有適應(yīng)能力的片材制造機(jī)器控制系統(tǒng)技術(shù)方案

一種用于控制在片材制造機(jī)器上制造的片材材料的性質(zhì)的系統(tǒng)。通過由干端控制器基于在干端測量的灰分含量和干重等性質(zhì)發(fā)展的設(shè)置點(diǎn)和基于在所述干端測量的那些性質(zhì)的流漿箱流、濃度、灰分含量、網(wǎng)速度和堰板寬度等濕端性質(zhì)的估計(jì)值控制所述濕端。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國外來華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)總體涉及用于監(jiān)視和控制連續(xù)的片材制造系統(tǒng)一例如造紙機(jī)一的技術(shù)，并 且更具體地涉及通過對所述片材的在網(wǎng)處形成的一個(gè)或多個(gè)物理性質(zhì)的估計(jì)對造紙機(jī)的 濕端和干端分開控制。該技術(shù)提供了造紙機(jī)方向控制在發(fā)生紙頁斷裂或其它導(dǎo)致失去在干 端處的掃描儀測量結(jié)果的干擾時(shí)繼續(xù)進(jìn)行。
技術(shù)介紹
各種各樣的系統(tǒng)可被獲得并被用于制造紙頁和其它紙產(chǎn)品。正被制造的紙頁經(jīng)常 具有多個(gè)性質(zhì)，該些性質(zhì)在制造過程中被監(jiān)視和控制。對于造紙機(jī)方向（MD)控制的標(biāo)準(zhǔn)方 法來說，被控制的變量一例如紙的基重或干重W及紙的灰分含量一在卷軸處被測量并且通 過調(diào)節(jié)被操縱的變量而被控制，該些被操縱的變量例如是向造紙機(jī)的紙料流和向紙料中的 填料添加。在片材制造機(jī)器中對該些和其它片材性質(zhì)的控制通常涉及盡可能地保持該些片 材性質(zhì)接近目標(biāo)或期望值。 在制造過程中，如果出現(xiàn)阻止紙頁到達(dá)卷軸掃描儀的紙頁斷裂，或者如果卷軸掃 描儀出現(xiàn)故障，那么控制器就失去了測量結(jié)果并且MD控制也不能再被使用。在測量結(jié)果不 可獲得并且MD控制停止時(shí)的過渡期期間，可能發(fā)生過程變化，該些變化使被控制的變量遠(yuǎn) 離它們的期望運(yùn)行點(diǎn)。隨后當(dāng)紙頁再次被穿過造紙機(jī)并被放回到卷軸上時(shí)和/或掃描儀測 量結(jié)果恢復(fù)時(shí)，生產(chǎn)被中斷。雖然在重新穿紙之后的一段時(shí)間上控制器會將該些變量帶回 到目標(biāo)，但所生產(chǎn)的紙頁可能不能使用或銷售。該是因?yàn)榧堩撝械臄嗔呀?jīng)常干擾或妨礙對 造紙機(jī)的控制，所W在斷裂之后生產(chǎn)的紙頁通常具有不在目標(biāo)或期望值附近的紙頁性質(zhì)。 結(jié)果，造紙機(jī)經(jīng)常需要被操作直到消除了由斷裂引起的干擾并且紙頁性質(zhì)返回到或接近目 標(biāo)或期望值。該導(dǎo)致了時(shí)間和材料的損失。所需要的是一種甚至在被控制的變量不能被測 量時(shí)也保持被控制的變量接近目標(biāo)的手段。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)部分地基于認(rèn)識到通過對在網(wǎng)處發(fā)展的紙的一個(gè)或多個(gè)可測量物理變量 的估計(jì)將濕端和干端造紙機(jī)控制分開甚至在出現(xiàn)紙頁斷裂或其它掃描儀測量結(jié)果損失的 情況下也允許造紙機(jī)MD控制繼續(xù)進(jìn)行。使用數(shù)學(xué)模型來估計(jì)被控制的變量，例如在網(wǎng)處的 干重、基重和灰分含量，并且此后控制該些被估計(jì)的值。當(dāng)重新建立了掃描儀測量結(jié)果時(shí)， 模型中的參數(shù)可被遞歸地更新W補(bǔ)償任何模型誤差并確保了準(zhǔn)確的模型。MD控制優(yōu)選地 由級聯(lián)結(jié)構(gòu)組成，其中通過操縱紙料流和向紙料中的填料添加來控制估計(jì)的網(wǎng)干重或網(wǎng)基 重和估計(jì)的網(wǎng)灰分百分?jǐn)?shù)。當(dāng)掃描儀測量結(jié)果可獲得時(shí)，它們變成級聯(lián)控制中的下游變量 并且通過操縱估計(jì)的網(wǎng)重量和灰分的設(shè)置點(diǎn)來控制該測量結(jié)果。在優(yōu)選的在造紙中的應(yīng)用 中，利用數(shù)學(xué)模型估計(jì)在網(wǎng)或網(wǎng)狀物處形成的紙頁的干重和灰分百分?jǐn)?shù)。通過使用不同的 模型估計(jì)其它的可測量的物理性質(zhì)可實(shí)施本專利技術(shù)的技術(shù)。其它的合適的物理性質(zhì)例如包括 亮度、不透明性和諸如絮狀物大小或纖維取向的形成特征。 因此，在一方面，本專利技術(shù)涉及用于具有濕端和干端的片材制造機(jī)器的控制系統(tǒng)。濕 端具有數(shù)個(gè)輸入變量，所述輸入變量可被操縱W影響正被形成的紙頁的性質(zhì)。在濕端處的 紙頁的性質(zhì)影響在干端處被傳感器測量的紙頁的性質(zhì)。 片材制造機(jī)器的控制系統(tǒng)包括干端控制器、估計(jì)器和濕端控制器。干端控制器響 應(yīng)于在干端處紙頁性質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)，在干端處紙頁性質(zhì)的測量結(jié)果和發(fā)展在濕端處的紙頁性 質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)。每個(gè)設(shè)置點(diǎn)建立了濕端處的各自紙頁性質(zhì)的目標(biāo)值。估計(jì)器響應(yīng)于在干端處 紙頁性質(zhì)的測量結(jié)果W及響應(yīng)于傳遞濕端輸入變量的當(dāng)前值的定量信息W發(fā)展?jié)穸颂幍?紙頁性質(zhì)的估計(jì)值的另外的信號。濕端控制器響應(yīng)于由干端控制器發(fā)展的濕端紙頁性質(zhì)的 設(shè)置點(diǎn)并且響應(yīng)于濕端的紙頁性質(zhì)估計(jì)值并且操縱向濕端的輸入。 在另一方面，本專利技術(shù)涉及用于維持正在片材制造機(jī)器中形成的片材的可測量性質(zhì) 盡可能接近如上所述的它們的設(shè)置點(diǎn)的連續(xù)控制方法。該方法包括W下步驟： 根據(jù)在干端處的紙頁性質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)和在干端處由傳感器測量的紙頁性質(zhì)發(fā)展?jié)穸颂?的紙頁性質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)，濕端處的紙頁性質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)中的每一個(gè)都定量地建立了濕端處的紙 頁性質(zhì)的相應(yīng)一個(gè)的目標(biāo)。 根據(jù)由傳感器測量的干端紙頁性質(zhì)W及傳遞濕端輸入變量的當(dāng)前值的定量信息 的另外的信號發(fā)展?jié)穸思堩撔再|(zhì)的估計(jì)值；W及 根據(jù)濕端性質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)和估計(jì)值操縱濕端輸入變量。 利用本專利技術(shù)，在估計(jì)了在網(wǎng)或網(wǎng)狀物處發(fā)展的片材的干重和灰分百分?jǐn)?shù)的情況 下，在片材斷裂期間沒有損失重量和灰分控制。尤其是，在不能獲得測量的干端值時(shí)可基于 濕端估計(jì)值控制干重和灰分百分?jǐn)?shù)。而且，該減少了在將片材穿過機(jī)器時(shí)片材斷裂的可能 性。當(dāng)將片材穿入機(jī)器時(shí)測量值將更接近目標(biāo)，由此減少了廢料和損失時(shí)間。 本專利技術(shù)的另一特征是分開濕端和干端控制變量有效地增加了干擾排斥的帶寬，因 為在濕端處的片材的干重和灰分百分?jǐn)?shù)的估計(jì)值消除了大部分的與等待干端測量結(jié)果相 關(guān)的控制延遲。將更快地消除一些濕端干擾。 雖然將在實(shí)施于造紙中來說明本專利技術(shù)，但是應(yīng)該理解本專利技術(shù)可應(yīng)用于其它的片材 制造過程，例如，在橡膠片材、塑料膜、金屬鉛等的制造商中。對于該些應(yīng)用，"濕端"對應(yīng)處 于其烙融或柔軟狀態(tài)中的原材料被處理時(shí)的初始單元操作，而"干端"對應(yīng)最終片材產(chǎn)品被 形成時(shí)的下游階段。【附圖說明】 圖1是造紙系統(tǒng)的示意圖； 圖2是造紙系統(tǒng)的濕端的示意圖；W及 圖3和4是框圖，其描述了通過使用基重或干重估計(jì)器和百分比灰分估計(jì)器維持濕端 處的造紙機(jī)控制的過程控制概念；W及 圖5是由造紙系統(tǒng)實(shí)施的過程的流程圖。【具體實(shí)施方式】 將通過在片材制造系統(tǒng)10中實(shí)施該技術(shù)來說明過程控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)10包括造 紙機(jī)2、控制系統(tǒng)4和網(wǎng)絡(luò)6,如圖1中所示。造紙機(jī)2產(chǎn)生連續(xù)的紙頁材料12,該紙頁材料 由收取卷軸14收集。紙頁材料12具有特定的寬度，其由漿料息浮液生產(chǎn)，該息浮液包括木 纖維和其它材料的水混合物，該混合物經(jīng)歷了各種單元操作，該些操作由控制系統(tǒng)4監(jiān)視 和控制。網(wǎng)絡(luò)6有利于在系統(tǒng)10的部件之間通信。 造紙機(jī)2包括流漿箱8,其橫跨造紙機(jī)地將漿料息浮液均勻地分布在連續(xù)移動的 篩或網(wǎng)30上。進(jìn)入流漿箱8的漿料息浮液可包含例如0. 2-3%的木纖維W及可能的其它 固體，息濁液的其余部分是水。流漿箱8包括用于分布漿料息浮液的任意合適的結(jié)構(gòu)。流 漿箱8可例如包括眶板開口，通過該開口漿料息浮液被分布到篩或網(wǎng)30上，篩或網(wǎng)30包括 合適的結(jié)構(gòu)，例如網(wǎng)眼，W接收漿料息浮液并且允許水和其它材料排出或離開漿料息浮液。 在本文中使用時(shí)，形成片材制造系統(tǒng)10的一部分的"濕端"包括流漿箱8和網(wǎng)30W及在網(wǎng) 30之前的那些部分，并且"干端"包括在網(wǎng)30下游的部分。 此后紙頁12進(jìn)入壓制部分32,該部分包括多個(gè)壓制親，在那里紙頁12行進(jìn)通過在 壓制部分32中的多對反向旋轉(zhuǎn)的親之間的開口（被稱為社縫)。W該種方式，壓制部分32中 的親將形成紙頁12的紙漿材料壓縮。該可有助于從紙漿材料中去除更多的水并且均衡在 紙頁12的兩側(cè)上的特征。當(dāng)紙頁12在干燥器部分34中的一系列被加熱的親上行進(jìn)時(shí)，紙 頁12中更多的水被蒸發(fā)。壓光機(jī)36處理并完成紙頁12,例如，通過使紙頁光滑并施加最終 拋光、厚度、光澤或其它特征給紙頁12。其它的材料(例如漿粉或蠟）也可被添加到紙頁12 W獲得期望的拋光。感應(yīng)加熱致動器24陣列沿著橫向方向（CD)施加熱量到所述親中的一 個(gè)或多個(gè)W控制親直徑并由此控制社本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于具有濕端（202）和干端（204）的片材制造機(jī)器（200）的控制系統(tǒng)，所述濕端（202）具有可操縱元件，這些可操縱元件被調(diào)節(jié)以維持所述濕端（202）處的所述片材（12）的性質(zhì)，所述性質(zhì)實(shí)現(xiàn)所述干端（204）處的所述片材（12）的可測量性質(zhì)，并且所述干端（204）具有傳感器（28），所述傳感器發(fā)展電信號以傳遞所述可測量性質(zhì)的定量信息，所述控制系統(tǒng)包括：??????干端控制器（210），其響應(yīng)于由所述傳感器（28）發(fā)展的所述干端（204）處的所述片材（12）的測量性質(zhì)值以及響應(yīng)于所述干端（204）處的所述片材（12）的性質(zhì)設(shè)置點(diǎn)，并且可操作以發(fā)展所述濕端（202）處的所述片材（12）的性質(zhì)設(shè)置點(diǎn)，所述設(shè)置點(diǎn)信號的每一個(gè)都定量地建立所述濕端（202）處的所述片材（12）的性質(zhì)中的相應(yīng)一個(gè)的設(shè)置點(diǎn)；??????估計(jì)器（208），其響應(yīng)于由所述傳感器（28）發(fā)展的測量結(jié)果并且響應(yīng)于傳遞向所述濕端（202）的輸入的當(dāng)前值的定量信息的另外的信號以發(fā)展?jié)穸诵再|(zhì)的估計(jì)值；以及??????濕端控制器（206），其響應(yīng)于所述濕端性質(zhì)的設(shè)置點(diǎn)以及響應(yīng)于所述濕端性質(zhì)的估計(jì)并且可操作以操縱向所述濕端（202）的輸入。...

【技術(shù)特征摘要】
【國外來華專利技術(shù)】...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J貝克斯特隆，M福布斯，
申請(專利權(quán))人：霍尼韋爾阿斯卡公司，
類型：發(fā)明
國別省市：加拿大;CA