Regeleinrichtung und Verfahren zur Flächengewichtsregelung in einer Papiermaschine

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Regeleinrichtung zur Flächengewichtsregelung einer Papierbahn mit einem Betriebsregler zur Regelung des Stoffauflaufs auf einen Sollwert. Solche Regeleinrichtungen werden zur Einhaltung eines Sollwertes des Flächengewichtes in Längsrichtung verwendet. Daneben sind weitere Regeleinrichtungen zur Einhaltung eines Sollwertes des Flächengewichtes in Querrichtung vorhanden, welche nicht Gegenstand dieser Erfindung sind.

[0002] Grundstoff zur Herstellung einer Papierbahn ist eine Fasersuspension, der sogenannte Stoff. Dieser besteht zu etwa 0,1 % bis 1 % aus festen Fasern in wässriger Lösung. Fallweise können noch weitere chemische Zusätze und Füllstoffe enthalten sein. Der Stoff wird über den Stoffauflauf auf ein Sieb aufgebracht und nachfolgend einem mehrstufigen Trocknungsprozess unterworfen. Die Menge bzw. die Schichtdicke des auf das Sieb aufgebrachten Stoffes bestimmt maßgeblich das Flächengewicht der fertigen Papierbahn. Die nachfolgend angeordneten Pressen und Glättwerke beeinflussen nur noch deren Dicke und Dichte bei gleichbleibendem Flächengewicht.

[0003] Um ein konstantes Flächengewicht der hergestellten Papierbahn über deren Länge zu ermöglichen, wird eine Regeleinrichtung verwendet, welche den Stoffauflauf auf einen vorgebbaren Sollwert einregelt. Bei diesem Regelungsvorgang kann der Sollwert, nämlich das Flächengewicht der Papierbahn, erst am Ende der Papiermaschine, also nach dem Trocknungsprozess gemessen werden. Die Regelstrecke weist somit eine große Todzeit auf, welche durch die Durchlaufzeit der Papierbahn durch die Papiermaschine gegeben ist. Diese kann bis zu mehrere Minuten betragen.

[0004] Zur Lösung dieses Problems wurde im Stand der Technik vorgeschlagen, den Stoffauflauf mittels einer Steuerung durch die Geschwindigkeit der Papiermaschine mit verzögertem Ansprechen der Antriebe zu steuern. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass Fehler in der Konsistenzmessung des Stoffes oder unterschiedliche effektive Konsistenzen bei gleichen Konsistenzmesswerten aber unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung des Stoffes Fehler im Flächengewicht zur Folge haben. Ebenso werden nach dem Stand der Technik keine Einflüsse des Rückwassersystems auf das Flächengewicht berücksichtigt. Die Steuerung gemäß dem Stand der Technik ist somit fehlerbehaftet. Da der Einfluss der Todzeit auf den Stoffauflauf weiterhin groß bleibt, ergibt sich ein erhöhter Aufwand bei der Einstellung der Steuerung. Während dieser Einstellzeit kann in der Regel kein verkaufsfähiges Papier hergestellt werden.

[0005] Die US 3,619,360 beschreibt eine Vorrichtung zur Regelung eines Flächengewichts einer Papierbahn, bei dem ein Stoffstrom in Abhängigkeit von einem angepassten vorhergesagten Flächengewicht angepasst wird. Das angepasste vorhergesagte Flächengewicht wird auf Grundlage eines tatsächlichen Flächengewichts, eines erwünschten Flächengewichts und eines auf Basis einer Konsistenz und eines Flusses des Stoffes sowie einer Geschwindigkeit einer Antriebseinrichtung vorhergesagten Flächengewichts ermittelt.

[0006] Aus der EP 0 898 014 A2 ist bekannt, zur Längsregelung eines Flächengewichts einer Papierbahn zwei voneinander unabhängige Regelkreise einzusetzen. Dabei wird das Flächengewicht sowohl vor dem Aufroller als auch im Nassbereich der Papiermaschine bestimmt. Festgestellte Abweichungen werden dann durch Nachführen der aufgebrachten Stoffmenge und der Stoffkonzentration ausgeregelt.

[0007] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Regelung des Flächengewichtes einer Papierbahn anzugeben, welche gegenüber dem Stand der Technik eine einfachere Bedienbarkeit aufweist, schneller einstellbar ist und eine höhere Genauigkeit des Regelvorgangs ermöglicht.

[0008] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Regeleinrichtung zur Längsregelung des Flächengewichtes einer Papierbahn in einer Papiermaschine gemäß Anspruch 1.

[0009] Weiterhin besteht die Lösung der Aufgabe in einem Verfahren zur Längsregelung des Flächengewichtes einer Papierbahn in einer Papiermaschine gemäß Anspruch 13.

[0010] Die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet einen sogenannten Betriebsregler, welcher die pro Zeiteinheit aus der Bütte auf das Sieb gelieferte Stoffmenge auf einem vorgegebenen Sollwert regelt. Als Betriebsregler kann beispielsweise ein PI-Regler oder ein PID-Regler verwendet werden. Dieser Betriebsregler stellt den Grundregelkreis dar. Um den Einfluss der Todzeit zu minimieren, wird der Sollwert des Betriebsreglers dynamisch an die Betriebsbedingungen angepasst. Hierzu steht erfindungsgemäß eine Vorsteuereinrichtung zur Verfügung, welche eine Auflaufmenge berechnet.

[0011] In einer Weiterbildung der Erfindung werden der Vorsteuereinrichtung zumindest die Konsistenz des Stoffes und die Sollgeschwindigkeit der Papiermaschine als Eingangsgrößen zur Bestimmung des Sollwertes verfügbar gemacht.

[0012] Da sich eine Änderung der Sollgeschwindigkeit nur verzögert auf das Flächengewicht der produzierten Papierbahn auswirkt, werden die Antriebe der Papiermaschine verzögert angesteuert. Eine geplante Änderung der Sollgeschwindigkeit wird jedoch bereits vorher von der Vorsteuereinrichtung zur Neubemessung des Sollwertes des Stoffauflaufs berücksichtigt.

[0013] Weiterhin berücksichtigt die Vorsteuereinrichtung die Konsistenz des Stoffes. Unter Konsistenz wird dabei der Fasergehalt im Vergleich zum Wassergehalt des Stoffes verstanden. Der Fasergehalt beträgt typischerweise 0,1 bis 1%. Somit kann die Vorsteuereinrichtung bei niedrigerer Konsistenz einen erhöhten Sollwert für den Stoffauflauf vorgeben und umgekehrt.

[0014] Weiterhin berücksichtigt die Vorsteuereinrichtung einen Datensatz aus einer Sortendatei, welche die herzustellende Papiersorte und insbesondere deren Flächengewicht angibt. Somit können aus dem identischen Stoff verschiedene Papiersorten hergestellt werden.

[0015] In einer Weiterbildung der Erfindung berücksichtigt die Vorsteuereinrichtung auch, dass bei identischer gemessener Konsistenz eine unterschiedliche effektive Konsistenz vorliegen kann. Hierzu wird ein Datensatz der Stoffaufbereitung zur weiteren Optimierung der aufgebrachten Stoffmenge herangezogen. Dieser Datensatz kann Änderungen der effektiven Konsistenz durch andere chemische Zusammensetzung, insbesondere Füllmittel, berücksichtigen. Weiterhin kann ein Datensatz vom Rückführwassersystem in der Vorsteuereinrichtung mitberücksichtigt werden.

[0016] Die Vorsteuereinrichtung, welche einen theoretischen Wert für die aufgebrachte Stoffmenge und Korrekturwerte zur Verfügung stellt, kann beispielsweise durch ein lineares Modell realisiert werden. Mittels dieses Modells kann aus den Eingangsgrößen, beispielsweise dem verwendeten Stoff, der herzustellenden Sorte, den verwendeten Sieben oder den Daten des Rückführwassersystems analytisch eine benötigte Stoffmenge berechnet werden.

[0017] In einer anderen Ausführungsform kann die Vorsteuerung durch eine numerische Kennfeldmatrix realisiert werden. Diese Matrix besteht aus diskreten, in einem Speicher abgelegten Werten. Aus einem solchen vieldimensionalen Wertefeld kann die Vorsteuereinrichtung in Abhängigkeit der Eingangsgröße einen benötigten Wert für die Stoffmenge auslesen.

[0018] Eine weitere Alternative zur Realisierung der Vorsteuereinrichtung besteht in einem neuronalen Netz. Ein solches Netz besteht aus einer Vielzahl von Eingangsneuronen, welche jeweils einen Eingangswert entgegennehmen und einer Vielzahl von versteckten Hidden-Neuronen, welche mit den Eingangsneuronen verbunden sind und je eine mathematische Operation auf die Eingangswerte durchführen. Die so berechneten Ausgangswerte der versteckten Neuronen werden einem Ausgang zugeführt. Die mathematischen Operationen, die Anzahl der Neuronen und die Verknüpfungen sind dabei so gewählt, dass das neuronale Netz zu jedem n-Tupel von Eingangswerten eine aufzubringende Stoffmenge als Ausgangswert bereitstellt. Sofern die Kennfeldmatrix als neuronales Netz realisiert ist, handelt es sich besonders bevorzugt um ein lernfähiges neuronales Netz. Dieses ist in der Lage, aus langfristigen Regelabweichungen, welche die benötigte Stoffmenge verändern, selbsttätig neue Sollwerte zu generieren, welche dann im weiteren Betrieb keiner oder geringerer Korrekturen bedürfen.

[0019] Schließlich kann die Vorsteuereinrichtung in Fuzzy-Logik realisiert werden. Eine solche Realisierung ermöglicht zuverlässige Aussagen über die benötigte Stoffmenge, auch wenn die zugeordneten Eingangsgrößen unscharf und fehlerbehaftet sind.

[0020] Eine erhöhte Genauigkeit der erfindungsgemäßen Regeleinrichtung wird dadurch erzielt, dass zusätzlich ein sogenannter Messregler bereitgestellt wird, welcher eine Abweichung zwischen dem am Auslauf der Papiermaschine gemessenen Ist-Wert des Flächengewichtes und dem Sollwert ausgibt. Diese gemessenen Abweichungen werden dazu verwendet, um Abweichungen des Flächengewichtes zu erkennen und die von der Vorsteuereinrichtung ausgegebenen Sollwerte entsprechend zu korrigieren. Der Messregler ist ein Zusatzregler zu dem als Betriebsregler bezeichneten Grundregelkreis.

[0021] Erfindungsgemäß wird in der Vorsteuereinrichtung nicht nur ein Sollwert des Stoffauflaufes bestimmt, welcher dann durch gemessene Flächengewichte korrigiert wird, sondern die Vorsteuereinrichtung selbst berechnet Korrekturwerte für die aufzubringende Stoffmenge. Dies können einerseits multiplikative Korrekturen sein, welche die Funktion der aufzubringenden Stoffmenge nach der Zeit strecken oder stauchen, als auch additive Korrekturen, welche die aufzubringende Stoffmenge um einen festen Wert erhöhen oder verringern. Dabei dient die additive Korrektur dem Ausgleich konstanter Faserverluste, beispielsweise bei Veränderungen im Siebrückwasser. Die multiplikative Korrektur berücksichtigt Abweichungen der effektiven Konsistenz von der gemessenen Konsistenz, beispielsweise bei Veränderungen der chemischen Zusammensetzung oder bei der Aufbereitung von Altpapier. Besonders bevorzugt stehen die ausgegebenen Korrekturwerte der Vorsteuerung auch wieder als Eingangswert zur Verfügung. Dadurch kann die Vorsteuerung einen neuen Sollwert bestimmen, welcher in der Folge einer geringeren Korrektur bedarf. Sofern die Vorsteuereinrichtung durch ein selbstlernendes neuronales Netz realisiert ist, können die ausgegebenen Korrekturwerte auch zur Optimierung des Netzes verwendet werden.

[0022] Um zu vermeiden, dass die Papiermaschine in einen unzulässigen Betriebszustand gelangt, wird der von der Vorsteuereinrichtung bestimmte und mit Messwerten und Korrekturen optimierte Wert der Stoffmenge einem Begrenzer zugeführt. Dieser kann die aufzubringende Stoffmenge auf einen maximal möglichen Wert begrenzen. Weiterhin kann der Begrenzer auch dazu verwendet werden, die Änderungsgeschwindigkeit der Stoffmenge zu limitieren. Dadurch kann die Änderungsgeschwindigkeit der Stoffmenge auf die maximal mögliche Änderungsgeschwindigkeit nachfolgender Anlagenteile begrenzt werden. Es wird beispielsweise vermieden, dass eine Papierbahn mit erhöhter Dicke und erhöhtem Wassergehalt an die Trockenpartie geliefert wird, welche dort nur mit erhöhtem Wärmebedarf getrocknet werden kann. Dadurch würde in den ersten Minuten bis zum Nachregeln der Heizleistung eine zu feuchte und damit unbrauchbare Papierbahn die Maschine verlassen. Wenn die dem Stoffauflauf nach gelagerten Maschinenteile in einen anderen Betriebszustand gebracht werden, kann auch der oder die Grenzwerte im Begrenzer im laufenden Betrieb der Maschine angepasst werden.

[0023] Um ein detaillierteres Verständnis der oben beschriebenen Merkmale der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen, wird im Folgenden eine genauere Beschreibung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel angegeben. Es wird jedoch darauf hingewiesen, dass die beigefügte Zeichnung lediglich eine typische Ausführungsform der Erfindung zeigt und daher deren Umfang nicht einschränkt. Die Erfindung kann andere, ebenso wirksame Ausführungsformen zulassen. Die Beschreibung erfolgt im Hinblick auf verschiedene funktionale Bauelemente, welche wahlweise durch Hardware- und/oder Software-Elemente umgesetzt werden können.

[0024] Figur 1 zeigt ein Blockschaltbild mit einem Betriebsregler 1, welcher über ein Ventil 4 den Stoffstrom zum Stoffauflauf aus einem Zulauf 3 regelt. Zur Bestimmung des Ist-Wertes des Stoffstromes ist eine Messeinrichtung 5 vorgesehen. Der Betriebsregler 1 ist beispielsweise ein PID-Regler mit einer Abtastzeit von etwa 2 s.

[0025] Der Sollwert für den Stoffstrom zum Stoffauflauf wird dem PID-Regler 1, dem sogenannten Betriebsregler, über einen Begrenzer 13 zugeführt. Der Betriebsregler 1 stellt den Grundregelkreis dar. Der Sollwert des Stoffstroms zum Stoffauflauf wird über Leitung 23 auch den nachgeordneten Maschinenteilen zugeführt, beispielsweise der Steuerung der Trockenpartie. Der Begrenzer 13 begrenzt den ausgegebenen Sollwert oder dessen erste Ableitung nach der Zeit auf einen Maximalwert, welcher von der Leistungsfähigkeit der nachgeschalteten Anlagenteile abhängig ist. Diese sich ändernden Maximalwerte werden dem Begrenzer 13 über Leitung 14 zugeführt.

[0026] Zur Vorsteuerung des Sollwertes dient die Vorsteuereinrichtung 2. Diese ist bevorzugt in Form einer numerischen Kennfeldmatrix oder eines neuronalen Netzes realisiert. Fallweise können auch Mischformen zum Einsatz kommen. Dem Kennfeld 2 werden über Leitungen 18, 19 und 20 Datensätze der Stoffaufbereitung, des Rückführwassersystems und der Sortendatei zugeführt. Diese Daten können vom Benutzer manuell eingegeben werden oder aus einer elektronischen Ablaufsteuerung der Produktion ausgelesen werden. Aus der Kenntnis der zu produzierenden Sorte können die Kennfelder in Bezug auf die Übrigen Werte sortenabhängig gestaltet werden. Die Daten der Stoffaufbereitung 18 und des Rückführwassersystems 19 können ebenfalls statische Daten aus einer Ablaufsteuerung oder aber Messwerte der entsprechenden Anlagenteile sein. Dadurch wird eine dynamische Anpassung des Stoffauflaufs an die Betriebszustände des Rückführwassersystems und des verwendeten Stoffes möglich.

[0027] Weiterhin wird dem Kennfeld 2 die vorausbestimmte Sollgeschwindigkeit der Maschine über Leitung 7 etwa alle 2 s zugeführt. Weiterhin wird über Leitung 6 die Konsistenz des Stoffes etwa alle 4 s bereitgestellt. Der Kehrwert der Konsistenz 1/C wird über einen Filter ebenfalls dem Kennfeld 2 zugeführt.

[0028] In Abhängigkeit des verwendeten Stoffs, der Sollgeschwindigkeit, der herzustellenden Sorte und dem Betriebszustand des Rückführwassersystems berechnet das Kennfeld eine aufzubringende Stoffmenge und stellt diese auf Leitung 26 bereit. Dieser Wert wird einem PID-Regler 9, dem sogenannten Messregler, zugeführt. Der PID-Regler 9 erhält als Eingangsgröße weiterhin einen Sollwert des Flächengewichtes aus der Sortendatei über Leitung 10. Eine Messeinrichtung 8 bestimmt einen Ist-Wert des Flächengewichtes vor dem Aufroller, d. h. am Auslauf der Papiermaschine, oder zwischen der Vortrockenpartie und der Nachtrockenpartie. Aus diesen Werten bestimmt der PID-Regler 9, welcher synchron zur Messung mit einem Intervall von etwa 32 Sekunden getaktet ist, einen gegenüber Ausgang 26 der Vorsteuerung korrigierten Wert für die aufzubringende Stoffmenge. Dieser Wert wird auch dem Siebmodell 16 zur Verfügung gestellt.

[0029] Das Siebmodell 16 berechnet aus der Sortendatei 20 und gegebenenfalls Korrekturwerten 18 bis 22 einen Korrekturwert zwischen der effektiven, in der Anlage vorhandenen Konsistenz und der gemessenen Konsistenz. Die dem Siebmodell zur Verfügung gestellten Eingangswerte werden über jeweils etwa 4 Sekunden gemittelt. Da das Siebmodell nur langfristige Abweichungen korrigieren soll, wird der Korrekturwert am Ausgang des Siebmodells im Integrator 17 über etwa 60 Sekunden integriert. Alternativ zum Siebmodell 16 und dem Integrator 17 kann die Korrektur auch unmittelbar in der Vorsteuereinrichtung 2 berücksichtigt werden.

[0030] Die Vorsteuereinrichtung 2 gibt einen multiplikativen Korrekturwert zur Berücksichtigung von Abweichungen der effektiven Konsistenz von der gemessenen Konsistenz auf Leitung 25 aus. Ebenso dient die gemessene Konsistenz auf Leitung 6 der multiplikativen Korrektur des Stoffstromes zum Stoffauflauf. Vor Ausführung der Multiplikation werden alle Korrekturwerte, also der Ausgang des Integrators 17, Leitung 25 und Leitung 6 addiert. Im Multiplizierer 11 wird die multiplikative Korrektur des Steuersignals vorgenommen.

[0031] Weiterhin kann die Vorsteuereinrichtung 2 einen additiven Korrekturwert auf Leitung 24 ausgeben. Dieser additive Korrekturwert berücksichtigt konstante Faserverluste. Bei Veränderungen im Siebrückwasser können solche Faserverluste auch zeitabhängig variieren. Auch dies kann von der Vorsteuereinrichtung 2 berücksichtigt werden. Der Korrekturwert auf Leitung 24 wird dem Ausgangswert von Multiplizierer 11 addiert. Dieses Ergebnis wird noch in Multiplizierer 12 mit dem Geschwindigkeitssollwert 7 multipliziert. Das Ergebnis dieser Multiplikation wird dann dem oben beschriebenen Begrenzer 13 zugeführt und stellt an dessen Ausgang die Führgröße des Betriebsreglers 1 dar. Die Addition des Korrekturwertes 24 kann aber auch zwischen dem Regler 9 und dem Multiplizierer 11 erfolgen. Der Geschwindigkeitssollwert 7 wird über ein Verzögerungsglied den Antriebseinrichtungen 15 der Papiermaschine zur Verfügung gestellt und steuert deren Geschwindigkeit.

[0032] Die Korrekturwerte 24 und 25 der Vorsteuereinrichtung stehen dieser über Eingang 21 und 22 wiederum zur Verfügung. Dadurch kann die Vorsteuereinrichtung einen korrigierten Sollwert auf Anschluss 26 ausgeben, welcher nachfolgend nur noch geringer oder keiner Korrekturen mehr bedarf. Weiterhin können die Korrekturwerte auf Leitung 21 und 22 dazu verwendet werden, eine lernfähige Vorsteuereinrichtung 2 zu trainieren.

Ansprüche

1. Regeleinrichtung zur Längsregelung des Flächengewichtes einer Papierbahn in einer Papiermaschine mit einem Betriebsregler (1) zur Regelung eines Stoffstromes aus einem Stoffauflauf (3), wobei der Sollwert für den Betriebsregler (1) mittels einer Vorsteuereinrichtung (2) ermittelbar ist, wobei zur Bestimmung des Sollwertes zusätzlich ein Messregler (9) bereitgestellt wird, welchem der von der Vorsteuereinrichtung (2) angegebene Stoffstrom-Sollwert (26), ein Flächengewicht-Sollwert sowie ein Eingangswert aus einer Messeinrichtung (8) zur Bestimmung des Istwertes des Flächengewichtes zuführbar ist, wobei der Messregler dazu vorgesehen ist, eine Abweichung zwischen dem gemessenen Flächengewicht und dem Flächengewicht-Sollwert auszuwerten und einen gegenüber dem von der Vorsteuereinrichtung (2) ausgegebenen Stoffstrom-Sollwert (26) entsprechend korrigierten Stoffstrom-Sollwert auszugeben, und wobei der von dem Messregler (9) ausgegebene Stoffstrom-Sollwert mit Korrekturwerten (25, 24) aus der Vorsteuereinrichtung (2) korrigierbar ist.

2. Regeleinrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuereinrichtung (2) als numerische Kennfeldmatrix und/oder als neuronales Netz und/oder Fuzzy Logik ausgeführt ist.

3. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsteuereinrichtung (2) zumindest die Konsistenz des Stoffes und/oder die Sollgeschwindigkeit (7) als Eingangsgrößen zur Verfügung stehen.

4. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuereinrichtung (2) dazu vorgesehen ist, einen multiplikativen Korrekturwert (25) und/oder einen additiven Korrekturwert (24) auf den Ausgangswert des Messreglers (9) anzuwenden.

5. Regeleinrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuereinrichtung (2) dazu vorgesehen ist, zunächst den multiplikativen Korrekturwert (25) vor dem additiven Korrekturwert (24) anzuwenden.

6. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Korrekturwert zusätzlich als Eingangsgröße der Vorsteuereinrichtung verwendbar ist.

7. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Begrenzer (13) vorgesehen ist, welcher den dem Betriebsregler (1) zugeführten Sollwert und/oder dessen Ableitung nach der Zeit auf einen vorgebbaren Grenzwert limitiert.

8. Regeleinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert während des Betriebs des Reglers anpassbar ist.

9. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Sortendatei (20) aufweist, deren Daten als Eingangswert der Vorsteuereinrichtung (2) verwendbar sind.

10. Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Siebmodell (16) vorgesehen ist, welches einen multiplikativen und/oder additiven Korrekturwert zwischen einer effektiven, in der Anlage vorhandenen Konsistenz und einer gemessenen Konsistenz des Stoffes bereitstellen kann.

11. Papiermaschine mit einer Regeleinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10.

12. Papiermaschine nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung zur Bestimmung des Flächengewichtes vor der Aufrollung und/oder zwischen Vortrockenpartie und Nachtrockenpartie vorgesehen ist.

13. Verfahren zur Längsregelung des Flächengewichtes einer Papierbahn in einer Papiermaschine mit einem Betriebsregler (1) zur Regelung eines Stoffstromes aus einem Stoffauflauf, wobei der Sollwert für den Betriebsregler (1) mittels einer Vorsteuereinrichtung (2) ermittelt wird, wobei zur Bestimmung des Sollwertes zusätzlich ein Messregler (9) verwendet wird, welchem der von der Vorsteuereinrichtung (2) ausgegebene Stoffstrom-Sollwert (26) zugeführt wird, wobei der Messregler eine Abweichung zwischen einem gemessenen Flächengewicht und einem Flächengewichts-Sollwert auswertet und einen gegenüber dem von der Vorsteuereinrichtung (2) ausgegebenen Stoffstromsollwert (26) entsprechend korrigierten Stoffstrom-Sollwert ausgibt, welcher nachfolgend mit Korrekturwerten aus der Vorsteuereinrichtung korrigiert wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsteuereinrichtung einen ersten Korrekturwert ausgibt, welcher mit dem Ausgangssignal des Messreglers multipliziert wird und nachfolgend ein zweiter Korrekturwert ausgegeben wird, welcher zum Produkt aus erstem Korrekturwert und Ausgangssignal addiert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Siebmodells ein dritter Korrekturwert zwischen einer effektiven, in der Anlage vorhandenen Konsistenz und einer gemessenen Konsistenz des Stoffes bestimmt wird, welcher zum ersten Korrekturwert addiert wird.

16. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Siebmodells ein dritter Korrekturwert zwischen einer effektiven, in der Anlage vorhandenen Konsistenz und einer gemessenen Konsistenz des Stoffes bestimmt wird, welcher zum zweiten Korrekturwert addiert wird.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, dass die Summe aus dem zweiten Korrekturwert und dem Produkt aus erstem Korrekturwert und Ausgangssignal mit dem Wert der Sollgeschwindigkeit multipliziert wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Korrekturwert als Eingangsgröße der Vorsteuereinrichtung verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, dass der dem Betriebsregler zugeführte Sollwert und/oder dessen Ableitung nach der Zeit auf einen vorgebbaren Grenzwert limitiert werden.

20. Verfahren nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet, dass der Grenzwert während der Ausführung des Verfahrens verändert wird.

Claims

1. Control device for longitudinal control of the grammage of a paper web in a paper machine with an operating controller (1) for controlling a mass flow from a head box (3), wherein the target value for the operating controller (1) can be determined by means of a pre-control device (2), wherein a measuring controller (9) is additionally provided for the determination of the target value, to which measuring controller the mass flow target value (26) specified by the pre-control device (2), a grammage target value and an input value from a measuring device (8) can be supplied for the determination of the actual value of the grammage, wherein the measuring controller is provided to evaluate a deviation between the measured grammage and the grammage target value and to output a mass flow target value (26) corrected accordingly compared with the mass flow target value (26) output by the pre-control device (2), and wherein the mass flow target value output by the measuring controller (9) can be corrected with correction values (25, 24) from the pre-control device (2).

2. Control device according to claim 1,
characterised in that the pre-control device (2) is designed as a numerical map matrix and/or as a neural network and/or fuzzy logic.

3. Control device according to one of claims 1 or 2, characterised in that at least the consistency of the material and/or the target speed (7) are available to the pre-control device (2) as input variables.

4. Control device according to one of claims 1 to 3, characterised in that the pre-control device (2) is provided to apply a multiplicative correction value (25) and/or an additive correction value (24) to the output value of the measuring controller (9).

5. Control device according to claim 4,
characterised in that the pre-control device (2) is provided to apply firstly the multiplicative correction value (25) before the additive correction value (24).

6. Control device according to one of claims 1 to 4, characterised in that at least one correction value can additionally be used as an input variable of the pre-control device.

7. Control device according to one of claims 1 to 6, characterised in that a limiter (13) is provided, which limits the target value supplied to the operating controller (1) and/or its derivation over time to a predeterminable limit value.

8. Control device according to claim 7,
characterised in that the limit value can be adjusted during the operation of the controller.

9. Control device according to one of claims 1 to 8, characterised in that this has a grades file (20), the data of which can be used as an input value of the pre-control device (2) .

10. Control device according to one of claims 1 to 9, characterised in that a screening model (16) is provided, which can provide a multiplicative and/or additive correction value between an effective consistency present in the system and a measured consistency of the material.

11. Paper machine having a control device according to one of claims 1 to 10.

12. Paper machine according to claim 11,
characterised in that the measuring device for determining the grammage is provided before reeling and/or between the predryer and afterdryer section.

13. Method for longitudinal control of the grammage of a paper web in a paper machine with an operating controller (1) for controlling a mass flow from a head box, wherein the target value for the operating controller (1) is determined by means of a pre-control device (2), wherein a measuring controller (9) is additionally used for the determination of the target value, to which measuring controller the mass flow target value (26) output by the pre-control device (2) is supplied, wherein the measuring controller evaluates a deviation between a measured grammage and a grammage target value and outputs a mass flow target value (26) which is corrected accordingly compared with the mass flow target value output by the pre-control device (2), said mass flow target value subsequently being corrected with correction values from the pre-control device.

14. Method according to claim 13,
characterised in that the pre-control device outputs a first correction value, which is multiplied by the output signal of the measuring controller and a second correction is then output, which is added to the product of the first correction value and output signal.

15. Method according to claim 14,
characterised in that a screening model is used to determine a third correction value between an effective consistency present in the system and a measured consistency of the material, and this value is added to the first correction value.

16. Method according to claim 14,
characterised in that a screening model is used to determine a third correction value between an effective consistency present in the system and a measured consistency of the material, and this value is added to the second correction value.

17. Method according to one of claims 14 to 16, characterised in that the sum of the second correction value and the product of the first correction value and output signal is multiplied by the value of the target speed.

18. Method according to one of claims 13 to 17, characterised in that at least one correction value is used as an input variable of the pre-control device.

19. Method according to one of claims 13 to 18, characterised in that the target value supplied to the operating controller and/or its derivation over time are limited to a predeterminable limit value.

20. Method according to claim 19,
characterised in that the limit value is changed during the execution of the method.

Revendications

1. Dispositif de réglage pour le réglage longitudinal du poids surfacique d'une bande de papier dans une machine à papier, comprenant un régleur (1) de fonctionnement pour régler un courant de pâte d'une arrivée (3) de pâte, la valeur de consigne pour le régleur (1) de fonctionnement pouvant être déterminée au moyen d'un dispositif (2) pilote, dans lequel, pour déterminer la valeur de consigne, on met à disposition, en outre, un régleur (9) de mesure? auquel peut être envoyée la valeur (26) de consigne de courant de pâte indiquée par le dispositif (2) pilote, une valeur de consigne de poids surfacique, ainsi qu'une valeur d'entrée provenant d'un dispositif (8) de mesure pour déterminer la valeur réelle du poids surfacique, le régleur de mesure étant prévu pour exploiter un écart entre le poids surfacique mesuré et la valeur de consigne de poids surfacique et donner une valeur de consigne de courant de pâte corrigée par rapport à la valeur (26) de consigne de courant de pâte donnée par le dispositif (2) pilote et dans lequel la valeur de consigne de courant de pâte donnée par le régleur (9) de mesure peut être corrigée par des valeurs (25, 24) de correction provenant du dispositif (2) pilote.

2. Dispositif de réglage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif (2) pilote est réalisé sous la forme d'une matrice numérique de courbe caractéristique et/ou d'un réseau neuronal et/ou d'une logique floue.

3. Dispositif de réglage suivant l'une des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'il est mis à disposition du dispositif (2) pilote, comme grandeurs d'entrée, au moins la consistance de la pâte et/ou la vitesse (7) de consigne.

4. Dispositif de réglage suivant l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que le dispositif (2) pilote est prévu pour appliquer une valeur (25) de correction multiplicative et/ou une valeur (24) de correction additive à la valeur de sortie du régleur (9) de mesure.

5. Dispositif de réglage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif (2) pilote est prévu pour appliquer d'abord la valeur (25) de correction multiplicative avant la valeur (24) de correction additive.

6. Dispositif de réglage suivant l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce qu'au moins une valeur de correction peut être appliquée au dispositif pilote supplémentairement comme grandeur d'entrée.

7. Dispositif de réglage suivant l'une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce qu'il est prévu un limiteur (13), qui limite, à une valeur limite pouvant être donnée à l'avance, la valeur de consigne envoyée au régleur (1) de fonctionnement et/ou sa dérivée en fonction du temps.

8. Dispositif de réglage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur limite peut être adaptée pendant le fonctionnement du régleur.

9. Dispositif de réglage suivant l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que celui-ci a un fichier (20) de catégorie, dont les données peuvent être appliquées comme valeurs d'entrée au dispositif (2) pilote.

10. Dispositif de réglage suivant l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce qu'il est prévu un modèle (16) de filtre, qui met à disposition une valeur de correction multiplicative et/ou additive entre une consistance effective présente dans l'installation et une consistance mesurée de la pâte.

11. Machine à papier ayant un disposition de réglage suivant l'une des revendications 1 à 10.

12. Machine à papier suivant la revendication 11, caractérisée en ce que le dispositif de mesure, pour déterminer le poids surfacique, est prévu avant le bobinage et/ou en un groupe de sécheurs antérieurs et un groupe de sécheurs postérieurs.

13. Procédé de réglage longitudinal du poids surfacique d'une bande de papier dans une machine à papier, comprenant un régleur (1) de fonctionnement pour régler un courant de pâte d'une arrivée de pâte, dans lequel on détermine la valeur de consigne du régleur (1) de fonctionnement au moyen d'un dispositif (2) pilote, dans lequel, pour déterminer la valeur de consigne, on utilise en plus un régleur (9) de mesure, auquel on envoie la valeur (26) de consigne de courant de pâte donnée par le dispositif (2) pilote, dans lequel le régleur de mesure exploite un écart entre un poids surfacique mesuré et une valeur de consigne de poids surfacique et donne, par rapport à la valeur (26) de consigne de courant de pâte donnée par le dispositif (2) pilote, une valeur de consigne de courant de pâte corrigée, que l'on corrige ensuite par des valeurs de correction provenant du dispositif pilote.

14. Procédé suivant la revendication 13,
caractérisé en ce que le dispositif pilote donne une première valeur de correction qui est multipliée par le signal de sortie du régleur de mesure et il est donné ensuite une deuxième valeur de correction, qui est ajoutée au produit de la première valeur de correction par le signal de sortie.

15. Procédé suivant la revendication 14,
caractérisé en ce qu'au moyen d'un modèle de filtre, on détermine une troisième valeur de correction entre une consistance effective présente dans l'installation et une consistance mesurée de la pâte, que l'on ajoute à la première valeur de correction.

16. Procédé suivant la revendication 14,
caractérisé en ce qu'au moyen d'un modèle de filtre, on détermine une troisième valeur de correction entre une consistance effective présente dans l'installation et une consistance mesurée de la pâte, que l'on ajoute à la deuxième valeur de correction.

17. Procédé suivant l'une des revendications 14 à 16,
caractérisé en ce que l'on multiplie la somme, de la deuxième valeur de correction et du produit de la première valeur de correction par le signal de sortie, par la valeur de la vitesse de consigne.

18. Procédé suivant l'une des revendications 13 à 17,
caractérisé en ce que l'on utilise au moins une valeur de correction comme grandeur d'entrée du dispositif pilote.

19. Procédé suivant l'une des revendications 13 à 18,
caractérisé en ce que l'on limite, à une valeur limite pouvant être donnée à l'avance, la valeur de consigne envoyée au régleur de fonctionnement et/ou sa dérivée en fonction du temps.

20. Procédé suivant la revendication 19,
caractérisé en ce que l'on modifie la valeur limite pendant l'exécution du procédé.

Zeichnung