視システム。 - 前記振動計が、前記ドクターにおける少なくとも2か所の振動を計測するものであり、
前記演算部が、前記算出結果における前記検出結果と前記標準検出結果との差の大きさから、前記回転体の幅方向における前記異常状態の位置を推定した推定結果を算出し、
前記推定結果から前記回転体の幅方向における前記異常状態の位置を特定する請求項3記載の監視システム。 - 前記振動計が、前記ドクターにおける少なくとも2か所の振動を計測するものであり、
前記演算部が、前記検出結果により前記回転体の幅方向における前記異常状態の位置を推定した推定結果を算出し、
前記推定結果から前記回転体の幅方向における前記異常状態の位置を特定する請求項4記載の監視システム。 - 前記抄紙機には薬液を散布するための薬液散布装置が取り付けられており、
前記演算部が、前記異常状態が有ることを判定した場合、前記制御装置の制御部が、前記薬液散布装置の薬液散布条件を変更するものである請求項3~6いずれか1項に記載の監視システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW110115603A TW202225680A (zh) | 2019-12-16 | 2021-04-29 | 監視系統 |
Applications Claiming Priority (2)
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---|---|
WO2021125156A1 true WO2021125156A1 (ja) | 2021-06-24 |
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Family Applications (1)
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PCT/JP2020/046706 WO2021125156A1 (ja) | 2019-12-16 | 2020-12-15 | 監視システム |
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2003089991A (ja) * | 2001-09-14 | 2003-03-28 | Tohoku Seishi Kk | ガムピッチ除去装置 |
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JP2015503037A (ja) * | 2011-10-20 | 2015-01-29 | ナルコ カンパニー | がたがた言う音の検出を早期に警告するためのおよび資産保護管理のための方法 |
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-
2020
- 2020-12-15 WO PCT/JP2020/046706 patent/WO2021125156A1/ja active Application Filing
-
2021
- 2021-04-29 TW TW110115603A patent/TW202225680A/zh unknown
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