WO2024056647A1 - Verfahren zum betrieb einer wellpappenanlage, wellpappenanlage, computerprogrammprodukt, papierrolle - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer wellpappenanlage, wellpappenanlage, computerprogrammprodukt, papierrolle Download PDF

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WO2024056647A1
WO2024056647A1 PCT/EP2023/074988 EP2023074988W WO2024056647A1 WO 2024056647 A1 WO2024056647 A1 WO 2024056647A1 EP 2023074988 W EP2023074988 W EP 2023074988W WO 2024056647 A1 WO2024056647 A1 WO 2024056647A1
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WO
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paper
parameters
corrugator
values
roll
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PCT/EP2023/074988
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Inventor
Thomas Meenken
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Bhs Corrugated Maschinen- Und Anlagenbau Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/20—Corrugating; Corrugating combined with laminating to other layers
    • B31F1/24—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed
    • B31F1/26—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions
    • B31F1/28—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard
    • B31F1/2831—Control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
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    • B31F1/26—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions
    • B31F1/28—Making webs in which the channel of each corrugation is transverse to the web feed by interengaging toothed cylinders cylinder constructions combined with uniting the corrugated webs to flat webs ; Making double-faced corrugated cardboard
    • B31F1/2804—Methods

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a corrugator and a corrugator, a computer program product and a paper roll.
  • a corrugator is used to produce a sheet of corrugated cardboard.
  • the corrugator is fed with several paper webs in the form of paper rolls.
  • the paper rolls are unrolled with a respective unwinder of the corrugated cardboard system and the paper webs thus provided are connected to one another by means of several processing units to form a corrugated cardboard web.
  • one of the paper webs is corrugated with a corrugating roller and then glued to two non-corrugated paper webs.
  • Multi-layer corrugated cardboard webs with more than one corrugated paper web are also possible.
  • the finished corrugated cardboard web is then optionally assembled using the corrugating cardboard system, i.e. cut into individual pieces and, if necessary, slit and/or grooved.
  • the quality of the corrugated cardboard web produced depends on the one hand on the choice of appropriate values for the operating parameters of the corrugated cardboard system during operation (ie during the production of the corrugated cardboard web), but on the other hand also on the properties of the paper webs from which the corrugated cardboard web is produced.
  • the operating parameters are set, for example, during operation of the corrugator and manually by an operator or automatically depending on measurements using sensors directly in front of a respective processing unit (inline measurement). In this way, changing environmental conditions as well as varying properties of the Paper webs are reacted.
  • temperature and humidity controls are conceivable for adjusting the temperature and humidity of a respective paper web as part of a control system for the corrugated cardboard system in order to influence the processing result of this processing unit as optimally as possible immediately before a respective processing unit.
  • US 11,162,226 B2 describes a method in which a paper web is conditioned with a liquid film in order to obtain a specific moisture content.
  • the conditioning depends on a hygroexpansive attribute that is measured for or assigned to the paper web.
  • the measurement of the hygro-expansive attribute is based on a subsequent measurement of the shape of the finished corrugated cardboard, from which the hygro-expansive attribute is then calculated, so that similar paper webs can then be assigned the same hygro-expansive attribute.
  • the assignment of the hygro-expansiveness attribute is generally based on the fact that similar paper webs can be assigned the same hygro-expansiveness attribute.
  • a core idea of the invention is, in particular, the use of paper data in a corrugated cardboard system and the supply (also transmission) of this paper data to the corrugated cardboard layer.
  • the process is used to operate a corrugator.
  • This in turn is used to produce a corrugated cardboard web and has a number of adjustable operating parameters for this purpose.
  • Setting an operating parameter is done by selecting and setting a value for this operating parameter.
  • the operating parameters are used to control the behavior of one or more processing units of the corrugator. Examples of the processing units are dispensers, splicers, printers, single facers, bridges, preheaters, gluing units, double facers, drying sections, cutting units, slitting units, creasing units and the like. However, the details of the processing units are not important here.
  • Examples of the operating parameters are: conveying speed, tension, amount of ink, corrugating roller temperature, amount of glue, amount of water for moistening, drying temperature, cutting and/or creasing position and the like.
  • the details of the processing parameters are also not relevant here for the time being.
  • a number of paper rolls are fed to the corrugated cardboard system, each with one (ie at least one) paper web made of paper from which the corrugated cardboard web is produced.
  • the corrugator is fed with a number of paper rolls during operation.
  • a respective paper roll is formed in particular by a paper web and a sleeve (also referred to as a bushing), on which the paper web is rolled up, which is unrolled from the corrugated cardboard system for producing the corrugated cardboard web by means of a dispenser and is suitably connected to further paper webs of further paper rolls.
  • a respective paper web is made of paper or consists of paper.
  • the processing units then process the paper webs according to the operating parameters, ie each operating parameter is assigned to at least one of the processing units and defines their behavior during operation and thus the processing of the paper web by this processing unit.
  • several rolls of paper are fed to the corrugator in two ways.
  • several paper rolls are fed to the corrugated cardboard web, the paper webs of which are connected to one another as different layers of the corrugated cardboard web, i.e. several paper rolls for different layers are fed more or less simultaneously.
  • several rolls of paper are also fed to the corrugated cardboard web one after the other in order to achieve continuous operation, i.e. after a roll of paper has been used up, a new roll of paper is fed in, so that several rolls of paper are fed for the same layer.
  • the paper rolls are each characterized by a number of paper parameters, which have individual values for each of the paper rolls, so that each of the paper rolls is individually characterized based on their values for the paper parameters. More precisely, the paper of a respective paper roll is characterized by a number of paper parameters which have individual values for each of the paper rolls, so that the paper of each paper roll is individually characterized based on its values for the paper parameters.
  • the paper parameters thus specifically characterize the paper of a respective paper roll, but in the following, for the sake of simplicity, we will occasionally only speak of the paper roll, but in this case the paper in particular is meant.
  • the values of the paper parameters of a single paper roll are also referred to as “paper data” and together form a data record for this paper roll.
  • the paper parameters each directly or indirectly describe one or more properties of the paper of the paper roll, so that different values mean or imply correspondingly different properties.
  • the term “paper parameters” is particularly broad and does not just mean physical, mechanical, chemical properties of the paper itself, but also any information that enables the paper to be characterized, e.g. the place of manufacture, manufacturing time, storage period of the paper or operating parameters of a paper machine Making the paper and the like.
  • the paper data are averaged values or spatially and/or time-resolved values (eg spatially resolved moisture along the length and width of the paper web) or a combination thereof. Which paper parameters are used is initially irrelevant; what is more important in this case is that the values of the paper parameters are available individually for each of the paper rolls.
  • the paper parameter is a fiber orientation of the paper in the paper roll and the associated value is a for a first paper roll, b for a second paper roll and c for a third paper roll.
  • the value of the paper parameter is therefore individual for each paper roll (more precisely: its paper), but this does not rule out the possibility that two paper rolls do not have the same value for a specific paper parameter.
  • the papers of two paper rolls differ in one or more of the paper parameters due to their production, storage, transport, etc. and therefore have different properties. This individuality of the paper rolls is taken into account and used in the operation of the corrugated cardboard system and thus in the processing of the paper rolls in order to optimize the production of the corrugated cardboard web.
  • the operating parameters of the corrugated cardboard system are set depending on the values of the paper parameters (ie depending on the paper data), so that the production of the corrugated cardboard web is individually adapted to the paper roll (ie its paper) that is being processed at a given time.
  • the operation of the corrugator is adapted accordingly to the paper roll used, preferably recurring and/or continuously.
  • the paper data is not or not exclusively determined in the corrugator, but rather beforehand and in particular away from and independently of the corrugator.
  • the paper data advantageously contains the history and/or the previous life of the paper in the paper roll, so that the paper data represents, so to speak, a life history of the paper roll.
  • the paper data does not necessarily only contain those paper parameters which could also be determined inline in the corrugator, but advantageously also contain those paper parameters which, due to principle, are not accessible to be determined within the corrugator, for example paper production process parameters.
  • the method presented here is therefore correspondingly dynamic in that individual properties of the paper roll are taken into account. The above applies analogously to the simultaneous processing of several paper rolls, whose paper data is then used together to set the operating parameters.
  • the paper parameters themselves - and thus the paper data as a whole - are static, ie constant for the paper of an entire paper roll, or dynamic, ie vary along the paper of the paper roll, so that, for example, a parameter progression results depending on the section of the paper web that has just been unrolled.
  • a combination is also possible so that one or more paper parameters are static and one or more other paper parameters are dynamic.
  • the paper parameters of a respective paper roll are used to set the operating parameters of the corrugator and are therefore used in particular directly to set the operating parameters and thus also to control the corrugator.
  • a respective paper roll is first assigned a hygroexpansivity attribute based on a comparison with other paper rolls, based on which the conditioning within the corrugator is then adjusted. This means that there is no setting of the operating parameters depending on the specific properties of a respective paper roll.
  • the control system Since the values of the paper parameters are known particularly early in operation and in particular before the paper roll is even processed, the control system also reacts in a proactive manner to any changes in the values of the paper parameters.
  • the controlled system here is therefore in particular a feedforward control.
  • the input product (the paper roll) supplies the input signal for the controlled system in order to control (more precisely: regulate) the operating parameters and to obtain a specific output product.
  • the values used for the paper parameters of an individual paper roll are aggregated as much as possible, i.e. received from the corrugator from as few different sources as possible and preferably only from a single source and thus as a data set that is summarized as much as possible.
  • the paper data is therefore preferably not transferred to the corrugator at different locations and/or at different times, but is collected in a single data set and/or at a single time.
  • even the paper data from several paper rolls are aggregated in such a way that individual values can still be assigned to a single paper roll, expediently using an ID for a respective paper roll.
  • the invention firstly uses the observation that the properties of the paper in a paper roll are essentially determined by its production and can then change further as a result of its development (transport, storage and the like).
  • the values of the paper parameters of a respective paper roll have developed according to its individual life cycle, so that basically no two paper rolls are completely identical.
  • the invention now also opens up the potential that arises from the fact that the properties of the paper of a respective paper roll are actually taken into account individually, so that even small differences are compensated for by appropriately adjusting the operating parameters, so that a corrugated cardboard web can be created based on a paper roll with given properties to be manufactured with maximum quality.
  • a further advantage of the invention described here is that paper rolls can be produced with greater tolerance, since any deviations from values for the paper parameters defined as ideal are now optimally compensated for by the corrugator during operation. This makes paper and paper rolls in general easier and more cost-effective to produce. In addition, paper rolls that would previously have been sorted out due to excessive defects can now also be used.
  • paper rolls that are not usually intended for the production of corrugated cardboard, because due to the now known paper data and their use, basically any paper roll can be used optimally and specifically for the production of corrugated cardboard.
  • paper and paper rolls in general can be produced more cost-effectively or are cheaper to procure, with a corresponding advantage for the corrugated cardboard web.
  • the individual properties of the paper in a paper roll are used profitably to optimize process control of the corrugator.
  • the individual properties of a paper roll are used to control the corrugator, so that its operation then depends on the individual values of the paper parameters of a respective paper roll.
  • the corrugated cardboard system is controlled individually for each roll.
  • the paper data of the respective paper roll is known and available before it is processed and preferably as early as possible and is therefore not determined immediately before a respective processing station using appropriate sensors.
  • the paper data is already known before the paper is fed to a paper roll in the corrugator.
  • the values of the paper parameters of a respective paper roll are measured using suitable sensors within the corrugator, but not immediately before a respective processing unit or even afterwards, but as the paper roll unrolls in the dispenser or immediately afterwards, that is, before the paper web is processed in a processing unit (e.g. printer, single facer, preheater, gluing unit).
  • a processing unit e.g. printer, single facer, preheater, gluing unit.
  • a particular advantage is that the paper data can be used to check the plausibility, calibration or testing of sensors in the corrugator and is also expediently used for this purpose.
  • the value of a paper parameter is then determined using a sensor on the corrugator and compared with the value that is stored in the paper data for this paper parameter. Based on this, at least the above-mentioned options for action arise: plausibility check, calibration and testing of the sensor.
  • moisture sensors in the corrugator have a measurement inaccuracy, which is corrected and/or correlated using the paper parameter “moisture” from the paper data of the paper roll.
  • a further advantage is in particular that the energy requirement for producing a web of corrugated cardboard from the respective paper roll (ie for processing the paper roll) can be determined using the paper data, preferably the temperature and moisture of the paper. Accordingly, in an expedient embodiment, an energy requirement is determined based on the paper data of a paper roll, which indicates how much energy is required to produce a web of corrugated cardboard from the paper roll. Preferably, values for the operating parameters are selected based on a rule which links the values of the paper parameters with the values for the operating parameters in such a way that a quality measure for the corrugated cardboard web is changed, in particular improved, in particular maximized.
  • the quality measure is basically arbitrary, an example of a suitable quality measure is the extent of bending of the corrugated cardboard web, also referred to as “warp”, or the proportion of rejected goods, i.e. what proportion of the corrugated cardboard web cannot be used as intended due to defective production.
  • a combination of several quality measures is also advantageous.
  • the regulation is trained in a suitable embodiment, that is, it is generated in advance in a learning process in which the quality measure is measured as a function of the paper parameters and the operating parameters. The rule is then derived from this function.
  • Various approaches are suitable for the learning
  • the operating parameters are advantageously set not only indirectly, but directly depending on the values of the paper parameters.
  • the regulation already described is in particular a function for which the paper parameters are then input parameters and for which the operating parameters are correspondingly output parameters.
  • the values of the paper parameters are converted directly into suitable values for the operating parameters by the corrugator in accordance with the, in particular predefined, regulation and these values are then also set.
  • a determination of intermediate parameters preferably does not take place. This is in contrast to US 11,162,226 B2 mentioned at the beginning, in which the hygroexpansivity attribute is first determined for a given paper web in order to then use this to obtain suitable operating parameters for conditioning the paper web.
  • the regulation mentioned directly links the paper parameters with the operating parameters and thereby enables corresponding calculations and Preliminary considerations can be saved.
  • This is based in particular on the knowledge that knowledge of the causal relationships or causalities is not important, but that it is sufficient to empirically determine the regulation in advance through appropriate experiments, training procedures and/or a big data approach.
  • the regulation itself is not necessarily known, but rather a kind of black box, which only outputs corresponding values for the operating parameters for given paper data.
  • the rule is implemented by a neural network or the like, for example in a virtual sensor. In principle, various solutions are conceivable and suitable, which achieve similar or identical results in different ways.
  • paper parameters are actually used is initially of secondary importance and becomes less relevant as the number of paper parameters increases. Accordingly, at least 10 paper parameters are preferably used, in particular at least 100.
  • the total volume of paper data results primarily from the number of values that are stored for the respective paper parameters.
  • a static paper parameter only contains a single value (e.g. linear meter on the paper roll, production date or average value of a dynamic paper parameter), whereas a dynamic paper parameter contains a multitude of values (e.g. moisture as a function of the width and length of the paper roll), which depend in particular on the value density /sampling rate (e.g. 1/cm) depends and is regularly in the range from 1,000 to 1,000,000 or more.
  • the paper parameters do not necessarily have to have an immediately recognizable, causal relationship to the quality measure for the corrugated cardboard web. Particularly in the Big Data approach mentioned above, knowledge of relationships is of minor importance. However, some paper parameters regularly have a greater influence on the quality of the corrugated cardboard web than other paper parameters and are therefore preferred, especially when only a few (ie at most 10) paper parameters are used. Therefore, in a suitable embodiment, one or more of the paper parameters are selected from the following paper parameters: Fiber orientation of the paper of the paper roll, failure stress of the paper of the paper roll.
  • two of the paper rolls, which are fed to the corrugator for simultaneous processing are selected such that they do not differ from each other by more than a maximum value in at least one of the paper parameters.
  • two of the paper rolls that are processed at the same time are as similar as possible.
  • the setting of the operating parameters depending on the values of the paper parameters is simplified by selecting the same paper rolls as possible. This is particularly advantageous with regard to moisture. Accordingly, in a suitable embodiment, one of the paper parameters is a moisture content of the paper of a respective paper roll.
  • two of the paper rolls (which are fed to the corrugated cardboard plant for simultaneous processing) are then selected in such a way that their moisture levels do not differ from each other by more than a maximum value, in particular 2% (relative to each other).
  • paper rolls with as similar a moisture content as possible are selected.
  • the two paper rolls are then processed at the same time and in particular form different layers of the corrugated cardboard web, preferably two outer layers of the corrugated cardboard web, i.e. a top and a bottom. This is based on the idea that if the moisture deviation is too large, i.e. a deviation that is greater than the maximum value, the production of a corrugated cardboard sheet may no longer be possible or at least cannot be guaranteed with sufficient quality. Since the paper parameters are advantageously accessible in the present case, it is possible to specifically select the paper rolls in such a way that they fit each other optimally, especially with regard to the respective moisture of the paper as described.
  • At least one of the paper parameters is a dynamic paper parameter, the values of which are specified as a function of the width and/or length of the paper web of the paper roll.
  • static paper parameters have the same value along the entire paper web.
  • Suitable dynamic paper parameters are: Fiber orientation as a function of width and/or length of the paper web, temperature as a function of a width and/or length of the paper web, for example in the form of a “heat map” which indicates the temperature at a respective point on the paper web, and humidity as a function of a width and/or length of the Paper web, analogous e.g. in the form of a “moisture map”.
  • a dynamic paper parameter is characterized by the fact that it has potentially different values at different points on the paper web and therefore describes an inhomogeneity of the paper roll.
  • Using one or more dynamic paper parameters results in a more detailed picture of the paper roll, which is used advantageously when setting the operating parameters.
  • the operating parameters are then set dynamically accordingly.
  • paper production process parameters ie process parameters that were used in the production of the paper of a respective paper roll itself.
  • the papermaking process parameters are not immediate, direct properties of the paper (such as moisture, fiber orientation, length, width, etc.), but rather parameters of the production of the paper and therefore only indirect or indirect paper parameters.
  • the paper parameters correspondingly comprise a number of papermaking process parameters that were used in the production of the paper roll.
  • the papermaking process parameters are in particular operating parameters of a paper machine for producing the paper roll and/or for producing the paper of the paper roll.
  • the paper production process parameters are used to expediently determine a correlative relationship between the production of the corrugated cardboard and the production of the paper used here, which may not be recognizable in the direct paper parameters. A subsequent determination of other paper parameters such as failure stress and fiber alignment, temperature, humidity and the like may therefore be unnecessary, so that in an advantageous embodiment these are completely or partially dispensed with.
  • the knowledge is used that ultimately the production of the paper roll significantly influences its properties and that the production in turn is significantly influenced by the paper manufacturing process parameters. Therefore these will be advantageously used directly to set the operating parameters of the corrugator.
  • Corrugated cardboard properties especially corrugated cardboard base paper properties
  • paper parameters that change as little as possible or not at all during the life of the paper roll, i.e. until it is processed in the corrugator, are particularly suitable.
  • the temperature of a paper roll typically changes during transport from the paper mill to the corrugator and is therefore less suitable (but not completely unsuitable).
  • Humidity is less of a problem compared to temperature, but it also fundamentally changes over time.
  • the fiber direction remains unchanged (possibly even as a dynamic paper parameter as a function of width and length) and is therefore particularly suitable.
  • Determining the values of the paper parameters is not necessarily part of the process described here for operating the corrugator.
  • at least one and preferably all of the values of the paper parameters of a respective paper roll were determined in advance, namely before this paper roll is fed to the corrugator.
  • the values of the paper parameters are therefore known before the paper roll is loaded into the corrugator and therefore only need to be transmitted to the corrugator in order to set the operating parameters. This ensures uninterrupted and fully automatic operation.
  • the values of the paper parameters of a respective paper roll were already determined during its production, especially in the case of those mentioned above Papermaking process parameters.
  • the values of the paper parameters of a respective paper roll were determined after its production and in particular by means of a laboratory test.
  • the paper data then contains, on the one hand, one or more paper parameters that change over time (e.g. temperature or humidity) and additionally logistics data (i.e. storage, transport and/or tracking data, e.g. transport duration, transport conditions, storage duration, storage temperature, etc.).
  • logistics data i.e. storage, transport and/or tracking data, e.g. transport duration, transport conditions, storage duration, storage temperature, etc.
  • the time-varying paper parameter is stored, for example, during or after the production of the paper roll and before its removal from the paper factory and is then subject to a change due to the storage and transport of the paper roll. This change is now tracked using the logistics data in order to then update (i.e.
  • a temperature and humidity logger travels with the paper roll on a truck and the initial paper parameters temperature and humidity from the paper mill are then updated with recorded data from the temperature and humidity logger, e.g. enriched and using a suitable model (e.g. temperature distribution calculations and Diffusion equations) corrected.
  • a suitable model e.g. temperature distribution calculations and Diffusion equations
  • the corrugated cardboard system expediently has a data interface via which the values of the paper parameters of the paper of a respective paper roll are transmitted to the corrugated cardboard system.
  • the values are transmitted before, during and/or after loading the corrugator, expediently before the paper roll is unrolled for processing. Basically is however, it is sufficient if at least those values which are specifically required for processing the incoming paper web into this processing station are transmitted immediately before a respective processing station in order to set the operating parameters which are assigned to this processing station.
  • all values are preferably transmitted together as a single, aggregated data set via the data interface and are then immediately available.
  • each paper roll is assigned a data carrier on which the individual values of the paper parameters of the paper of the respective paper roll are stored.
  • a respective data carrier is therefore assigned to exactly one roll of paper and in particular only contains the paper data of a single roll of paper.
  • the data carrier is preferably read out by the corrugator.
  • the corrugator has a suitable reading device.
  • the reading device is in particular a part of the data interface already mentioned.
  • the data carrier is suitably a code, e.g. QR code or barcode, a transponder, e.g. RFID tag or NFC tag, or a volatile or non-volatile memory, e.g.
  • the reading device is, for example, a scanner, a receiving unit with an antenna, a drive, a USB port or the like.
  • the data carrier creates an offline solution in which the values of the paper parameters are transmitted to the corrugator without the corrugator having to be connected to the Internet or another network in order to receive the data record for a respective paper roll.
  • the data carrier is either attached to the paper roll or is provided separately from it.
  • the data carrier is a label or a type of data sheet for the paper roll and is also referred to as a “roll tag”.
  • the data carrier can also advantageously be sent together with the paper roll.
  • the data carrier is attached to the paper roll, for example directly on the paper web or on a roll Packaging of the paper roll, e.g. glued or printed directly on the paper or on the sleeve. This makes assignment and handling of the data record particularly straightforward.
  • the data carrier is a code that is attached to the paper roll and which is read in with a reading device when loading the corrugator.
  • the data carrier is therefore preferably designed in such a way that it is reliably linked to the paper roll even when the paper roll is fed and removed several times to or from the corrugator.
  • the data carrier is detachable for this purpose and is removed when the paper roll is fed and reattached to the paper roll when it is removed and then stored.
  • the data carrier is attached to the paper roll in such a way that the data carrier does not have to be removed, i.e. it remains on the paper roll when it is processed in the corrugator.
  • the data carrier is expediently attached in the center, in particular on or in a sleeve of the paper roll.
  • Contactless or electronically readable data carriers such as RFID and NFC tags and the like are particularly suitable for this. Overall, this ensures that the paper parameters are available over its entire useful life, even if a paper roll is used several times.
  • the comments on the data carrier apply analogously to the ID already mentioned, which is described in more detail below.
  • An update of the paper parameters is particularly advantageous when paper rolls are used several times.
  • one or more of the paper parameters of a paper roll are updated if this paper roll is only partially used and removed from the corrugator and is temporarily stored for later, renewed use, in particular away from the corrugator, e.g. in a roll warehouse.
  • the update is either a change to an already existing paper parameter or an addition of a new paper parameter. It is useful, for example, to update the length of the paper, ie to store the remaining length of paper, or the diameter of the paper roll and basically all the properties of the paper roll that change as a result of processing in the corrugator.
  • a suitable newly added paper parameter is an unrolling direction, ie the direction in which the paper roll was unrolled during processing (especially for paper from which a corrugated cardboard web is made).
  • a particularly advantageous embodiment is one in which one or more operating parameters of the corrugator, which were used in processing the paper roll, are saved when the paper parameters are updated, so that when the paper roll is used again, the operating parameters last used for these are immediately accessible and usable. Once the operating parameters have been selected, they are inherited, so to speak. Alternatively or additionally, during the update, it is saved with which other paper rolls the paper roll was processed together and optionally also under which operating parameters this took place. In this way, operating parameters are advantageously learned which are particularly advantageous in interaction with such or similar (eg from the same batch) paper rolls.
  • the update is carried out in particular using a writing instrument from the corrugator.
  • the reading device and the writing device are combined to form a writing and reading device.
  • an online solution is also fundamentally advantageous, e.g. a cloud solution.
  • a cloud solution has the particular advantage that the determination of paper parameters, for example by means of a laboratory examination, is possible parallel (ie at the same time) to the transport of the paper roll and the paper parameters are then transmitted online.
  • at least a subset (one or more), in particular each, of the paper rolls has a particular individual ID (also referred to as an identifier or identification mark), which is stored together with the paper data of the respective paper roll in a database, for example a Datalake, is stored.
  • the database is part of a cloud.
  • the ID is used to assign a specific paper roll to its paper data, which is then determined and/or stored independently of the paper roll.
  • the use of an ID to assign a roll of paper to a data record from a set of several aggregated data records has already been outlined above.
  • the database is designed separately from the corrugator and is connected to it for data transmission, for example via the Internet or via another network.
  • a design in which the database is part of the corrugator is also suitable.
  • the database is either connected to a single corrugator or alternatively to several corrugators.
  • the corrugator requests the paper data of a respective paper roll from the database based on its ID. As soon as the corrugator has received the values, the operating parameters are set accordingly.
  • the regulation that may be used here may be stored in the database and for this to then directly transmit the associated values for the operating parameters when the corrugator makes a request for a given ID.
  • the paper parameters are used directly to control the corrugator; the ID merely represents a pointer to the database in order to request the corresponding data record, which is not directly attached to the paper roll itself.
  • the ID is advantageously attached to the paper roll; the comments on the data carrier also apply analogously to the ID.
  • a bi-directional interface between the corrugator and a paper machine is also advantageous.
  • paper data is then transferred to the corrugator via the bi-directional interface in order to control it as described.
  • corrugated cardboard data is also transmitted to the paper machine in order to control it.
  • a basically symmetrical constellation is realized in which the corrugated cardboard data contain corrugated cardboard parameters of the corrugated cardboard analogous to the paper data and thus describe properties of the corrugated cardboard.
  • Those related to Paper parameters mentioned in the paper data are basically also suitable as corrugated cardboard parameters.
  • corrugated board-specific parameters such as warp or quality of gluing are used advantageously.
  • the paper machine is then controlled with the corrugated cardboard data; here too, the explanations for controlling the corrugated cardboard system also apply analogously to the control of the paper machine, whereby in detail the paper machine is consequently controlled with different operating parameters than a corrugated cardboard system.
  • a particular advantage of the bi-directional interface is that malformations and rejects in the corrugator are correlated with paper data from the paper roll processed there and reported back to the paper machine, whereupon the latter makes a correspondingly appropriate correction (ie appropriately changes operating parameters) in order to produce paper from then on , which does not lead to the above-mentioned malformations or rejects, or at least to a lesser extent.
  • the paper machine receives feedback regarding the suitability of the paper produced by the paper machine, and depending on this feedback, the operating parameters of the paper machine are optimized with the aim of improving the subsequent production of corrugated cardboard.
  • the corrugated cardboard system has one or more sensors by means of which the values of the paper parameters of the paper of a respective paper roll are measured, in particular during operation, while this paper roll is received in the corrugated cardboard system and preferably before this paper roll is processed.
  • processing begins with unwinding from an unwinder of the corrugator and in particular also includes one or more of the following processing steps: splicing, corrugating (with a corrugating roller), moistening, drying, printing as well as gluing and / or connecting with another paper web.
  • all processing steps benefit from knowledge of the actual values of the paper parameters, but especially any processing steps after unwinding or after splicing.
  • the sensors are located along the paper web downstream of the dispenser or splicer and upstream any other processing units are arranged. It is also advantageous to integrate the sensors into the unwinder or splicer so that the values of the paper parameters are measured immediately before or during or after unwinding/splicing.
  • the corrugator has a virtual sensor, also referred to as a soft sensor.
  • the virtual sensor actually does not carry out any measurement in the corrugator; instead, the paper data is fed to the virtual sensor, especially those paper parameters that were determined outside the corrugator (e.g. during the production of the paper).
  • one or more paper parameters are also supplied to the virtual sensor, which were determined as described with an actual sensor in the corrugator.
  • a particularly advantageous embodiment is also one in which the paper production process parameters already mentioned are supplied to the virtual sensor, since, due to their principle, these cannot be measured in the corrugator itself.
  • the virtual sensor determines the operating parameters for the corrugating board system, in particular from the supplied paper data, and in this respect implements the already mentioned big data approach and/or the already described regulation for assigning the values of the operating parameters to the values of the paper parameters.
  • a corrugated cardboard system has a control unit which is designed to carry out a method as described above.
  • the control unit is in particular designed to carry out one or more of the described steps of the method.
  • the control unit controls the processing units accordingly and thus sets the operating parameters.
  • the corrugator has an order planning system.
  • the order planning system is used to plan the setting of the operating parameters in advance. This is improved accordingly by the individual paper parameter values now available for each paper roll.
  • the order planning system in particular requests the paper data of a respective paper roll, for example by means of a reading device or by means of an ID, and passes this paper data on to the control unit, which then appropriately sets the operating parameters and thus the individual processing units, in particular as soon as the respective paper roll is processed.
  • a computer program product comprises commands which, when executed by a corrugated cardboard system, in particular as described above, cause it to select and set the operating parameters depending on the values of the paper parameters in a method as described above, so that the production of the corrugated cardboard web is individually tailored to the paper adapted to the paper roll being fed.
  • the already mentioned rule for assigning the values of the operating parameters to the values of the paper parameters is also implemented with the computer program product.
  • the computer program product also includes commands which, when executed by a corrugator, implement the order planning system mentioned for it.
  • a paper roll according to the invention is used in particular to produce a web of corrugated cardboard and, as described above, is characterized by a number of paper parameters with individual values.
  • the paper roll has a data carrier on which the individual values of the paper parameters are stored.
  • the data carrier is designed in such a way that it can be read by a corrugator in a method as described above, in particular in order to then control the corrugator based on the values of the paper parameters.
  • the paper roll has an ID to reference the values of the paper parameters in a database. The ID is designed to serve as a pointer for requesting the values of the paper parameters from the database using a corrugator in a method as described above.
  • Fig. 1 shows a corrugated cardboard plant
  • Fig. 2 shows a variant of the corrugated cardboard system from Fig. 1.
  • FIG. 1 and 2 each show a corrugated cardboard system 2 to explain exemplary embodiments of a method for operating such a corrugated cardboard system 2.
  • the corrugated cardboard system 2 is used to produce a corrugated cardboard web 4 and has a number of adjustable operating parameters 6 for this purpose.
  • “a number of” is understood to mean “one or more” or “at least one”.
  • An operating parameter 6 is set by selecting and setting a value for this operating parameter 6.
  • the behavior of one or more processing units 8 of the corrugator 2 is controlled. Examples of the processing units 8 are dispensers 10, splicers, printers, single facers, bridges, preheaters, gluing units, double facers, drying sections, cutting units, slitting units, creasing units and the like.
  • the corrugated cardboard system 2 is supplied with a number of paper rolls 12, each with a paper web made of paper from which the corrugated cardboard web 4 is made.
  • a respective paper roll 12 is formed by a rolled-up paper web, which is unrolled from the corrugated cardboard system 2 for producing the corrugated cardboard web 4 by means of a dispenser 10 and is suitably connected to further paper webs of further paper rolls 12.
  • the processing units 8 then process the paper webs according to the operating parameters 6. In the figures, the course of the paper webs and the corrugated cardboard web 4 through the corrugated cardboard system 2 is only shown in a very simplified manner.
  • the paper rolls 12 are each characterized by a number of paper parameters 14, which have individual values for each of the paper rolls 12, so that each of the paper rolls 12 is individually characterized based on their values for the paper parameters 14 (also referred to as paper data).
  • the paper parameters 14 each directly or indirectly describe one or several properties of the paper of the paper roll 12, so that different values mean or imply different properties.
  • two paper rolls 12 differ in one or more of the paper parameters 14 due to their production, storage, transport, etc. This individuality of the paper rolls 12 is taken into account in their processing and used in order to optimize the production of the corrugated cardboard web 4.
  • the operating parameters 6 are set depending on the values of the paper parameters 14, so that the production of the corrugated cardboard web 4 is individually adapted to the respective paper roll 12.
  • the individual paper data of a paper roll 12 are used to control the corrugator 2, so that its operation is then dependent on the individual values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12.
  • the used values of the paper parameters 14 of an individual paper roll 12 are aggregated as possible in the present case, ie combined into a data record 16.
  • values for the operating parameters 6 are selected based on a rule 18, which links the values of the paper parameters 14 with the values for the operating parameters 6 in such a way that a quality measure for the corrugated cardboard web 4 is maximized.
  • the rule 18 is, for example, trained, i.e. is generated in advance in a learning process in which the relationship between the operating parameter 6 and the paper parameter 14 is determined and the rule 18 is then determined directly from this data or indirectly via a function derived from it.
  • the operating parameters 6 are set not only indirectly, but directly depending on the values of the paper parameters 14.
  • the rule 18 is, for example, a function which has the paper parameters 14 as input parameters and the operating parameters 6 accordingly as output parameters.
  • the values of the paper parameters 14 are converted into suitable values for the operating parameters 6 by the corrugator 2 in accordance with regulation 18 and these values are then also set.
  • a determination of any intermediate parameters preferably does not take place. Which paper parameters 14 are actually used is initially of minor importance and becomes less relevant as the number of paper parameters 14 increases. Accordingly, as many paper parameters 14 as possible are used here, for example at least 10 or even at least 100.
  • paper parameters 14 regularly have a greater influence on the quality of the corrugated cardboard web 4 than other paper parameters 14 and are therefore used specifically in a possible embodiment.
  • one or more of the paper parameters 14 are selected from the following paper parameters 14: fiber orientation of the paper of the paper roll, failure stress of the paper of the paper roll 12.
  • At least one of the paper parameters 14 is a dynamic paper parameter 14, the values of which are specified as a function of the width and/or length of the paper web of the paper roll 12.
  • static paper parameters 14 have the same value along the entire paper web of the paper roll 12.
  • Suitable dynamic paper parameters 14 are humidity and temperature as a function of a width and/or length of the paper web of the paper roll 12.
  • the paper parameters 14 include a number of papermaking process parameters that were used in the production 20 of the paper of the paper roll 12.
  • the papermaking process parameters are operating parameters of a paper machine of a paper factory for producing 20 the paper roll 12 or at least for producing the paper for the paper roll 12.
  • some or all of the values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12 were determined in advance, namely before this paper roll 12 is fed to the corrugator 2.
  • the values of the paper parameters 14 are therefore known before the corrugator 2 is loaded with the paper roll 12 and therefore only need to be transmitted to the corrugator 2 in order to set the operating parameters 6.
  • at least some of the values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12 were already determined during its production 20, especially in the case of the paper production process parameters mentioned above.
  • the values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12 were determined after its production 20 and, for example, by means of a laboratory test 22. For example, during or immediately after production 20 and possibly by the manufacturer of the paper roll 12 itself, the paper parameters 14 are determined and stored.
  • the corrugated cardboard system 2 has a data interface 24, via which the values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12 are transmitted to the corrugated cardboard system 2.
  • the values are transmitted before, during and/or after loading the corrugator 2, for example before the paper roll 12 is unrolled for processing.
  • each paper roll 12 is assigned a data carrier 26 on which the individual values of the paper parameters 14 of the respective paper roll 12 are stored.
  • a respective data carrier 14 is assigned to exactly one paper roll 12 and here only contains the values of a single paper roll 12.
  • the data carrier 26 is read out by the corrugator 2.
  • the corrugated cardboard system 2 has a suitable reading device 28.
  • the data carrier 26 implements an offline solution in which the values of the paper parameters 14 are transmitted to the corrugator 2 without the latter having to be connected to the Internet or another network in order to receive the data record 16 for a respective paper roll 12 .
  • the data carrier 26 can be sent with the paper roll 12 and is, so to speak, a label or a kind of data sheet for the paper roll 12. In the embodiment shown here, the data carrier 26 is attached to the paper roll 12.
  • each of the paper rolls 12 has an ID 30, which is shared with the values of the Paper parameters 14 of the respective paper roll 12 are stored in a database 32.
  • the ID 30 is attached to the paper roll, for example, in the same way as the data carrier 26 in FIG. 1.
  • the database 32 is either designed separately from the corrugator 2 as shown in FIG. 2 or is a part of it (not shown).
  • the corrugator 2 requests the values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12 from the database 32 based on its ID 30. As soon as the corrugator 2 has received the values, the operating parameters 6 are set accordingly.
  • the regulation 18 that may be used here to be stored in the database 32 and for this to then directly transmit the associated values for the operating parameters 6 when the corrugator 2 requests a given ID 30.
  • the paper parameters 14 are used directly to control the corrugator 2; the ID 30 merely represents a virtual placeholder for the paper roll 12 and its paper data in order to query the associated data record 16.
  • the corrugator 2 has one or more sensors 34, by means of which some of the values of the paper parameters 14 of a respective paper roll 12 are measured during operation.
  • This paper roll 12 is already included in the corrugated cardboard system 2.
  • This is also an online solution. Processing basically begins with unwinding from the unwinder 10 and then includes all subsequent processing steps. In principle, all processing steps benefit from knowledge of the actual values of the paper parameters 14, but especially any processing steps after unwinding or after splicing. Accordingly, unlike in Fig. 1, it is sufficient if the sensors 34 are arranged along the paper web downstream of the dispenser 10 or the splicer and upstream of any other processing units 8.
  • the solution with one or more sensors 34 is also applicable to the exemplary embodiment in FIG.
  • the respective corrugated cardboard system 2 also has a control unit 36, which is designed to carry out the method described.
  • the control unit 36 controls the processing units 8 accordingly and thus sets the Operating parameter 6.
  • the corrugated cardboard plant 2 in FIG. 2 also has an order planning system 38, with which the setting of the operating parameters 6 is planned in advance.
  • the order planning system 38 for example, as shown in FIG the individual processing units 8 are set as soon as the respective paper roll 12 is processed.
  • An order planning system 38 is also possible in the embodiment according to FIG.
  • the corrugated cardboard system 2 shown here also executes a computer program product for operation, with commands which cause the corrugated cardboard system 2 to select and set the operating parameters 6 in the described method as described depending on the values of the paper parameters 14, so that the production of the corrugated cardboard web 2 is individually adapted to the paper roll 12 being fed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machines For Manufacturing Corrugated Board In Mechanical Paper-Making Processes (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Betrieb einer Wellpappenanlage (2) angegeben, wobei die Wellpappenanlage (2) zur Herstellung einer Wellpappenbahn (4) dient und hierzu eine Anzahl von einstellbaren Betriebsparametern (6) aufweist, wobei der Wellpappenanlage (2) eine Anzahl an Papierrollen (12) zugeführt wird, jeweils mit einer Papierbahn aus einem Papier, aus welchem die Wellpappenbahn (4) hergestellt wird, wobei das Papier einer jeweiligen Papierrolle (12) durch eine Anzahl an Papierparametern (14) charakterisiert ist, welche für jede einzelne der Papierrollen (12) individuelle Werte aufweisen, sodass das Papier einer jeden Papierrolle (12) anhand von deren Werten für die Papierparameter (14) individuell charakterisiert ist, wobei die Betriebsparameter (6) abhängig von den Werten der Papierparameter (14) eingestellt werden, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn (4) jeweils individuell an das Papier der jeweils zugeführten Papierrolle (12) angepasst wird. Weiter werden eine Wellpappenanlage (2), ein Computerprogrammprodukt und eine Papierrolle (12) angegeben.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betrieb einer Wellpappenanlage, Wellpappenanlage, Computerprogrammprodukt, Papierrolle
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Wellpappenanlage sowie eine Wellpappenanlage, ein Computerprogrammprodukt und eine Papierrolle.
Eine Wellpappenanlage dient zur Herstellung einer Wellpappenbahn. Dabei wird die Wellpappenanlage mit mehreren Papierbahnen in Form von Papierrollen beschickt. Die Papierrollen werden mit einem jeweiligen Abroller der Wellpappenanlage abgerollt und die dadurch bereitgestellten Papierbahnen werden mittels mehrerer Bearbeitungseinheiten miteinander zu einer Wellpappenbahn verbunden.
Hierbei wird beispielsweise eine der Papierbahnen mit einer Riffelwalze gewellt und dann mit zwei nicht gewellten Papierbahnen verleimt. Auch mehrlagige Wellpappenbahnen mit mehr als einer gewellten Papierbahn sind möglich. Die fertige Wellpappenbahn wird abschließend optional noch mittels der Wellpappenanlage konfektioniert, d.h. in einzelne Stücke geschnitten und gegebenenfalls noch geschlitzt und/oder gerillt.
Die Qualität der hergestellten Wellpappenbahn ist einerseits abhängig von der Wahl entsprechender Werte für die Betriebsparameter der Wellpappenanlage im Betrieb (d.h. während der Herstellung der Wellpappenbahn), andererseits aber auch von den Eigenschaften der Papierbahnen, aus welchen die Wellpappenbahn hergestellt wird. Die Betriebsparameter werden beispielsweise im Betrieb der Wellpappenanlage und manuell von einem Bediener oder automatisch abhängig von Messungen mittels Sensoren unmittelbar vor einer jeweiligen Bearbeitungseinheit (inline-Messung) eingestellt. Auf diese Weise kann sowohl auf wechselnde Umgebungsbedingungen als auch auf variierende Eigenschaften der Papierbahnen reagiert werden. Denkbar sind beispielsweise Temperatur- und Feuchtigkeitsregelungen zur Anpassung von Temperatur und Feuchtigkeit einer jeweiligen Papierbahn als Teil einer Steuerung der Wellpappenanlage, um unmittelbar vor einer jeweiligen Bearbeitungseinheit das Verarbeitungsergebnis dieser Bearbeitungseinheit möglichst optimal zu beeinflussen.
In der US 11 ,162,226 B2 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem eine Papierbahn mit einem Flüssigkeitsfilm konditioniert wird, um einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt zu erhalten. Die Konditionierung ist abhängig von einem Hyg- roexpansivitätsattribut, welches für die Papierbahn gemessen oder dieser zugeordnet wird. Die Messung des Hygroexpansivitätsattributs basiert auf einer nachträglichen Messung der Form der fertig hergestellten Wellpappe, woraus dann das Hygroexpansivitätsattribut errechnet wird, sodass dann ähnlichen Papierbahnen das gleiche Hygroexpansivitätsattribut zugeordnet werden kann. Entsprechend basiert auch allgemein die Zuordnung des Hygroexpansivitätsattributs darauf, dass ähnlichen Papierbahnen das gleiche Hygroexpansivitätsattribut zugeordnet werden kann.
Zusätzlich wird verwiesen auf US 10,095,206 B2, EP 3 392 649 B1 , EP 3 369 564 B1 , EP 2 572 038 B1 , EP 2 406 616 B1 , EP 2 391 505 B1 , EP 1 902 833 A1 , EP 0 936 059 A2, DE 10 2017 219 064 A1 , DE 10 2015 206 650 A1 , CN 107 458 032 A, CN 107 631 684 A, CN 112 644 092 B, CN 207 105 756 U, CN 210 553 357 U.
Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Herstellung einer Wellpappenbahn zu verbessern. Hierzu sollen ein geeignetes Verfahren zum Betrieb einer Wellpappenanlage, eine entsprechende Wellpappenanlage sowie ein Computerprogrammprodukt und eine vorteilhafte Papierrolle angegeben werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 , eine Wellpappenanlage mit den Merkmalen gemäß Anspruch 13, ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen gemäß Anspruch 14 und eine Papierrolle mit den Merkmalen gemäß Anspruch 15. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Varianten sind Gegenstand der Unteransprüche. Die Ausführungen im Zusammenhang mit dem Verfahren gelten sinngemäß auch für die Wellpappenanlage, das Computerprogrammprodukt sowie die Papierrolle und umgekehrt. Sofern nachfolgend Schritte des Verfahrens angegeben sind, ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen für die Wellpappenanlage dadurch, dass diese ausgebildet ist, einen oder mehrere dieser Schritte auszuführen (insbesondere mittels einer Steuereinheit der Wellpappenanlage). Analog ergeben sich vorteilhafte Ausgestaltungen für das Computerprogrammprodukt dadurch, dass dieses Befehle umfasst, welche bei Ausführung durch eine Wellpappenanlage diese veranlassen einen oder mehrere dieser Schritte auszuführen.
Ein Kerngedanke der Erfindung ist insbesondere die Nutzung von Papierdaten in einer Wellpappenanlage sowie die Zuführung (auch Übermittlung) dieser Papierdaten zu der Wellpappenlage.
Das Verfahren dient zum Betrieb einer Wellpappenanlage. Diese dient wiederum zur Herstellung einer Wellpappenbahn und weist hierzu eine Anzahl von einstellbaren Betriebsparametern auf. Das Einstellen eines Betriebsparameters erfolgt durch Auswahlen und Setzen eines Werts für diesen Betriebsparameter. Mittels der Betriebsparameter wird das Verhalten einer oder mehrerer Bearbeitungseinheiten der Wellpappenanlage gesteuert. Beispiele für die Bearbeitungseinheiten sind Abroller, Splicer, Drucker, Single Facer, Brücke, Vorheizer, Leimwerk, Double Facer, Trockenstrecke, Schneideinheit, Schlitzeinheit, Rilleinheit und dergleichen. Auf die Details der Bearbeitungseinheiten kommt es vorliegend jedoch nicht an. Beispiele für die Betriebsparameter sind: Fördergeschwindigkeit, Zugspannung, Tintenmenge, Riffelwalzentemperatur, Leimmenge, Wassermenge zur Befeuchtung, Trocknungstemperatur, Schnitt- und/oder Rillenposition und dergleichen. Auf die Details der Bearbeitungsparameter kommt es vorliegend vorerst ebenfalls nicht an.
Im Rahmen des Verfahrens wird der Wellpappenanlage eine Anzahl an Papierrollen zugeführt, jeweils mit einer (d.h. zumindest einer) Papierbahn aus Papier, aus welchem die Wellpappenbahn hergestellt wird. Mit anderen Worten: die Wellpappenanlage wird im Betrieb mit einer Anzahl an Papierrollen beschickt. Unter „eine Anzahl von“ wird hier und auch ganz allgemein „ein oder mehrere“ oder „zumindest ein/eine“ verstanden. Eine jeweilige Papierrolle ist insbesondere durch eine Papierbahn und eine Hülse (auch als Buchse bezeichnet) gebildet, auf welcher die Papierbahn aufgerollt ist, welche von der Wellpappenanlage zur Herstellung der Wellpappenbahn mittels eines Abrollers abgerollt wird und mit weiteren Papierbahnen weiterer Papierrollen geeignet verbunden wird. Eine jeweilige Papierbahn ist aus Papier hergestellt oder besteht aus Papier. Die Bearbeitungseinheiten verarbeiten dann die Papierbahnen gemäß den Betriebsparametern, d.h. jeder Betriebsparameter ist zumindest einer der Bearbeitungseinheiten zugeordnet und definiert deren Verhalten im Betrieb und somit die Verarbeitung der Papierbahn durch diese Bearbeitungseinheit.
Der Wellpappenanlage werden insbesondere auf zweifache Weise mehrere Papierrollen zugeführt. Einerseits werden der Wellpappenbahn mehrere Papierrollen zugeführt, deren Papierbahnen als unterschiedliche Lagen der Wellpappenbahn miteinander verbunden werden, d.h. es werden mehrere Papierrollen für unterschiedliche Lagen mehr oder weniger gleichzeitig zugeführt. Andererseits werden der Wellpappenbahn auch zeitlich nacheinander mehrere Papierrollen zugeführt, um einen fortlaufenden Betrieb zu realisieren, d.h. nach einem Aufbrauchen einer Papierrolle wird eine neue Papierrolle zugeführt, sodass also mehrere Papierrollen für dieselbe Lage zugeführt werden.
Die Papierrollen sind jeweils durch eine Anzahl an Papierparametern charakterisiert, welche für jede einzelne der Papierrollen individuelle Werte aufweisen, sodass jede der Papierrollen anhand von deren Werten für die Papierparameter individuell charakterisiert ist. Genauer gesagt ist das Papier einer jeweiligen Papierrolle durch eine Anzahl an Papierparametern charakterisiert, welche für jede einzelne der Papierrollen individuelle Werte aufweisen, sodass das Papier einer jeden Papierrolle anhand von dessen Werten für die Papierparameter individuell charakterisiert ist. Die Papierparameter charakterisieren somit speziell das Papier einer jeweiligen Papierrolle, nachfolgend wird jedoch gelegentlich vereinfachend auch lediglich von der Papierrolle gesprochen, wobei dann aber insbesondere deren Papier gemeint ist. Die Werte der Papierparameter einer einzelnen Papierrolle werden auch als „Papierdaten“ bezeichnet und bilden zusammen einen Datensatz zu dieser Papierrolle. Die Papierparameter beschreiben jeweils mittelbar oder unmittelbar eine oder mehrere Eigenschaften des Papiers der Papierrolle, sodass unterschiedliche Werte entsprechend unterschiedliche Eigenschaften bedeuten oder implizieren. Der Begriff „Papierparameter“ ist dabei insbesondere weit gefasst und meint nicht lediglich physikalische, mechanische, chemische Eigenschaften des Papiers selbst, sondern jegliche Informationen, welche eine Charakterisierung des Papiers ermöglichen, z.B. auch Herstellungsort, Herstellungszeit, Lagerdauer des Papiers oder Betriebsparameter einer Papiermaschine bei der Herstellung des Papiers und dergleichen. Die Papierdaten sind in einer geeigneten Ausgestaltung gemittelte Werte oder orts- und/oder zeitaufgelöste Werte (z.B. ortsaufgelöste Feuchtigkeit entlang der Länge und der Breite der Papierbahn) oder eine Kombination hiervon. Welche Papierparameter genau verwendet werden ist zunächst nebensächlich, wichtiger ist vorliegend, dass die Werte der Papierparameter für jede der Papierrollen individuell vorliegen. Beispielsweise ist der Papierparameter eine Faserausrichtung des Papiers in der Papierrolle und der zugehörige Wert beträgt für eine erste Papierrolle a, für eine zweite Papierrolle b und für eine dritte Papierrolle c.
Der Wert des Papierparameters ist somit für jede Papierrolle (genauer: deren Papier) individuell, was jedoch nicht ausschließt, dass zwei Papierrollen für einen bestimmten Papierparameter nicht auch den gleichen Wert aufweisen. In aller Regel unterscheiden sich jedoch die Papiere zweier Papierrollen aufgrund von deren Herstellung, Lagerung, Transport usw. in einem oder mehreren der Papierparameter und weisen somit unterschiedliche Eigenschaften auf. Diese Individualität der Papierrollen wird vorliegend beim Betrieb der Wellpappenanlage und damit bei der Verarbeitung der Papierrollen berücksichtigt und genutzt, um die Herstellung der Wellpappenbahn zu optimieren. Hierzu werden die Betriebsparameter der Wellpappenanlage abhängig von den Werten der Papierparameter (d.h. abhängig von den Papierdaten) eingestellt, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn jeweils individuell an die Papierrolle (d.h. deren Papier), welche zu einem gegebenen Zeitpunkt verarbeitet wird, angepasst wird. Mit anderen Worten: da sich die Eigenschaften des Papiers regelmäßig von Papierrolle zu Papierrolle unterscheiden (und gegebenenfalls sogar auch entlang einer einzelnen Papierrolle), wird der Betrieb der Wellpappenanlage entsprechend an die jeweils verwendete Papierrolle angepasst, vorzugsweise wiederkehrend und/oder kontinuierlich. Dabei werden die Papierdaten nicht oder nicht ausschließlich erst in der Wellpappenanlage ermittelt, sondern bereits zuvor und insbesondere abseits und unabhängig von der Wellpappenanlage. In den Papierdaten ist vorteilhafterweise der Werdegang und/oder das bisherige Leben des Papiers der Papierrolle enthalten, sodass die Papierdaten sozusagen einen Lebenslauf der Papierrolle darstellen. Insbesondere enthalten die Papierdaten nicht zwingend nur solche Papierparameter, welche auch noch inline in der Wellpappenanlage ermittelt werden könnten, sondern vorteilhafterweise auch solche Papierparameter, welche einer Ermittlung innerhalb der Wellpappenanlage prinzipbedingt gar nicht zugänglich sind, z.B. Papierherstellungsprozessparameter. Das hier vorgestellte Verfahren ist somit entsprechend dynamisch dahingehend, dass individuelle Eigenschaften der Papierrolle berücksichtigt werden. Vorstehendes gilt analog bei gleichzeitiger Verarbeitung mehrerer Papierrollen, deren Papierdaten dann entsprechend gemeinsam genutzt werden, um die Betriebsparameter einzustellen. Die Papierparameter selbst - und somit die Papierdaten insgesamt - sind statisch, d.h. konstant für das Papier einer gesamten Papierrolle, oder dynamisch, d.h. variieren entlang des Papiers der Papierrolle, sodass sich z.B. ein Parameterverlauf in Abhängigkeit des jeweils gerade abgerollten Teilabschnitts der Papierbahn ergibt. Auch eine Kombination ist möglich, sodass ein oder mehrere Papierparameter statisch sind und ein oder mehrere andere Papierparameter dynamisch.
Vorliegend wird ohne Beschränkung der Allgemeinheit davon ausgegangen, dass mehrere Papierrollen mit jeweils mehrere Papierparametern vorliegen und auch mehrere Betriebsparameter abhängig von den Papierparametern eingestellt werden. Dies ist auch grundsätzlich bevorzugt.
Vorteilhaft ist vorliegend, dass die Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle zum Einstellen der Betriebsparameter der Wellpappenanlage genutzt werden und somit insbesondere direkt zur Einstellung der Betriebsparameter und somit auch zur Steuerung der Wellpappenanlage genutzt werden. Dies steht im Gegensatz zur eingangs genannten US 11 ,162,226 B2, in welcher einer jeweiligen Papierrolle anhand eines Vergleichs mit anderen Papierrollen zuerst ein Hygroexpansivitäts- attribut zugeordnet wird, anhand dessen dann die Konditionierung innerhalb der Wellpappenanlage eingestellt wird. Somit erfolgt dort keine Einstellung der Betriebsparameter abhängig von den konkreten Eigenschaften einer jeweiligen Papierrolle. Zudem erfolgt dort eine Zuordnung über ein rein datengestütztes Modell, welches über mehrere Wellpappenanlagen unterschiedlicher Wellpappenhersteller hinweg korreliert wird und wobei im Grunde die Betriebsparameter der Wellpappenanlagen untereinander abgeglichen werden. Dabei werden aber ähnliche oder sogar unveränderte Papierdaten angenommen (z.B. gleicher Hersteller oder gleicher Produktionsslot). Mit anderen Worten: der Ansatz in US 11 ,162,226 B2 zielt darauf ab, die Daten unterschiedlicher Wellpappenanlagen zu nutzen, wohingegen die vorliegende Erfindung darauf abzielt, die Papierdaten von Papierrollen mit regelmäßig unterschiedlichen Papiereigenschaften zu nutzen, gegebenenfalls auch nur für eine einzige Wellpappenanlage.
Ganz allgemein werden außerhalb der Wellpappenanlage bestimmte Papierparameter einer Papierrolle, selbst wenn diese Papierparameter bekannt sein sollten, bisher nicht genutzt, um damit die Wellpappenanlage zu steuern. Das ist an sich zunächst auch nicht erforderlich, denn mit einem Fokus nur auf die Wellpappenlage selbst ist auch eine Feedback-Regelung möglich, bei welcher anhand der hergestellten Wellpappenbahn reagiert wird, indem die Betriebsparameter nachjustiert werden. Eine solche Reaktion und eine daher zwangsläufig erst nachfolgende Anpassung führen jedoch unvermeidlich dazu, dass zwischenzeitig Ausschussware oder zumindest ein nicht-optimales Produkt hergestellt wird, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Wellpappenanlage reduziert wird. Demgegenüber weist die hier vorgestellte Wellpappenanlage aufgrund der Nutzung der Papierparameter zur Steuerung eine vorteilhaft verkürzte Regelstrecke auf. Da die Werte der Papierparameter bereits besonders früh im Betrieb bekannt sind und insbesondere schon bevor die Papierrolle überhaupt verarbeitet wird, reagiert die Regelstrecke auch entsprechend vorausschauend auf etwaige Änderungen der Werte der Papierparameter. Die Regelstrecke ist demnach hier insbesondere eine Feedforward-Regelung. Bei einer Feedback-Regelung hingegen würde - wie bereits beschrieben - das hergestellte Ausgangsprodukt (die Wellpappenbahn) untersucht und abhängig davon würden dann die Betriebsparameter rückwirkend gesteuert, d.h. das Ausgangsprodukt liefert das Eingangssignal für die Regelstrecke. Bei der hier beschriebenen und vorteilhafterweise verwendeten Feedforward- Regelung hingegen liefert das Eingangsprodukt (die Papierrolle) das Eingangssignal für die Regelstrecke, um die Betriebsparameter zu steuern (genauer: zu regeln) und ein bestimmtes Ausgangsprodukt zu erhalten.
Vorzugsweise werden die verwendeten Werte der Papierparameter einer einzelnen Papierrolle möglichst aggregiert, d.h. von der Wellpappenanlage aus möglichst wenig verschiedenen Quellen und vorzugsweise lediglich aus einer einzelnen Quelle empfangen und somit als ein soweit wie möglich zusammengefasster Datensatz. Die Papierdaten werden somit vorzugsweise gerade nicht an unterschiedlichen Stellen und/oder zu unterschiedlichen Zeitpunkten an die Wellpappenanlage übergeben, sondern gesammelt in einem einzelnen Datensatz und/oder zu einem einzigen Zeitpunkt. Optional werden analog sogar die Papierdaten mehrerer Papierrollen aggregiert, und zwar derart, dass noch eine Zuordnung einzelner Werte zu einer einzelnen Papierrolle möglich ist, zweckmäßigerweise mittels einer ID für eine jeweilige Papierrolle.
Die Erfindung nutzt zunächst die Beobachtung, dass die Eigenschaften des Papiers einer Papierrolle grundsätzlich durch dessen Herstellung maßgeblich festgelegt werden und sich dann im Weiteren durch dessen Werdegang (Transport, Lagerung und dergleichen) noch verändern können. Wenn die Papierrolle dann tatsächlich der Wellpappenanlage zugeführt wird und darin verarbeitet wird, haben sich die Werte der Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle entsprechend deren individuellem Lebensweg entwickelt, sodass im Grunde keine zwei Papierrollen vollständig identisch sind. Durch eine weitgehende Gleichbehandlung unterschiedlicher Papierrollen bis zur Verarbeitung ist es zwar grundsätzlich möglich, die Eigenschaften dieser Papierrollen möglichst ähnlich zu halten, sodass eine Verarbeitung bei gleichen Betriebsparametern zu tolerierbaren Schwankungen bei der Qualität der Wellpappenbahn führt. Dies mag in der Praxis auch in vielen Fällen ausreichend sein, erfordert aber in jedem Fall das Einhalten gewisser Toleranzen bei der Herstellung des Papiers.
Die Erfindung erschließt nun zusätzlich das Potential, welches sich dadurch ergibt, dass die Eigenschaften des Papiers einer jeweiligen Papierrolle tatsächlich auch individuell berücksichtigt werden, sodass auch kleine Unterschiede durch entsprechendes Einstellen der Betriebsparameter ausgeglichen werden, um so ausgehend von einer Papierrolle mit gegebenen Eigenschaften eine Wellpappenbahn mit maximaler Qualität herzustellen. Ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen Erfindung ist dann entsprechend, dass Papierrollen mit größerer Toleranz hergestellt werden können, da jegliche Abweichungen von als ideal definierten Werten für die Papierparameter nun im Betrieb der Wellpappenanlage durch diese optimal ausgeglichen werden. Damit lassen sich Papier und allgemein Papierrollen einfacher und kostengünstiger herstellen. Außerdem lassen sich nun auch solche Papierrollen verwenden, welche zuvor aufgrund zu starker Mängel aussortiert worden wären. Auch ist es nun möglich, solche Papierrollen zu verwenden, welche üblicherweise nicht zur Herstellung von Wellpappe vorgesehen sind, denn aufgrund der nun bekannten Papierdaten und deren Verwendung lässt sich im Grunde jede beliebige Papierrolle optimal und zielgerichtet zur Herstellung von Wellpappe nutzen. Letztendlich lassen sich Papier und allgemein Papierrollen dadurch kostengünstiger herstellen oder sind kostengünstiger in der Beschaffung, mit entsprechendem Vorteil für die Wellpappenbahn.
Vorliegend werden demnach die individuellen Eigenschaften des Papiers einer Papierrolle gewinnbringend zur Optimierung einer Prozesssteuerung der Wellpappenanlage genutzt. Mit anderen Worten: die individuellen Eigenschaften einer Papierrolle werden zur Steuerung der Wellpappenanlage verwendet, sodass deren Betrieb dann abhängig ist von den individuellen Werten der Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle. Somit wird die Wellpappenanlage rollenindividuell gesteuert. Dies setzt insbesondere voraus, dass die Papierdaten der jeweiligen Papierrolle noch vor deren Verarbeitung und vorzugsweise so früh wie möglich bekannt und verfügbar sind und entsprechend nicht erst unmittelbar vor einer jeweiligen Bearbeitungsstation mittels entsprechender Sensoren bestimmt werden. Vorzugsweise sind die Papierdaten bereits bekannt, bevor das Papier einer Papierrolle der Wellpappenanlage zugeführt wird. Alternativ oder zusätzlich werden die Werte der Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle mittels geeigneter Sensoren innerhalb der Wellpappenanlage gemessen, dann jedoch nicht erst unmittelbar vor einer jeweiligen Bearbeitungseinheit oder sogar erst danach, sondern bereits beim Abrollen der Papierrolle im Abroller oder unmittelbar danach, d.h. noch bevor die Papierbahn in einer Bearbeitungseinheit (z.B. Drucker, Single Facer, Vorheizer, Leimwerk) bearbeitet wird. Entsprechend unterscheidet sich das hier vorgestellte Verfahren von einer inline-Messung gerade dadurch, dass die Papierdaten der Papierrolle vorausschauend zugeführt und insbesondere auch genutzt werden und nicht erst bei Bedarf oder nachträglich. Dadurch werden nicht-optimale Produkte und Ausschussware vermieden.
Ein Vorteil ist insbesondere, dass die Papierdaten zur Plausibilisierung, Eichung oder Prüfung von Sensoren der Wellpappenanlage verwendet werden können und zweckmäßigerweise auch hierzu verwendet werden. Der Wert eines Papierparameters wird dann mit einem Sensor der Wellpappenanlage ermittelt und mit dem Wert, welcher zu diesem Papierparameter in den Papierdaten gespeichert ist, verglichen. Basierend hierauf ergeben sich wenigstens die genannten Handlungsoptionen Plausibilisierung, Eichung und Prüfung des Sensors. Beispielsweise weisen Feuchtigkeitssensoren in der Wellpappenanlage eine Messungenauigkeit auf, welche mittels des Papierparameters „Feuchtigkeit“ aus den Papierdaten der Papierrolle korrigiert und/oder korreliert wird.
Ein weiterer Vorteil ist insbesondere, dass mittels der Papierdaten, vorzugsweise Temperatur und Feuchtigkeit des Papiers, der Energiebedarf zur Herstellung einer Wellpappenbahn aus der jeweiligen Papierrolle (d.h. zur Verarbeitung der Papierrolle) ermittelbar ist. Entsprechend wird in einer zweckmäßigen Ausgestaltung anhand der Papierdaten einer Papierrolle ein Energiebedarf ermittelt, welcher angibt, wieviel Energie zur Herstellung einer Wellpappenbahn aus der Papierrolle benötigt wird. Bevorzugterweise werden Werte für die Betriebsparameter anhand einer Vorschrift ausgewählt, welche die Werte der Papierparameter mit den Werten für die Betriebsparameter derart verknüpft, dass ein Qualitätsmaß für die Wellpappenbahn verändert, insbesondere verbessert, insbesondere maximiert, wird. Das Qualitätsmaß ist im Grunde beliebig, ein Beispiel für ein geeignetes Qualitätsmaß ist das Ausmaß eines Verbiegens der Wellpappenbahn, auch als „warp“ bezeichnet oder auch der Anteil an Ausschussware, d.h. welcher Anteil der Wellpappenbahn aufgrund mangelhafter Herstellung nicht bestimmungsgemäß verwendbar ist. Ein weiteres, geeignetes Qualitätsmaß ist ein Festigkeitswert der Wellpappenbahn, insbesondere Kantenstauchwiderstand (z.B. gemäß ECT = Edge-Crush- Test), Flachstauchwiderstand (z.B. gemäß FCT = Flat-Crush-Test) oder dergleichen und allgemein jede Wellpappeneigenschaft. Auch eine Kombination mehrerer Qualitätsmaße miteinander ist vorteilhaft. Die Vorschrift ist in einer geeigneten Ausgestaltung angelernt, d.h. wird vorab in einem Lernverfahren erzeugt, bei welchem das Qualitätsmaß als Funktion der Papierparameter und der Betriebsparameter gemessen wird. Die Vorschrift wird dann aus dieser Funktion abgeleitet. Für das Lernverfahren sind verschiedene Ansätze geeignet, auf die Details kommt es vorliegend zunächst nicht an.
Vorliegend werden die Betriebsparameter vorteilhafterweise nicht nur mittelbar, sondern unmittelbar abhängig von den Werten der Papierparameter eingestellt. Die bereits beschriebene Vorschrift ist hierbei insbesondere eine Funktion, für welche die Papierparameter dann Eingangsparameter sind und für welche die Betriebsparameter entsprechend Ausgangsparameter sind. Die Werte der Papierparameter werden von der Wellpappenanlage gemäß der, insbesondere vordefinierten, Vorschrift direkt in geeignete Werte für die Betriebsparameter umgesetzt und diese Werte werden dann auch eingestellt. Eine Bestimmung von Zwischenparametern erfolgt vorzugsweise nicht. Dies steht im Gegensatz zur eingangs genannten US 11 ,162,226 B2, in welcher für eine gegebene Papierbahn zuerst noch das Hygroexpansivitätsattribut ermittelt wird, um anhand dessen dann geeignete Betriebsparameter für die Konditionierung der Papierbahn zu erhalten. Dies ist vorliegend entbehrlich, da die genannte Vorschrift die Papierparameter unmittelbar mit den Betriebsparametern verknüpft und dadurch entsprechende Berechnungen und Vorüberlegungen eingespart werden. Dem liegt insbesondere die Erkenntnis zugrunde, dass es auf eine Kenntnis der Wirkzusammenhänge oder Kausalitäten nicht ankommt, sondern dass es genügt, durch entsprechende Experimente, An- lernverfahren und/oder einen Big Data-Ansatz vorab die Vorschrift empirisch zu ermitteln. Insofern ist auch die Vorschrift an sich nicht notwendigerweise bekannt, sondern insbesondere eine Art Black-Box, welche lediglich für gegebene Papierdaten entsprechende Werte für die Betriebsparameter ausgibt. Beispielsweise ist die Vorschrift durch ein neuronales Netz oder dergleichen implementiert, z.B. in einem virtuellen Sensor. Grundsätzlich sind verschiedene Lösungen denkbar und geeignet, welche ähnliche oder gleiche Ergebnisse auf unterschiedliche Weisen realisieren.
Welche Papierparameter konkret genutzt werden ist zunächst von untergeordneter Bedeutung und wird mit zunehmender Anzahl an Papierparametern auch weniger relevant. Entsprechend werden vorzugsweise wenigstens 10 Papierparameter verwendet, insbesondere wenigstens 100. Das Gesamtvolumen der Papierdaten ergibt sich vor allem aus der Anzahl an Werten, welche zu den jeweiligen Papierparametern gespeichert sind. Ein statischer Papierparameter enthält lediglich einen einzelnen Wert (z.B. Laufmeter auf der Papierrolle, Produktionsdatum oder Mittelwert eines dynamischen Papierparameters), ein dynamischer Papierparameter enthält dagegen eine Vielzahl an Werten (z.B. Feuchtigkeit als Funktion von Breite und Länge der Papierrolle), welche insbesondere von der Wertedichte/Ab- tastrate (z.B. 1/cm) abhängt und regelmäßig insbesondere im Bereich von 1.000 bis 1 .000.000 oder mehr liegt. Die Papierparameter müssen auch nicht zwingend in einer unmittelbar erkennbaren, kausalen Relation zum Qualitätsmaß für die Wellpappenbahn stehen. Insbesondere beim bereits genannten Big Data-Ansatz ist die Kenntnis von Relationen von untergeordneter Bedeutung. Einige Papierparamater haben jedoch regelmäßig einen größeren Einfluss auf die Qualität der Wellpappenbahn als andere Papierparameter und werden demnach bevorzugt verwendet, insbesondere dann, wenn nur wenige (d.h. höchstens 10) Papierparameter verwendet werden. Daher sind in einer geeigneten Ausgestaltung einer oder mehrere der Papierparameter ausgewählt aus den folgenden Papierparametern: Faserausrichtung des Papiers der Papierrolle, Versagensspannung des Papiers der Papierrolle.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung werden zwei der Papierrollen, welche der Wellpappenanlage zur gleichzeitigen Verarbeitung zugeführt werden, derart ausgewählt, dass diese zumindest in einem der Papierparameter um nicht mehr als einen Maximalwert voneinander abweichen. Mit anderen Worten: zwei der Papierrollen, welche auch gleichzeitig verarbeitet werden, sind sich möglichst ähnlich. Die Einstellung der Betriebsparameter abhängig von den Werten der Papierparameter wird durch eine Auswahl möglichst gleicher Papierrollen vereinfacht. Besonders vorteilhaft ist dies hinsichtlich der Feuchtigkeit. Entsprechend ist in einer geeigneten Ausgestaltung einer der Papierparameter eine Feuchtigkeit des Papiers einer jeweiligen Papierrolle. Zweckmäßigerweise werden dann zusätzlich zwei der Papierrollen (welche der Wellpappenanlage zur gleichzeitigen Verarbeitung zugeführt werden), derart ausgewählt, dass deren Feuchtigkeiten um nicht mehr als einen Maximalwert, insbesondere 2 % (relativ zueinander), voneinander abweichen. Mit anderen Worten: es werden Papierrollen mit möglichst ähnlicher Feuchtigkeit ausgewählt. Die zwei Papierrollen werden dann auch gleichzeitig verarbeitet und bilden insbesondere unterschiedliche Lagen der Wellpappenbahn, vorzugsweise zwei äußere Lagen der Wellpappenbahn, d.h. eine Oberseite und einer Unterseite. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass bei einer zu großen Abweichung der Feuchtigkeit, d.h. einer Abweichung, welche größer ist als der Maximalwert, die Herstellung einer Wellpappenbahn unter Umständen nicht mehr möglich ist oder zumindest nicht mit ausreichender Qualität gewährleistet werden kann. Da vorliegend vorteilhaft die Papierparameter zugänglich sind, ist es möglich, die Papierrollen gezielt derart auszuwählen, dass diese optimal zueinander passen, speziell hinsichtlich der jeweiligen Feuchtigkeit des Papiers wie beschrieben.
Besonders bevorzugt ist zumindest einer der Papierparameter ein dynamischer Papierparameter, dessen Werte als Funktion der Breite und/oder Länge der Papierbahn der Papierrolle angegeben sind. Demgegenüber weisen statische Papierparameter entlang der gesamten Papierbahn denselben Wert auf. Geeignete dynamische Papierparameter sind: Faserausrichtung als Funktion einer Breite und/oder Länge der Papierbahn, Temperatur als Funktion einer Breite und/oder Länge der Papierbahn, z.B. in Form einer „heat map“, welche die Temperatur an einer jeweiligen Stelle der Papierbahn angibt, und Feuchtigkeit als Funktion einer Breite und/oder Länge der Papierbahn, analog z.B. in Form einer „moisture map“. Ein dynamischer Papierparameter zeichnet sich dadurch aus, dass dieser an unterschiedlichen Stellen der Papierbahn potentiell unterschiedliche Werte aufweist und demnach eine Inhomogenität der Papierrolle beschreibt. Durch Verwendung eines oder mehrerer dynamischer Papierparameter ergibt sich ein detaillierteres Bild der Papierrolle, welches bei der Einstellung der Betriebsparameter vorteilhaft genutzt wird. Die Betriebsparameter werden dann entsprechend dynamisch eingestellt.
Zweckmäßig ist auch die Nutzung von Papierherstellungsprozessparametern, d.h. von Prozessparametern, welche bei der Herstellung des Papiers einer jeweiligen Papierrolle selbst verwendet wurden. Die Papierherstellungsprozessparameter sind keine unmittelbaren, direkten Eigenschaften des Papiers (wie Feuchtigkeit, Faserausrichtung, Länge, Breite usw.), sondern Parameter der Herstellung des Papiers und somit lediglich mittelbare oder indirekte Papierparameter. In einer geeigneten Ausgestaltung umfassen die Papierparameter entsprechend eine Anzahl von Papierherstellungsprozessparametern, welche bei der Herstellung der Papierrolle verwendet wurden. Die Papierherstellungsprozessparameter sind insbesondere Betriebsparameter einer Papiermaschine zur Herstellung der Papierrolle und/oder zur Herstellung des Papiers der Papierrolle. Mit den Papierherstellungsprozessparameter wird zweckmäßigerweise zwischen der Herstellung der Wellpappe und der Herstellung des hierbei verwendeten Papiers ein korrelativer Zusammenhang ermittelt, welcher in den direkten Papierparameter unter Umständen nicht zu erkennen ist. Eine nachträgliche Bestimmung anderer Papierparameter wie Versagensspannung und Faserausrichtung, Temperatur, Feuchtigkeit und dergleichen ist dadurch unter Umständen entbehrlich, sodass auf diese in einer vorteilhaften Ausgestaltung ganz oder teilweise auch verzichtet wird. Dabei wird die Erkenntnis genutzt, dass letztendlich die Herstellung der Papierrolle maßgeblich deren Eigenschaften beeinflusst und dass die Herstellung wiederum maßgeblich von den Papierherstellungsprozessparametern beeinflusst ist. Daher werden diese vorteilhaft direkt zur Einstellung der Betriebsparameter der Wellpappenanlage verwendet.
Geeignete Papierparameter sind insbesondere nachfolgend aufgelistet: a) Papierrolleneigenschaften
- (exakter) Hülsenaußendurchmesser
- (exakte) Laufmeter auf der Papierrolle
- Splicestellen in der Papierrolle b) Werdegang des Papiers
- Produktionsdatum
- Herstellername
- Herstellungsort
- Herstellungsdatum
- Lagerzeit
- Lagerbedingungen (z.B. Feuchtigkeit und/oder Temperatur der Umgebung)
- Transportdauer
- Transportbedingungen (z.B. Feuchtigkeit und/oder Temperatur der Umgebung) c) Grundeigenschaften des Papiers
- Feuchtigkeit/Feuchtigkeitsgehalt
- flächenbezogene Masse
- Dicke
- Aschegehalt
- Faserausrichtung (auch Faserausrichtungswinkel) d) Zugeigenschaften des Papiers
- Bruchkraft
- Reißlänge
- Bruchdehnung
- Elastizitätsmodul e) Oberflächen-ZBedruckbarkeitseigenschaften des Papiers
- Glätte, z.B. nach Bekk
- Rauigkeit, z.B. nach Bendtsen - Luftdurchlässigkeit, z.B. nach Bendtsen/Gurley f) Wellpappeneigenschaften (speziell Wellpappenrohpapiereigenschaften)
- Flachstauchwiderstand (z.B. gemäß CMT = Concora-Medium-Test, FCT = Flat-Crush-Test oder dergleichen)
- Streifenstauchwiderstand (z.B. gemäß SCT = Short-Crush-Test) Obige Liste nennt bevorzugte Papierparameter, ist jedoch nicht als abschließend zu verstehen. Die Verwendung lediglich einer Teilmenge der genannten Papierparameter ist bereits vorteilhaft, besonders zweckmäßig ist allerdings die Verwendung möglichst vieler Papierparameter.
Unabhängig davon, ob ein Papierparameter statisch oder dynamisch ist, sind besonders solche Papierparameter geeignet, welche sich während der Lebensdauer der Papierrolle, d.h. bis zu deren Verarbeitung in der Wellpappenanlage, möglichst wenig oder gar nicht verändern. Beispielsweise verändert sich die Temperatur einer Papierrolle typischerweise beim Transport vom Papierwerk zur Wellpappenanlage und ist somit weniger geeignet (jedoch nicht gänzlich ungeeignet). Die Feuchtigkeit ist im Vergleich zur Temperatur weniger problematisch, jedoch grundsätzlich auch veränderlich über die Zeit. Demgegenüber bleibt die Faserrichtung (gegebenenfalls sogar als dynamischer Papierparameter als Funktion von Breite und Länge) unverändert und ist somit besonders geeignet.
Die Ermittlung der Werte der Papierparameter ist nicht notwendigerweise ein Bestandteil des hier beschriebenen Verfahrens zum Betrieb der Wellpappenanlage. Zweckmäßigerweise wurden zumindest einer und vorzugsweise sämtliche der Werte der Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle im Voraus ermittelt, nämlich bevor diese Papierrolle der Wellpappenanlage zugeführt wird. Die Werte der Papierparameter sind somit noch vor einer Beschickung der Wellpappenanlage mit der Papierrolle bekannt und brauchen demnach lediglich an die Wellpappenanlage übermittelt werden, um die Betriebsparameter einzustellen. Dadurch wird ein unterbrechungsfreier und vollautomatischer Betrieb realisiert.
Geeigneterweise wurden die Werte der Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle bereits bei deren Herstellung ermittelt, speziell im Falle der oben genannten Papierherstellungsprozessparameter. Alternativ oder zusätzlich wurden die Werte der Papierparameter einer jeweiligen Papierrolle nach deren Herstellung und insbesondere mittels einer Laboruntersuchung ermittelt. Ganz allgemein ist es vorteilhaft, wenn bereits bei oder unmittelbar nach der Herstellung und insbesondere noch vom Hersteller der Papierrolle selbst zumindest ein Teil der Papierparameter bestimmt wird und geeignet gespeichert wird, z.B. auf einem Datenträger, um später an eine Wellpappenanlage übermittelt zu werden.
Vorteilhaft ist eine Aktualisierung eines oder mehrerer Papierparameter anhand von Papierdaten, welche den Lebensweg der Papierrolle insbesondere bis zur tatsächlichen Verarbeitung in der Wellpappenanlage beschreiben. Die Papierdaten enthalten dann einerseits eine oder mehrere Papierparameter, welche zeitlich veränderlich sind (z.B. Temperatur oder Feuchtigkeit) und zusätzlich noch Logistikdaten (d.h. Lager,- Transport- und/oder Trackingdaten, z.B. Transportdauer, Transportbedingungen, Lagerdauer, Lagertemperatur usw.). Der zeitlich veränderliche Papierparameter wird beispielsweise bei oder nach der Herstellung der Papierrolle und vor deren Abtransport aus der Papierfabrik gespeichert und ist dann im Weiteren einer Änderung aufgrund der Lagerung und des Transports der Papierrolle unterworfen. Diese Änderung wird nun mittels der Logistikdaten nachvollzogen, um dann die Papierparameter zu aktualisieren (d.h. neu zu berechnen), vorzugsweise unmittelbar vor oder während der Verarbeitung in der Wellpappenanlage. In einer geeigneten Ausgestaltung fährt ein Temperatur- und Feuchtigkeitslogger mit der Papierrolle auf einem LKW mit und die initialen Papierparameter Temperatur und Feuchtigkeit aus der Papierfabrik werden dann mit aufgezeichneten Daten des Temperatur- und Feuchtigkeitslogger aktualisiert, z.B. angereichert und mittels eines geeigneten Modells (z.B. Temperaturverteilungsberechnungen und Diffusionsgleichungen) korrigiert.
Die Wellpappenanlage weist zweckmäßigerweise eine Datenschnittstelle auf, über welche die Werte der Papierparameter des Papiers einer jeweiligen Papierrolle an die Wellpappenanlage übermittelt werden. Die Werte werden vor, während und/oder nach der Beschickung der Wellpappenanlage übermittelt, zweckmäßigerweise noch bevor die Papierrolle zur Verarbeitung abgerollt wird. Im Grunde ist es aber ausreichend, wenn unmittelbar vor einer jeweiligen Bearbeitungsstation zumindest diejenigen Werte übermittelt werden, welche für die Verarbeitung der einlaufenden Papierbahn in diese Bearbeitungsstation konkret benötigt werden, um die Betriebsparameter einzustellen, welche dieser Bearbeitungsstation zugeordnet sind. Im Sinne des hier bevorzugten vorausschauenden Ansatzes werden jedoch sämtliche Werte vorzugsweise gemeinsam als ein einzelner, aggregierter Datensatz über die Datenschnittstelle übermittelt und stehen dann sofort zur Verfügung.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist jeder Papierrolle ein Datenträger zugeordnet, auf welchem die individuellen Werte der Papierparameter des Papiers der jeweiligen Papierrolle gespeichert sind. Ein jeweiliger Datenträger ist somit genau einer Papierrolle zugeordnet und enthält insbesondere auch lediglich die Papierdaten einer einzelnen Papierrolle. Zum Einstellen der Betriebsparameter abhängig von den Papierparametern wird der Datenträger von der Wellpappenanlage vorzugsweise ausgelesen. Hierzu weist die Wellpappenanlage ein geeignetes Lesegerät auf. Das Lesegerät ist insbesondere ein Teil der bereits erwähnten Datenschnittstelle. Der Datenträger ist geeigneterweise ein Code, z.B. QR-Code oder Barcode, ein Transponder, z.B. RFID-Tag oder NFC-Tag, oder ein flüchtiger oder nichtflüchtiger Speicher, z.B. eine Diskette, eine CD oder ein Flashspeicher. Das Lesegerät ist entsprechend z.B. ein Scanner, eine Empfangseinheit mit Antenne, ein Laufwerk, ein USB-Port oder dergleichen. Durch den Datenträger wird eine off- line-Lösung realisiert, bei welcher die Werte der Papierparameter an die Wellpappenanlage übermittelt werden, ohne dass diese mit dem Internet oder einem anderen Netzwerk verbunden sein muss, um den Datensatz zu einer jeweiligen Papierrolle zu empfangen.
Der Datenträger ist entweder an der Papierrolle angebracht oder wird separat von dieser bereitgestellt. Der Datenträger ist nach einer Ausführungsform ein Etikett oder eine Art Datenblatt für die Papierrolle und wird auch als „roll tag“ bezeichnet. Der Datenträger ist zudem vorteilhaft gemeinsam mit der Papierrolle versendbar. Entsprechend ist der Datenträger in einer vorteilhaften Ausgestaltung an der Papierrolle angebracht, z.B. unmittelbar auf deren Papierbahn oder auf einer Verpackung der Papierrolle, z.B. unmittelbar am Papier oder an der Hülse aufgeklebt oder aufgedruckt. Dadurch sind Zuordnung und Handhabung des Datensatzes besonders unkompliziert. Beispielsweise ist der Datenträger ein Code, welcher an der Papierrolle angebracht ist und welcher beim Beschicken der Wellpappenanlage mit einem Lesegerät derselben eingelesen wird.
Grundsätzlich ist es denkbar, dass eine Papierrolle mehrfach (z.B. dreimal) verwendet wird, d.h. nach der Zufuhr in die Wellpappenanlage nicht zwingend vollständig aufgebraucht wird, sondern nur teilweise, und dann wieder der Wellpappenanlage entnommen und eingelagert wird. Bei entsprechendem Bedarf wird die nun teilweise verbrauchte Papierrolle dann zu einem späteren Zeitpunkt erneut der Wellpappenanlage zugeführt. Der Datenträger ist daher vorzugsweise derart ausgebildet, dass dieser auch bei mehrmaliger Zufuhr und Entnahme der Papierrolle zur beziehungsweise aus der Wellpappenanlage zuverlässig mit der Papierrolle verknüpft ist. In einer geeigneten Ausgestaltung ist der Datenträger hierzu lösbar und wird bei der Zufuhr der Papierrolle entfernt und bei der Entnahme und anschließenden Einlagerung wieder an der Papierrolle angebracht. In einer anderen geeigneten Ausgestaltung ist der Datenträger derart an der Papierrolle angebracht, dass der Datenträger nicht entfernt werden muss, also an der Papierrolle verbleibt, wenn diese in der Wellpappenanlage verarbeitet wird. Zweckmäßigerweise ist der Datenträger hierzu im Zentrum, insbesondere an oder in einer Hülse der Papierrolle angebracht. Hierfür eignen sich insbesondere kontaktlos oder elektronisch auslesbare Datenträger wie RFID- und NFC-Tags und dergleichen. Insgesamt ist auf diese Weise sichergestellt, dass die Papierparameter auch bei mehrmaliger Verwendung einer Papierrolle dann über deren gesamte Nutzungsdauer zur Verfügung stehen. Für die bereits genannte ID, welche unten noch genauer beschrieben ist, gelten die Ausführungen zum Datenträger analog.
Speziell bei mehrfach verwendeten Papierrollen ist eine Aktualisierung (Update) der Papierparameter vorteilhaft. Hierzu werden in einer geeigneten Ausgestaltung ein oder mehrere der Papierparameter einer Papierrolle aktualisiert, falls diese Papierrolle lediglich teilweise verbraucht aus der Wellpappenanlage entfernt wird und für eine spätere, erneute Verwendung zwischengelagert wird, insbesondere abseits der Wellpappenanlage, z.B. in einem Rollenlager. Die Aktualisierung ist entweder eine Änderung eines bereits vorhandenen Papierparameters oder eine Hinzufügung eines neuen Papierparameters. Zweckmäßig ist beispielsweise eine Aktualisierung der Länge des Papiers, d.h. eine Speicherung der verbleibenden Länge an Papier, oder des Durchmessers der Papierrolle und grundsätzlich aller Eigenschaften der Papierrolle, welche sich durch eine Verarbeitung in der Wellpappenanlage ändern. Als gegebenenfalls neu hinzugefügter Papierparameter eignet sich beispielsweise eine Abrollrichtung, d.h. die Richtung, mit welcher die Papierrolle bei der Verarbeitung abgerollt wurde (speziell bei Papier, aus welchem eine Welle der Wellpappenbahn hergestellt wird). Besonders vorteilhaft ist eine Ausgestaltung, bei welcher ein oder mehrere Betriebsparameter der Wellpappenanlage, welche bei der Verarbeitung der Papierrolle verwendet wurden, bei der Aktualisierung der Papierparameter gespeichert werden, sodass bei erneuter Verwendung der Papierrolle sofort die für diese zuletzt verwendeten Betriebsparameter zugänglich und nutzbar sind. Die einmal gewählten Betriebsparameter werden sozusagen vererbt. Alternativ oder zusätzlich wird bei der Aktualisierung gespeichert, mit welchen anderen Papierrollen die Papierrolle gemeinsam verarbeitet wurde und optional auch, bei welchen Betriebsparametern dies erfolgte. Auf diese Weise werden vorteilhaft Betriebsparameter erlernt, welche im Zusammenspiel mit solchen oder ähnlichen (z.B. aus derselben Charge) Papierrollen besonders vorteilhaft sind. Die Aktualisierung wird insbesondere mit einem Schreibgerät der Wellpappenanlage durchgeführt. Optional sind das Lesegerät und das Schreibgerät zu einem Schreib- und Lesegerät kombiniert.
Alternativ oder zusätzlich zur genannten offline-Lösung ist auch eine online-Lö- sung grundsätzlich vorteilhaft, z.B. eine Cloud-Lösung. Eine solche online-Lösung hat insbesondere den Vorteil, dass die Ermittlung von Papierparametern z.B. mittels einer Laboruntersuchung parallel (d.h. zeitgleich) zum Transport der Papierrolle möglich ist und dann die Papierparameter online übermittelt werden. In einer geeigneten Ausgestaltung hierfür weist wenigstens eine Teilmenge (ein oder mehrere), insbesondere jede, der Papierrollen eine insbesondere individuelle ID auf (auch als Identifier oder Identifikationsmarke bezeichnet), welche gemeinsam mit den Papierdaten der jeweiligen Papierrolle in einer Datenbank, z.B. einem Datalake, gespeichert ist. Die Datenbank ist in einer geeigneten Ausgestaltung Teil einer Cloud. Mittels der ID erfolgt eine Zuordnung einer bestimmten Papierrolle zu deren Papierdaten, welche dann unabhängig von der Papierrolle ermittelt und/oder gespeichert werden. Die Nutzung einer ID zur Zuordnung einer Papierrolle zu einem Datensatz einer Menge von mehreren aggregierten Datensätzen wurde weiter oben bereits skizziert. Die Datenbank ist in einer geeigneten Ausgestaltung separat zur Wellpappenanlage ausgebildet und mit dieser zur Datenübertragung verbunden, z.B. über das Internet oder über ein anderes Netzwerk. Geeignet ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher die Datenbank ein Teil der Wellpappenanlage ist. Die Datenbank ist entweder nur mit einer einzigen Wellpappenanlage oder alternativ mit mehreren Wellpappenanlagen verbunden. Die Wellpappenanlage fordert die Papierdaten einer jeweiligen Papierrolle anhand von deren ID aus der Datenbank an. Sobald die Wellpappenanlage die Werte empfangen hat, werden entsprechend die Betriebsparamater eingestellt. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass auch die hierbei gegebenenfalls verwendete Vorschrift in der Datenbank gespeichert ist und diese bei einer Anforderung der Wellpappenanlage zu einer gegebenen ID dann direkt die zugehörigen Werte für die Betriebsparameter übermittelt. Auch bei der online-Lösung werden die Papierparameter somit direkt zur Steuerung der Wellpappenanlage genutzt, die ID stellt lediglich einen Pointer in die Datenbank dar, um den entsprechenden Datensatz, welcher nicht unmittelbar an der Papierrolle selbst angebracht ist, anzufordern. Die ID ist hingegen vorteilhafterweise an der Papierrolle angebracht, entsprechend gelten die Ausführungen zum Datenträger analog auch für die ID.
Vorteilhaft ist auch eine bi-direktionale Schnittstelle zwischen der Wellpappenanlage und einer Papiermaschine (oder allgemein Papierfabrik). Über die bi-d irektio- nale Schnittstelle werden dann einerseits Papierdaten an die Wellpappenanlage übertragen, um diese wie beschrieben zu steuern. Andererseits werden über die bi-direktionale Schnittstelle auch umgekehrt Wellpappendaten an die Papiermaschine übertragen, um diese zu steuern. In einer geeigneten Ausgestaltung ist eine im Grunde symmetrische Konstellation realisiert, bei welcher die Wellpappendaten analog zu den Papierdaten Wellpappenparameter der Wellpappe enthalten und somit Eigenschaften der Wellpappe beschreiben. Die im Zusammenhang mit den Papierdaten genannten Papierparameter sind grundsätzlich analog auch als Wellpappenparameter geeignet. Alternativ oder zusätzlich wellpappenspezifische Wellpappenparameter wie z.B. warp oder Qualität der Verleimung werden vorteilhaft genutzt. Mit den Wellpappendaten wird dann die Papiermaschine gesteuert, auch hier gelten die Ausführungen zur Steuerung der Wellpappenanlage analog auch für die Steuerung der Papiermaschine, wobei im Detail die Papiermaschine konsequenterweise mit anderen Betriebsparametern gesteuert wird als eine Wellpappenanlage. Ein Vorteil der bi-direktionalen Schnittstelle ist insbesondere, dass Fehlbildungen und Ausschuss in der Wellpappenanlage mit Papierdaten der dort verarbeiteten Papierrolle korreliert werden und an die Papiermaschine zurückgemeldet werden, woraufhin diese eine entsprechend geeignete Korrektur vornimmt (d.h. Betriebsparameter geeignet ändert), um fortan Papier herzustellen, welches nicht oder zumindest in weniger zu den genannten Fehlbildungen oder Ausschuss führt. Mit anderen Worten: die Papiermaschine erhält ein Feedback hinsichtlich der Eignung des Papiers, welches mit der Papiermaschine hergestellt wird, und abhängig von diesem Feedback werden die Betriebsparameter der Papiermaschine optimiert, mit dem Ziel, die anschließende Herstellung von Wellpappe zu verbessern.
In einer zweckmäßigen Ausgestaltung weist die Wellpappenanlage einen oder mehrere Sensoren auf, mittels welchen die Werte der Papierparameter des Papiers einer jeweiligen Papierrolle insbesondere im Betrieb gemessen werden, während diese Papierrolle in der Wellpappenanlage aufgenommen ist und vorzugsweise noch bevor diese Papierrolle verarbeitet wird. Dies ist ebenfalls eine online-Lösung. Die Verarbeitung beginnt gemäß der diesseitigen Auslegung bereits mit dem Abrollen von einem Abroller der Wellpappenanlage und umfasst insbesondere auch einen oder mehrere der folgenden Verarbeitungsschritte: Splicen, Wellen (mit einer Riffelwalze), Befeuchten, Trocknen, Bedrucken sowie Verkleben und/oder Verbinden mit einer anderen Papierbahn. Grundsätzlich profitieren sämtliche Verarbeitungsschritte von einer Kenntnis der tatsächlichen Werte der Papierparameter, besonders jedoch jegliche Verarbeitungsschritte nach dem Abrollen oder nach dem Splicen. Entsprechend ist es ausreichend, wenn die Sensoren entlang der Papierbahn stromab des Abrollers oder des Splicers und stromauf jeglicher anderer Bearbeitungseinheiten angeordnet sind. Vorteilhaft ist auch eine Integration der Sensoren in den Abroller oder Splicer, sodass die Werte der Papierparameter unmittelbar vor oder bei oder nach dem Abrollen/Splicen gemessen werden.
Alternativ oder zusätzlich zu einem oder mehreren tatsächlichen Sensoren wie oben beschrieben weist die Wellpappenanlage in einer vorteilhaften Ausgestaltung einen virtuellen Sensor auf, auch als Softsensor bezeichnet. Der virtuelle Sensor führt in der Wellpappenanlage tatsächlich keine Messung aus, stattdessen werden dem virtuellen Sensor die Papierdaten zugeführt, speziell diejenigen Papierparameter, welche außerhalb der Wellpappenanlage ermittelt wurden (z.B. bereits bei der Herstellung des Papiers). Optional werden dem virtuellen Sensor auch ein oder mehrere Papierparameter zugeführt, welche wie beschrieben mit einem tatsächlichen Sensor in der Wellpappenanlage ermittelt wurden. Besonders vorteilhaft ist auch eine Ausgestaltung, bei welcher dem virtuellen Sensor die bereits genannten Papierherstellungsprozessparameter zugeführt werden, da diese prinzipbedingt nicht in der Wellpappenanlage selbst messbar sind. Der virtuelle Sensor bestimmt dann insbesondere aus den zugeführten Papierdaten die Betriebsparameter für die Wellpappenanlage und setzt insofern den bereits genannten Big- Data-Ansatz und/oder die bereits beschriebene Vorschrift zur Zuordnung der Werte der Betriebsparameter zu den Werten der Papierparameter um.
Eine erfindungsgemäße Wellpappenanlage weist eine Steuereinheit auf, welche ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens wie vorstehend beschrieben. Die Steuereinheit ist insbesondere ausgebildet einen oder mehrere der beschriebenen Schritte des Verfahrens auszuführen. Hierzu steuert die Steuereinheit die Bearbeitungseinheiten entsprechend an und stellt damit die Betriebsparameter ein.
Geeigneterweise weist die Wellpappenanlage ein Auftragsplanungssystem auf. Mit dem Auftragsplanungssystem wird die Einstellung der Betriebsparameter vorausschauend geplant. Dies wird durch die nun verfügbaren individuellen Werte der Papierparameter für eine jeweilige Papierrolle entsprechend verbessert. Das Auftragsplanungsystem fragt insbesondere die Papierdaten einer jeweiligen Papierrolle an, z.B. mittels eines Lesegeräts oder mittels einer ID, und gibt diese Papierdaten an die Steuereinheit weiter, welche dann die Betriebsparameter und somit die einzelnen Bearbeitungseinheiten geeignet einstellt, insbesondere sobald die jeweilige Papierrolle verarbeitet wird.
Ein erfindungsgemäßes Computerprogrammprodukt umfasst Befehle, welche bei Ausführung durch eine Wellpappenanlage, insbesondere wie vorstehend beschrieben, diese veranlassen, in einem Verfahren wie vorstehend beschrieben die Betriebsparameter jeweils abhängig von den Werten der Papierparameter auszuwählen und einzustellen, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn jeweils individuell an das Papier der jeweils zugeführten Papierrolle angepasst wird. Insbesondere ist auch die bereits erwähnte Vorschrift zur Zuordnung der Werte der Betriebsparameter zu den Werten der Papierparameter mit dem Computerprogrammprodukt implementiert. Geeigneterweise umfasst das Computerprogrammprodukt auch Befehle, welche bei Ausführung durch eine Wellpappenanlage für diese das genannte Auftragsplanungssystem realisieren.
Eine erfindungsgemäße Papierrolle dient insbesondere zur Herstellung einer Wellpappenbahn und ist wie oben beschrieben durch eine Anzahl an Papierparame- tern mit individuellen Werten charakterisiert. Die Papierrolle weist einen Datenträger auf, auf welchem die individuellen Werte der Papierparameter gespeichert sind. Der Datenträger ist derart ausgebildet, dass dieser von einer Wellpappenanlage in einem Verfahren wie oben beschrieben auslesbar ist, insbesondere um dann basierend auf den Werten der Papierparameter die Wellpappenanlage zu steuern. Alternativ oder zusätzlich weist die Papierrolle eine ID auf, zum Verweis auf die Werte der Papierparameter in einer Datenbank. Die ID ist ausgebildet, als Pointer zum Anfordern der Werte der Papierparameter aus der Datenbank mittels einer Wellpappenanlage in einem Verfahren wie vorstehend beschrieben zu dienen.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch: Fig. 1 eine Wellpappenanlage,
Fig. 2 eine Variante der Wellpappenanlage aus Fig. 1 .
Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils eine Wellpappenanlage 2 zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen für ein Verfahren zum Betrieb einer solchen Wellpappenanlage 2. Die Wellpappenanlage 2 dient zur Herstellung einer Wellpappenbahn 4 und weist hierzu eine Anzahl von einstellbaren Betriebsparametern 6 auf. Unter „eine Anzahl von“ wird hier und auch ganz allgemein „ein oder mehrere“ oder „zumindest ein/eine“ verstanden. Das Einstellen eines Betriebsparameters 6 erfolgt durch Auswahlen und Setzen eines Werts für diesen Betriebsparameter 6. Mittels der Betriebsparameter 6 wird das Verhalten einer oder mehrerer Bearbeitungseinheiten 8 der Wellpappenanlage 2 gesteuert. Beispiele für die Bearbeitungseinheiten 8 sind Abroller 10, Splicer, Drucker, Single Facer, Brücke, Vorheizer, Leimwerk, Double Facer, Trockenstrecke, Schneideinheit, Schlitzeinheit, Rilleinheit und dergleichen.
Im Rahmen des Verfahrens wird der Wellpappenanlage 2 eine Anzahl an Papierrollen 12 zugeführt, jeweils mit einer Papierbahn aus Papier, aus welchem die Wellpappenbahn 4 hergestellt wird. Eine jeweilige Papierrolle 12 ist durch eine aufgerollte Papierbahn gebildet, welche von der Wellpappenanlage 2 zur Herstellung der Wellpappenbahn 4 mittels eines Abrollers 10 abgerollt wird und mit weiteren Papierbahnen weiterer Papierrollen 12 geeignet verbunden wird. Die Bearbeitungseinheiten 8 verarbeiten dann die Papierbahnen gemäß den Betriebsparame- tern 6. In den Figuren sind der Verlauf der Papierbahnen und der Wellpappenbahn 4 durch die Wellpappenanlage 2 lediglich stark vereinfacht dargestellt.
Die Papierrollen 12 sind jeweils durch eine Anzahl an Papierparametern 14 charakterisiert, welche für jede einzelne der Papierrollen 12 individuelle Werte aufweisen, sodass jede der Papierrollen 12 anhand von deren Werten für die Papierparameter 14 (auch als Papierdaten bezeichnet) individuell charakterisiert ist. Die Papierparameter 14 beschreiben jeweils mittelbar oder unmittelbar eine oder mehrere Eigenschaften des Papiers der Papierrolle 12, sodass unterschiedliche Werte entsprechend unterschiedliche Eigenschaften bedeuten oder implizieren. In aller Regel unterscheiden sich zwei Papierrollen 12 aufgrund von deren Herstellung, Lagerung, Transport usw. in einem oder mehreren der Papierparameter 14. Diese Individualität der Papierrollen 12 wird vorliegend bei deren Verarbeitung berücksichtigt und genutzt, um die Herstellung der Wellpappenbahn 4 zu optimieren. Hierzu werden die Betriebsparameter 6 abhängig von den Werten der Papierparameter 14 eingestellt, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn 4 jeweils individuell an die jeweilige Papierrolle 12 angepasst wird. Vorliegend werden demnach die individuellen Papierdaten einer Papierrolle 12 zur Steuerung der Wellpappenanlage 2 verwendet, sodass deren Betrieb dann abhängig ist von den individuellen Werten der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12. Die verwendeten Werte der Papierparameter 14 einer einzelnen Papierrolle 12 werden vorliegend möglichst aggregiert, d.h. zu einem Datensatz 16 zusammengefasst.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen werden Werte für die Betriebsparameter 6 anhand einer Vorschrift 18 ausgewählt, welche die Werte der Papierparameter 14 mit den Werten für die Betriebsparameter 6 derart verknüpft, dass ein Qualitätsmaß für die Wellpappenbahn 4 maximiert wird. Die Vorschrift 18 ist beispielsweise angelernt, d.h. wird vorab in einem Lernverfahren erzeugt, bei welchem der Zusammenhang zwischen dem Betriebsparameter 6 und dem Papierparameter 14 ermittelt wird und die Vorschrift 18 dann unmittelbar aus diesen Daten oder mittelbar über eine aus diesen abgeleiteten Funktion bestimmt wird.
Vorliegend werden die Betriebsparameter 6 zudem nicht nur mittelbar, sondern unmittelbar abhängig von den Werten der Papierparameter 14 eingestellt. Die Vorschrift 18 ist hierbei beispielsweise eine Funktion, welche die Papierparameter 14 als Eingangsparameter aufweist und die Betriebsparameter 6 entsprechend als Ausgangsparameter. Die Werte der Papierparameter 14 werden von der Wellpappenanlage 2 gemäß der Vorschrift 18 in geeignete Werte für die Betriebsparameter 6 umgesetzt und diese Werte werden dann auch eingestellt. Eine Bestimmung irgendwelcher Zwischenparameter erfolgt vorzugsweise nicht. Welche Papierparameter 14 konkret genutzt werden, ist zunächst von untergeordneter Bedeutung und wird mit zunehmender Anzahl an Papierparametern 14 auch weniger relevant. Entsprechend werden vorliegend so viele Papierparameter 14 wie möglich verwendet, z.B. wenigstens 10 oder sogar wenigstens 100. Einige Papierparamater 14 haben jedoch regelmäßig einen größeren Einfluss auf die Qualität der Wellpappenbahn 4 als andere Papierparameter 14 und werden daher in einer möglichen Ausgestaltung gezielt verwendet. Beispielsweise sind hierbei einer oder mehrere der Papierparameter 14 ausgewählt aus den folgenden Papierparametern 14: Faserausrichtung des Papiers der Papierrolle, Versagensspannung des Papiers der Papierrolle 12.
In einer möglichen Ausgestaltung ist zumindest einer der Papierparameter 14 ein dynamischer Papierparameter 14, dessen Werte als Funktion der Breite und/oder Länge der Papierbahn der Papierrolle 12 angegeben sind. Demgegenüber weisen statische Papierparameter 14 entlang der gesamten Papierbahn der Papierrolle 12 denselben Wert auf. Geeignete dynamische Papierparameter 14 sind Feuchtigkeit und Temperatur als Funktion einer Breite und/oder Länge der Papierbahn der Papierrolle 12.
Alternativ oder zusätzlich umfassen die Papierparameter 14 eine Anzahl von Papierherstellungsprozessparametern, welche bei der Herstellung 20 des Papiers der Papierrolle 12 verwendet wurden. Die Papierherstellungsprozessparameter sind Betriebsparameter einer Papiermaschine einer Papierfabrik zur Herstellung 20 der Papierrolle 12 oder zumindest zur Herstellung des Papiers für die Papierrolle 12.
In den hier gezeigten Ausführungsbeispiel wurden einige oder alle der Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 im Voraus ermittelt, nämlich bevor diese Papierrolle 12 der Wellpappenanlage 2 zugeführt wird. Die Werte der Papierparameter 14 sind somit noch vor einer Beschickung der Wellpappenanlage 2 mit der Papierrolle 12 bekannt und brauchen demnach lediglich an die Wellpappenanlage 2 übermittelt werden, um die Betriebsparameter 6 einzustellen. Zudem wurden zumindest einige der Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 bereits bei deren Herstellung 20 ermittelt, speziell im Falle der oben genannten Papierherstellungsprozessparameter. Alternativ oder zusätzlich wurden die Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 nach deren Herstellung 20 und z.B. mittels einer Laboruntersuchung 22 ermittelt. Beispielsweise werden bereits bei oder unmittelbar nach der Herstellung 20 und gegebenenfalls noch vom Hersteller der Papierrolle 12 selbst deren Papierparameter 14 bestimmt und gespeichert.
Die Wellpappenanlage 2 weist in den gezeigten Ausführungsbeispielen eine Datenschnittstelle 24 auf, über welche die Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 an die Wellpappenanlage 2 übermittelt werden. Die Werte werden vor, während und/oder nach der Beschickung der Wellpappenanlage 2 übermittelt, z.B. noch bevor die Papierrolle 12 zur Verarbeitung abgerollt wird.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist jeder Papierrolle 12 ein Datenträger 26 zugeordnet, auf welchem die individuellen Werte der Papierparameter 14 der jeweiligen Papierrolle 12 gespeichert sind. Ein jeweiliger Datenträger 14 ist genau einer Papierrolle 12 zugeordnet und enthält hier auch lediglich die Werte einer einzelnen Papierrolle 12. Zum Einstellen der Betriebsparameter 6 abhängig von den Papierparametern 14 wird der Datenträger 26 von der Wellpappenanlage 2 ausgelesen. Hierzu weist die Wellpappenanlage 2 ein geeignetes Lesegerät 28 auf. Durch den Datenträger 26 wird eine offline-Lösung realisiert, bei welcher die Werte der Papierparameter 14 an die Wellpappenanlage 2 übertragen werden, ohne dass diese mit dem Internet oder einem anderen Netzwerk verbunden sein muss, um den Datensatz 16 zu einer jeweiligen Papierrolle 12 zu empfangen. Der Datenträger 26 ist mit der Papierrolle 12 versendbar und sozusagen ein Etikett oder eine Art Datenblatt für die Papierrolle 12. In der hier gezeigten Ausgestaltung ist der Datenträger 26 an der Papierrolle 12 angebracht.
Alternativ oder zusätzlich zur offline-Lösung ist auch eine online-Lösung grundsätzlich vorteilhaft. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 2 gezeigt. Dort weist jede der Papierrollen 12 eine ID 30 auf, welche gemeinsam mit den Werten der Papierparameter 14 der jeweiligen Papierrolle 12 in einer Datenbank 32 gespeichert sind. Die ID 30 ist beispielsweise auf dieselbe Weise an der Papierrolle angebracht wie der Datenträger 26 in Fig. 1 . Die Datenbank 32 ist entweder wie in Fig. 2 gezeigt separat zur Wellpappenanlage 2 ausgebildet oder ein Teil davon (nicht gezeigt). Die Wellpappenanlage 2 fordert die Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 anhand von deren ID 30 aus der Datenbank 32 an. Sobald die Wellpappenanlage 2 die Werte empfangen hat, werden entsprechend die Betriebsparamater 6 eingestellt. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass auch die hierbei gegebenenfalls verwendete Vorschrift 18 in der Datenbank 32 gespeichert ist und diese bei einer Anforderung der Wellpappenanlage 2 zu einer gegebenen ID 30 dann direkt die zugehörigen Werte für die Betriebsparameter 6 übermittelt. Auch bei der online-Lösung werden die Papierparameter 14 somit direkt zur Steuerung der Wellpappenanlage 2 genutzt, die ID 30 stellt lediglich einen virtuellen Platzhalter für die Papierrolle 12 und deren Papierdaten dar, um den zugehörigen Datensatz 16 anzufragen.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 weist die Wellpappenanlage 2 einen oder mehrere Sensoren 34 auf, mittels welchen einige der Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 im Betrieb gemessen werden. Diese Papierrolle 12 ist dabei in der Wellpappenanlage 2 bereits aufgenommen. Dies ist ebenfalls eine online-Lösung. Die Verarbeitung beginnt im Grunde bereits mit dem Abrollen vom Abroller 10 und umfasst dann sämtliche darauffolgenden Verarbeitungsschritte. Grundsätzlich profitieren sämtliche Verarbeitungsschritte von einer Kenntnis der tatsächlichen Werte der Papierparameter 14, besonders jedoch jegliche Verarbeitungsschritte nach dem Abrollen oder nach dem Splicen. Entsprechend ist es anders als in Fig. 1 gezeigt ausreichend, wenn die Sensoren 34 entlang der Papierbahn stromab des Abrollers 10 oder des Splicers und stromauf jeglicher anderer Bearbeitungseinheiten 8 angeordnet sind. Die Lösung mit einem oder mehreren Sensoren 34 ist auch auf das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 anwendbar.
Die jeweilige Wellpappenanlage 2 weist zudem eine Steuereinheit 36 auf, welche ausgebildet ist zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens. Die Steuereinheit 36 steuert die Bearbeitungseinheiten 8 entsprechend an und stellt damit die Betriebsparameter 6 ein. Weiter weist die Wellpappenanlage 2 in Fig. 2 auch noch ein Auftragsplanungssystem 38 auf, mit welchem die Einstellung der Betriebsparameter 6 vorausschauend geplant wird. Das Auftragsplanungsystem 38 fragt beispielsweise wie in Fig. 2 gezeigt mittels der ID 30 einer jeweiligen Papierrolle 12 die Werte der Papierparameter 14 einer jeweiligen Papierrolle 12 aus der genutzten Datenbank 32 an und gibt diese an die Steuereinheit 36 weiter, welche dann die Betriebsparameter 6 und somit die einzelnen Bearbeitungseinheiten 8 einstellt, sobald die jeweilige Papierrolle 12 verarbeitet wird. Ein Auftragsplanungsystem 38 ist auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 1 möglich.
Die hier jeweils gezeigte Wellpappenanlage 2 führt zum Betrieb auch ein Computerprogrammprodukt aus, mit Befehlen, welche die Wellpappenanlage 2 veranlassen, in dem beschriebenen Verfahren die Betriebsparameter 6 wie beschrieben jeweils abhängig von den Werten der Papierparameter 14 auszuwählen und einzustellen, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn 2 jeweils individuell an die jeweils zugeführte Papierrolle 12 angepasst wird.
Einzelne Aspekte, welche lediglich im Zusammenhang mit einem der Ausführungsbeispiele beschrieben oder gezeigt sind, sind grundsätzlich unabhängig von den übrigen in dem betreffenden Ausführungsbeispiel enthaltenen Konzepten auch auf die anderen Ausführungsbeispiele übertragbar.
Bezugszeichenliste
2 Wellpappenanlage
4 Wellpappenbahn
6 Betriebsparameter
8 Bearbeitungseinheit
10 Abroller
12 Papierrolle
14 Papierparameter
16 Datensatz
18 Vorschrift
20 Herstellung (der Papierrolle)
22 Laboruntersuchung
24 Datenschnittstelle
26 Datenträger
28 Lesegerät
30 ID
32 Datenbank
34 Sensor
36 Steuereinheit
38 Auftragsplanungssystem

Claims

Ansprüche Verfahren zum Betrieb einer Wellpappenanlage (2),
- wobei die Wellpappenanlage (2) zur Herstellung einer Wellpappenbahn (4) dient und hierzu eine Anzahl von einstellbaren Betriebspa- rametern (6) aufweist,
- wobei der Wellpappenanlage (2) eine Anzahl an Papierrollen (12) zugeführt wird, jeweils mit einer Papierbahn aus Papier, aus welchem die Wellpappenbahn (4) hergestellt wird,
- wobei die Papierrollen (12) jeweils durch eine Anzahl an Papierparametern (14) charakterisiert sind, welche für jede einzelne der Papierrollen (12) individuelle Werte aufweisen, sodass jede der Papierrollen (12) anhand von deren Werten für die Papierparameter (14) individuell charakterisiert ist,
- wobei die Betriebsparameter (6) abhängig von den Werten der Papierparameter (14) eingestellt werden, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn (4) jeweils individuell an die jeweils zugeführte Papierrolle (12) angepasst wird. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei Werte für die Betriebsparameter (6) anhand einer Vorschrift (18) ausgewählt werden, welche die Werte der Papierparameter (14) mit den Werten für die Betriebsparameter (6) derart verknüpft, dass ein Qualitätsmaß für die Wellpappenbahn (4) beeinflusst, insbesondere verbessert, insbesondere maximiert, wird. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei einer oder mehrere der Papierparameter (14) ausgewählt sind aus den folgenden Papierparametern (14): Faserausrichtung des Papiers der Papierrolle (12), Versagensspannung des Papiers der Papierrolle (12). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei einer der Papierparameter (14) eine Feuchtigkeit des Papiers einer jeweiligen Papierrolle (12) ist, wobei zwei der Papierrollen (12), welche der Wellpappenanlage (2) zur gleichzeitigen Verarbeitung zugeführt werden, derart ausgewählt werden, dass deren Feuchtigkeiten um nicht mehr als einen Maximalwert voneinander abweichen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei zumindest einer der Papierparameter (14) ein dynamischer Papierparameter (14) ist, dessen Werte als Funktion einer Breite und/oder Länge der Papierbahn der Papierrolle (12) angegeben sind. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Papierparameter (14) eine Anzahl von Papierherstellungsprozessparametern umfassen, welche bei der Herstellung (20) des Papiers einer jeweiligen Papierrolle (12) verwendet wurden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Werte der Papierparameter (14) des Papiers einer jeweiligen Papierrolle (12) ermittelt wurden bevor diese Papierrolle (12) der Wellpappenanlage (2) zugeführt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Wellpappenanlage (2) eine Datenschnittstelle (24) aufweist, über welche die Werte der Papierparameter (14) des Papiers einer jeweiligen Papierrolle (12) an die Wellpappenanlage (2) übermittelt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jeder Papierrolle (12) ein Datenträger (26) zugeordnet ist, auf welchem die individuellen Werte der Papierparameter (14) des Papiers der jeweiligen Papierrolle (12) gespeichert sind, wobei der Datenträger (26) von der Wellpappenanlage (2) insbesondere ausgelesen wird. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Datenträger (26) an der Papierrolle (12) angebracht ist. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei wenigstens eine Teilmenge, insbesondere jede, der Papierrollen (12) eine ID (30) aufweist, welche gemeinsam mit den Werten der Papierparameter (14) des Papiers der jeweiligen Papierrolle (12) in einer Datenbank (32) gespeichert ist, wobei die Wellpappenanlage (2) die Werte der Papierparameter (14) des Papiers einer jeweiligen Papierrolle (12) anhand von deren ID (30) aus der Datenbank (32) anfordert. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Wellpappenanlage (2) einen oder mehrere Sensoren (34) aufweist, mittels welchen die Werte der Papierparameter (14) des Papiers einer jeweiligen Papierrolle (12) gemessen werden, während diese in der Wellpappenanlage (2) aufgenommen ist. Wellpappenanlage (2), welche eine Steuereinheit (36) aufweist, welche ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, welche bei Ausführung durch eine Wellpappenanlage (2) diese veranlassen, in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 die Betriebsparameter (6) jeweils abhängig von den Werten der Papierparameter (14) auszuwählen und einzustellen, sodass die Herstellung der Wellpappenbahn (4) jeweils individuell an das Papier der jeweils zugeführten Papierrolle (12) angepasst wird. Papierrolle (12),
- welche durch eine Anzahl an Papierparametern (6) mit individuellen Werten charakterisiert ist, - welche einen Datenträger aufweist (26), auf welchem die individuellen Werte der Papierparameter (14) gespeichert sind und welcher derart ausgebildet ist, dass dieser von einer Wellpappenanlage (2) in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12 auslesbar ist, und/oder
- welche eine ID (30) aufweist, zum Verweis auf die Werte der Papierparameter (14) in einer Datenbank (32), wobei die ID (30) ausgebildet ist, zum Anfordern der Werte der Papierparameter (14) aus der Datenbank (32) anhand von der ID (30) mittels einer Wellpappenan- läge (2) in einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12.
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