SE454365B - Sett for styrning av en pappersbanas egenskaper tvers matningsriktningen i en pappersmaskin - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 454 ses 2 Detta är knappast en tillfredsställande metod och olika sy- stem för att lösa problemet har föreslagits, se exempelvis US-PS 3 413 192 och 3 989 085. Där har dock inte tagits tillräcklig hän- syn till de sidoeffekter som enligt ovan uppkommer vid en ändring i en ställposition. d Föreliggande uppfinning avser ett system för lösning av detta problem. Enligt uppfinningen är det således möjligt att med ut- gångspunkt från en uppmätt tvärsprofil bestämma en optimal korri- gering i ställpositionerna så att tvärsprofilen i möjligaste mån kan bringas till överensstämmelse med en eftersträvad tvärsprofil.

Med små styrningrepp kan profilen mycket snabbt korrigeras utan att instabilitet uppkommer. _ Uppfinningen kan användas såväl för manuell som automatisk styrning av pappersbanans tvärsprofil.

Uppfinningens kännetecken framgår av patentkraven.

Fig 1 visar hur tvärsprofilen påverkas av en ändring i en ställposition.

Fig 2 visar hur tvärsprofilen påverkas av ändringar i två ställpositioner. ' Fig 3 visor schematiskt inlappsdelen i För att kunna-styra pappersbanans egenskaper tvärs matnings- riktningen är det nödvändigt att känna responsen, dvs den föränd- en pappersmaskin. ring i tvärsprofilen som orsakas av en förändring i en ställposition vid banformningen. Vi har överraskande funnit att en viss föränd- ring i en ställposition vid ett visst driftstillstånd alltid ger Det har även visat sig Nära ba- I figur 1 samma förändring (respons) i tvärsprofilen. att olika ställpositioner ger i huvudsak samma respons. nans kant kan dock något avvikande responser uppkomma. visas ett exempel på en respons som orsakas av en förändring (stör- ning) i en ställposition.

Vi har funnit att tvärsprofilens förändring vid ändringar i olika stöllpositioner erhålles som summan av responserna från de enskilda ställpositionerna, se fig 2. _ I det följande kommer uppfinningen att beskrivas närmare i anslutning till ett utföringsexempel där de olika ställpositionerna representeras av ställskruvar med vilka munstyckets överlöpp kan ställas in.

I den i fig 3 visade utfäringsformen tillföras mälden genom en inloppslåda 'LMälden strömaar ut- genom ett munstycke till en vira 10 15 20 25 30 35 _vilja ha en annan form på profilen. 454 365 3 där pappersbanan 4 formas under successiv avvattning. Vid våt- linjen 5 har avvattningen av mälden gått så långt att den fria vat- tenspegeln försvinner, varvid fibrernas inbördes positioner är be- stämdar Munstyekets överläpp 6 är inställbar i olika positioner 7 med hjälp av ställskruvar 8. Én förändring i en ställposition 7 resulterar i en störning i mälden. Denna störning fortplanta: sig även som vögfronter 9 tvärs maskinriktningen och "frysas" inte helt förrän vid våtlinjen 5. sponser.

I den färdiga pappersbanan eftersträvar man en viss tvärspro- fil för varje egenskap, exempelvis ytvikt eller fukthalt. En helt rak profil är inte nödvändigtvis önskvärd. Av olika skäl kan man Därigenom uppkommer ovan beskrivna re- Om regleringen sker enbart med hjälp av munstyckets äverläpp 6 kommer alla egenskaper att påverkas Det är därför knappast möjligt Inställningen av en ändring av en ställskruv 8. att uppnå den önskade profilen för alla egenskaper. av överläppen 6 måste då bestämmas genom en kompromiss mellan de olika önskade tvärsprofilerna. Man kan således vid bestämningen av äverläppsinställningen lägga olika vikt vid de olika egenskaperna.

Enligt uppfinningen bestämmer man en felprofil som utgöres av avvikelsen mellan den aktuella tvärsprofilen och den önskade. Vikt- ning mellan olika egenskaper utföres lämpligen genom att felprofilen multipliceras med en viktsprofil varvid en viktad felprofil erhålles.

Med kännedom om responserna kan man bestämma den inbördes re- lativa förändringen som erfordras för varje ställskruv 8 genom att man lokalt runt den position som motsvarar varje ställskruv multi- plicerar felprofilen med responsen varefter resultatet summeras. Om summan är noll har en ställskruvsfärändring ingen effekt på felpro- Om summan är signifikant skild från noll Ju större absolutvärdet av summan är desto filen i denna position. kan styreffekt uppnås. stärre styreffekt uppnås. summering förrolika skruvar i tur och ordning byggs den relativa Genom upprepning av multiplicering och etällskruvsinställningen upp.

Från den så bestämda inbördes relativa ställskruvsförändringen kan den absoluta förändringen av ställskruvarna 8 beräknas med hjälp av responserna, den önskade tvärsprofilen och den uppmätta tvärspro- filen. Detta tillgå: så att från den relativa ställskruvsfäränd- ringen beräknas först motsvarande relativa tvärsprofilsförändring med hjälp av responserna. Den absoluta tvärsprofilsförändringen är 10 Ås ändringarna. 20 25 30 35 454 365 en förstärkningsfaktor (k) gånger den relativa tvärsprofilsföränd- ringen. Nämnda faktor k beräknas genom ninimering av avvikelsen mellan den önskade profilen och den uppmätta profilen + k ~ relativa profilförändringen. Med hjälp av den så beräknade förstärknings- faktorn (k) erhålles den erforderliga absoluta förändringen av ställskruvarna som k ~ relativa förändringen-I Efter att på detta sätt ha fått fram den erforderliga omställ- ningen av ställskruvarna 8 kan den resulterande tvärsprofilsföränd- ringen bestämmas. Denna förändring av tvärsprofilen adderas till den uppmätta tvärsprofilen. 'ßumman representerar den nya tvärspro-. fil som skulle bli resultatet av en omställning av ställskruvarna 8 enligt den ovan beräknade förändringen. En jämförelse med den önskade tvärsprofilen ger en avvikelse som indikeras i form av en ny felprofil. Om avvikelsen inte är för stor kan ställskruvarna 8 direkt ställas om i enlighet med de beräknade erforderliga för- Om avvikelsen fortfarande är för stor kan den nya fel- profilen utnyttjas för en förnyad beräkning och kontroll enligt ovan tills avvikelsen är acceptabel. Först därefter görs omställningen av ställskruvarna 8.

När man måste ta hänsyn till flera egenskaper hos pappers- banan eftersträvar man en munstycksinställning som totalt ger den minsta avvikelsen från önskade tvärsprofiler. Detta kan åstadkom- mas genom minimering av nedanstående funktion, v, där varje term representerar en viss egenskap hos banan, exempelvis tjocklek, torr- vikfoch fukthalt. Även överläppens läge kan tas med som en term för att överläppens krökning inte skall bli för stor. 2 V = (°1° P02 4' (G2 ' P2)2 4' (03 ' P3) + "HH där al, az, a3, ...... = viktsprofiler som bestämmer vilken vikt man skall lägga vid en viss egenskap hos pappersbanan samt egenskapens variation tvärs banan.

P1, P2' P3' aeenae = fel-profiler för varje egenskap hos pappersbanan resp överläppens läge. ' Kvadratsummorna av olika felprofiler viktas således samman och den totala summan minimeras. v är en funktion som har lika många dimensioner som antal ställpositioner 7 (ställskruvar 8). Målet är att nå den inställning av ställskruvarna 8 där varje förändring av 10 15 20 25 s 454 365 en ställskruv skulle resultera i en ökning av funktionen v. Även de olika ställpositionerna 7 kan ges olika vikt, lämpli- gen genom att den beräknade inbördes relativa ställskruvsföränd- ringen multipliceras med en viktsfaktor innan beräkningen fort- sättes enligt ovan. Därigenom kan munstycket 2 och tvärsprofilerna styras på önskat sätt. Om exempelvis vissa ställskruvar 8 ej skall räras kan man ta bort dessa ur funktionen genom att ge den vikten noll.

Ovanstående exempel har utgått ifrån att ställpositionerna 7 utgjorts av ställskruvar 8 i munstycket. De responser som åstad- kommes av förändringar av ställskruvarna är förhållandevis breda.

Detta innebär svårigheter exempelvis när det gäller att avhjälpa felprofiler som innehåller smala stråk. Sådana' stråk kan emeller- tid påverkas om ställpositionerna befinner sig på avstånd från mun- stycket närmare våtlinjen 5. Responsen från en sådan ställposition blir smalare ju närmare våtlinjen ställpositionen befinner sig.

Speciella fördelar kan erhållas om man använder ställpasitio- ner både vid munstycket och längre fram på viron. Reglering i mun- stycket är bra för långa vågor i tvärsprofilen medan reglering i ställpositioner ute på viron är bra för korta vågor. Tvärsprofilen kan då med fördel delas upp i två komponenter genom lågpass- (LP) och hägpass- (HP) filtreringar. Munstycket styr då på LP-delen och de övriga ställdonen på HP-delen. Ett annat alternativ är att am- växlande ställa ut förändringar i ställpositionerna i munstycket" och utefter viron för regleringen och på så sött to hänsyn till så- väl de långa som de korta vågorna i tvärsprofilen.

Uppfinningen är givetvis inte begränsad till ovan beskrivna utföringsformer utan kan varieras inom ramen för uppfinningstanken. h. -...,,,,,,.,,,.,.-___.. .f-s-r ..- ._

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 454 365 P a t e n t k r a v

1. Sätt för styrning av en pappersbanas egenskaper tvärs matnings- riktningen (tvärsprofilen) i en pappersmaskin där denna tvärsprofil kan påverkas i ett flertal ställpositioner (7) tvärs banan (4) genom att be- stämd ändring i en ställposition ger en motsvarande förändring (respons) i tvärsprofilen, varvid denna respons sträcker sig i sidled utöver den del av pappersbanan som motsvarar ställpositíonens bredd, k ä n n e t e c k n a t att den aktuella tvärsprofilen uppmätes a v och jämföres med en önskad tvärsprofil varvid avvikelsen indikeras i form av en felprofil, att responserna från ställpositionerna (7) var för sig i tur och ordning jämförs med felprofilen för bestämning av erforderlig inbördes relativ förändring i varje ställposition (7) genom att lokalt runt varje ställposition responsen multipliceras med felprofilen varefter resultatet summeras, att från den med hjälp av de erhållna summorna beräknade erforderliga relativa förändringen i varje ställposition be- räknas motsvarande erforderliga relativa förändring av tvärsprofilen med hjälp av responserna, att en förstärkningsfaktor k bestäms genom mini- mering av avvikelsen mellan den önskade profilen och den uppmätta profilen + k - erforderlig relativ tvärsprofilförändring, att erforderlig absolut förändring i varje ställposition beräknas som k - motsvarande relativa förändring, att därefter resulterande förändring av tvärs- profilen bestäms, att den så bestämda förändringen av tvärsprofilen adderas till den uppmätta tvärsprofilen och jämförs med den önskade tvärsprofilen, varvid avvikelsen utgör en ny felprofil, att förfarandet om avvikelsen är för stor upprepas med nämnda nya felprofil samt att slutligen den beräknade erforderliga absoluta förändringen i varje ställ- position utnyttjas för reglering i ställpositionerna.

2. Sätt enligt kravet 1, a v att pappersbanan (4) formas genom utflöde k ä n n e t e c k n a t av mälden genom ett munstycke (2) varvid flödet genom munstycket regleras i varje ställposition (7).

3. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t a v att pappersbanan (4) formas på en vira (3) varefter den påverkas i ställpositioner utefter viran (3) där en fri vattenspegel fortfarande är synlig på banan.

4. Sätt enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a t mälden strömmar ut på en vira (3) genom ett munstycke (2) varvid banan a v att pappersbanan (4) formas genom att 10 15 20 25 -k ä n n e t e c k n a t 454 365 påverkas i ställpositioner såväl i munstycket (2) som utefter viran (3).

5. Sätt enligt kravet 4, a v att tvärsprofilen delas upp i två kom- ponenter genom lågpass-(LP) och högpass-(HP) filtreríngar varvid ställ- positionerna (7) i munstycket (2) styr på LP-delen och ställpositionerna utefter viran (3) styr på HP-delen.

6. Sätt enligt kravet 4, k ä n n e t e c k n a t a v att tvärsprofilen regleras genom att omväxlande ställa ut förändringar i ställpositionerna (7) i munstycket (2) och i ställpositionerna utefter viran (3).

7. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att hänsyn till olika egenskaper hos pappersbanan (ä) tas genom att felprofilen beräknas som en viktad fel- profil genom multiplikation med en viktsprofil som bestämmer vilken vikt som skall läggas vid de olika egenskaperna i banans tvärríktning.

8. Sätt enligt något av föregående krav där pappersbanan formas genom utflöde av mälden genom ett munstycke (2), varvid flödet regleras genom förskjutning av munstyckets överläpp (6) i de olika ställpositionerna (7), k ä n n e t e c k n a t a v att överläppens (6) läge indikeras och viktas ihop med de olika egenskaperna hos pappersbanan för begränsning av överläppens utböjning.

9. Sätt enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t a v att de olika ställpositíonerna (7) ges olika vikt genom att den beräknade inbördes relativa förändringen i varje ställpositíon multipliceras med en viktsfaktor innan beräkningen fort- sättes.