VERFAHREN ZUR FUNKTIONSÜBERWACHUNG EINES EINEN HYDROSPEICHER AUFWEISENDEN HYDRAULIKSYSTEMS EINER PAPIER- ODER KARTONMASCHINE

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Hydrauliksystems einer

[0002] PapierMaschinen haben hydraulische Stell- oder Antriebselemente, die von einem unter Druck stehenden Arbeitsfluid betätigt werden, dessen Druck und/oder Volumenstrom von Reglern geregelt ist.

[0003] In Papiermaschinen wird die Hydraulik verbreitet dann als Betätigungs- und Steuerungsmittel eingesetzt, wenn große Kräfte mit hoher Genauigkeit eingestellt und ausgeübt werden sollen.

[0004] Das Arbeitsfluid, z.B. Hydrauliköl wird von einer Pumpe unter Druck gesetzt und die Einleitung des unter Druck stehenden Hydrauliköls in ein hydraulisches Stellglied, wie z.B. einen Hydraulikzylinder oder einen Hydraulikmotor wird typischerweise durch ein proportionales Steuerventil oder Proportionalventil gesteuert, das elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein kann.

[0005] Ein solches Steuerventil hat einen verschieb- oder verlagerbaren Steuerschieber oder Steuerkolben, der in Antwort auf seine Lage in einem zugehörigen Ventilgehäuse einen Solldruck am Ausgang einstellen kann, indem der Druck von der Pumpe gelieferten Hydrauliköls heruntergeregelt wird. Die Beweglichkeit des Steuerkolbens im Ventilgehäuse erfordert zwingend ein gewisses Spiel oder Spaltmaß zwischen Steuerkolben und Ventilgehäuse, so dass eine innere Leckage des Steuerventils unvermeidbar ist. Das Spaltmaß darf nicht zu eng gewählt werden, denn sonst würde das Ventil zu anfällig gegen Verschmutzungen im Hydrauliköl.

[0006] In letzter Zeit wurden alternative Druckregler entwickelt, die in dieser Anmeldung durchgängig als digitalhydraulische Druckregler bezeichnet werden sollen. Werden solche digitalhydraulischen Druckregler als Druckminderer eingesetzt, werden diese in der vorliegenden Anmeldung durchgehend als digitalhydraulische Druckminderer bezeichnet.

[0007] Die Arbeitsweise der digitalhydraulischen Druckregler bzw. Druckminderer ist beispielsweise in der Zeitschrift Fluid Nr. 7-8, 2008 Seiten 12, 13 beschrieben. Die Arbeitsweise digitalhydraulischer Druckregler lässt sich nochmals sehr kurz zusammengefasst so darstellen:
Ein digitalhydraulischer Druckregler besteht im einfachen Fall aus einer Reihe parallel geschalteter Ventile, die lediglich AUF/ZU Funktion besitzen; also einfache EIN/AUS-Schaltventile sind, die einen Durchfluss zulassen oder unterbrechen und in dieser Anmeldung durchgängig als Ventile bezeichnet werden können. Die Ventile sind alle mit einer gemeinsamen Zuführleitung einerseits und mit einer gemeinsamen Ausgangsleitung andererseits verbunden. Die Ventile selbst können herkömmliche Solenoidventile, d.h. Ventile mit elektromagnetischem Antrieb sein. Natürlich können auch andere Antriebsformen gewählt werden.

[0008] Durch Anschluss oder Einbau von Drosselelementen bzw. durch die Ventile selbst ist dafür gesorgt, dass die Ventile unterschiedliche Durchflüsse haben, wenn sie geöffnet sind. Wenn beispielsweise vier Ventile vorgesehen sind, so können die Durchflussraten Q in den einzelnen, jeweils von dem zugehörigen Ventil wahlweise freigebbaren Durchlässen im Verhältnis von 1:2:4:8 zueinander stehen; bei einer größeren Anzahl von Ventilen wird diese Reihe entsprechend fortgesetzt.

[0009] Durch Öffnen und Schließen einzelner Ventile bzw. Ventilkombinationen, die auf der Basis von mathematischen Modellen von einem Rechner bestimmt und ausgewählt werden, kann nun eine sehr rasche und präzise Druckeinstellung in der Ausgangsleitung bzw. in dem daran angeschlossenen Stellglied erreicht werden. Dies wird erreicht, indem die analoge Regelkurve des eingangs geschilderten proportionalen Steuerventils durch eine digital erstellte (angenäherte) Regelkurve ersetzt wird. Diese Kurve kann wegen des Wegfalls von Nichtlinearitäten und/oder Hysterese des analogen Proportionalventils eine stufenförmig angenäherte Gerade sein, die es erlaubt, einen Regelpunkt schnell und (nahezu) überschwingungsfrei anzufahren.

[0010] Bei der digitalhydraulischen Regelung sind die Ventile nach dem Einstellen des Solldrucks in der Regel geschlossen, d.h. zum Halten eines Solldrucks in einem geschlossenen (und unveränderten) System wird diesem System weder Arbeitsfluid entnommen noch zugeführt. Dieser stationäre Zustand kann in der Praxis jedoch einzelne Regeleingriffe erfordern oder zulassen, insbesondere als Reaktion auf Änderungen an anderer Stelle im System Maschine/Regelung.

[0011] Nachdem aber die bei diesen einzelnen Regeleingriffen verschobenen Mengen an Arbeitsfluid relativ gering sind, wurde gefunden, dass die übliche hydraulische Leistungsversorgung durch eine Versorgungseinheit ersetzt werden kann, die eine Pumpe und mindestens einen Druckspeicher hat, aus dem Arbeitsfluid dem Regler zur Verfügung gestellt wird.

[0012] Um den Druckspeicher wieder aufzufüllen, wird die Pumpe ab und zu eingeschaltet und baut den Druck im Speicher wieder auf.

[0013] Derartige Systeme sind aus der DE 32 27 264 A1, DE 32 27 265 A1 und der DE 33 03 549 C1 bekannt.

[0014] Es können in komplexen hydraulischen Systemen Leckagen oder innere Leckagen auftreten, die bei einer automatischen Regelung mittels digitalhydraulischen Reglern aber unbemerkt bleiben können, weil Leckagen ausgeregelt werden, d.h. die Druckmessung alleine zeigt keine Leckage an.

[0015] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Leckageüberwachung eines Hydrauliksystems einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn vorzuschlagen, mit dem sich diese Leckage zuverlässig erkennen lässt. Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.

[0016] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.

[0017] In dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Hydrauliksystems einer Papiermaschine, verwendet das Hydrauliksystem zur Steuerung von Arbeitsfluiddrücken mindestens einen digitalhydraulischen Regler, der aus mindestens einem Druckspeicher unter Druck gespeichertes Arbeitsfluid entnimmt. Das Hydrauliksystem ist mit einer Versorgungseinheit versehen, die bedarfsgerecht eingeschaltet wird, um den Druckspeicher aufzufüllen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die tatsächliche Einschalthäufigkeit und/oder Einschaltdauer der Versorgungseinheit mit einer erwarteten Einschalthäufigkeit und/oder Einschaltdauer verglichen, wobei die tatsächliche Einschalthäufigkeit und/oder Einschaltdauer beginnend mit jedem Neustart der Maschine und nach Erreichen eines stabilen Betriebszustands, in dem ein Solldruck in einem hydraulischen Stellglied gehalten wird und die Ventile des digitalhydraulischen Reglers in der Regel geschlossen sind, erneut erfasst wird, wobei aus dem Vergleich der tatsächlichen Einschalthäufigkeit mit der erwarteten Einschalthäufigkeit auf eine Undichtigkeit im Hydrauliksystem geschlossen wird, wenn die tatsächliche Einschalthäufigkeit die erwartete Einschalthäufigkeit übersteigt, und/oder wobei aus dem Vergleich der tatsächlichen Einschaltdauer mit der erwarteten Einschaltdauer auf eine Undichtigkeit im Hydrauliksystem geschlossen wird, wenn die tatsächliche Einschaltdauer die erwartete Einschaltdauer übersteigt.

[0018] Aus der tatsächlichen Einschalthäufigkeit der Versorgungseinheit kann auf den Arbeitsfluidverbrauch unmittelbar geschlossen werden. Übersteigt dieser Arbeitsfluidverbrauch den erwarteten Wert, so kann man folgern, dass eine Leckage vorliegen könnte. Der erwartete Wert für die Einschalthäufigkeit ist nicht zwingend ein fester Wert, sondern kann sich im Betrieb der Maschine durch Änderung von Randbedingungen in nachvollziehbarer Weise ändern, so dass der Erwartungswert entsprechend angepasst werden kann.

[0019] Die Versorgungseinheit kann auf verschiedenen Bedarf hin eingeschaltet werden, beispielsweise kann die Versorgungseinheit eingeschaltet werden, bevor ein Ver- oder Einstellvorgang in der Maschine eingeleitet wird. Vorzugsweise wird die Versorgungseinheit dann bedarfsgerecht eingeschaltet, wenn der Druck im Druckspeicher einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

[0020] Es ist möglich, die erwartete Einschalthäufigkeit aus Beobachtungen abzuschätzen oder empirisch zu ermitteln. Vorzugsweise wird die erwartete Einschalthäufigkeit berechnet, indem eine erwartete Entnahmemenge an Arbeitsfluid aus dem Druckspeicher je Zeiteinheit berechnet wird und zum Speichervolumen des Druckspeichers oder der Druckspeicher ins Verhältnis gesetzt wird.

[0021] In Papiermaschinen kommt es manchmal zu Bahnabrissen. Nach einem solchen Bahnabriss muss die Maschine erneut hochgefahren werden.

[0022] Im Einzelnen kann in dem Verfahren vorgesehen sein, dass ein Zähler verwendet wird, der die Anzahl der Einschaltvorgänge der Versorgungseinheit zählt. Ein Speicher kann verwendet werden, der die gezählte Anzahl speichert. Eine Rechenvorrichtung mit einem Zeitgeber kann verwendet werden, die die gezählte Anzahl zu der Zeit ins Verhältnis setzt, um die tatsächliche Einschalthäufigkeit zu erhalten.

[0023] Vorzugsweise vergleicht die Rechenvorrichtung den Wert für die tatsächliche Einschalthäufigkeit mit einem vorgegebenen Wert und zeigt eine Meldung an, wenn dieser Wert überschritten wird. Die Meldung kann besonders auffällig gestaltet sein, z.B. kann ein optischer und/oder akustischer Alarm ausgegeben werden, wenn die vorgegebene Einschalthäufigkeit überschritten wird.

[0024] Das Verfahren ist auch auf ein Hydrauliksystem mit mehreren Versorgungseinheiten anwendbar, wobei vorzugsweise die einzelnen Versorgungseinheiten jeweils hinsichtlich der Einschalthäufigkeit überwacht werden.

[0025] Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch eine zusätzliche oder alternative Erfassung der Einschaltdauer der Versorgungseinheit. Aus der tatsächlichen Einschaltdauer der Versorgungseinheit kann auf den Arbeitsfluidverbrauch unmittelbar geschlossen werden. Übersteigt dieser Arbeitsfluidverbrauch den erwarteten Wert, so kann man folgern, dass eine Leckage vorliegen könnte. Der erwartete Wert für die Einschaltdauer ist nicht zwingend ein fester Wert, sondern kann sich im Betrieb der Maschine durch Änderung von Randbedingungen in nachvollziehbarer Weise ändern, so dass der Erwartungswert entsprechend angepasst werden kann.

[0026] Die Versorgungseinheit kann auf verschiedenen Bedarf hin eingeschaltet werden, beispielsweise kann die Versorgungseinheit eingeschaltet werden, bevor ein Ver- oder Einstellvorgang in der Maschine eingeleitet wird. Vorzugsweise wird die Versorgungseinheit dann bedarfsgerecht eingeschaltet, wenn der Druck im Druckspeicher einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

[0027] Es ist möglich, die erwartete Einschaltdauer aus Beobachtungen abzuschätzen oder empirisch zu ermitteln. Vorzugsweise wird die erwartete Einschaltdauer berechnet, indem eine erwartete Entnahmemenge an Arbeitsfluid aus dem Druckspeicher berechnet wird und zur Förderleistung der Versorgungseinheit ins Verhältnis gesetzt wird. Die hier überwachte Einschaltdauer ist die kumulierte Einschaltdauer der Versorgungseinrichtung.

[0028] Mit dieser Vorgehensweise wird also die tatsächliche Fördermenge der Versorgungseinheit mit der erwarteten Fördermenge der Versorgungseinheit verglichen, so dass eine übermäßige Fördermenge auf einen Fehler im Hydrauliksystem geschlossen werden kann.

[0029] Im Einzelnen kann in dem Verfahren vorgesehen sein, dass ein Zähler verwendet wird, der Dauer der Einschaltvorgänge der Versorgungseinheit erfasst. Ein Speicher kann verwendet werden, der die erfassten Einschaltvorgänge speichert und deren Dauer aufsummiert. Eine Rechenvorrichtung vergleicht die Summe mit einem vorgegeben Wert oder Erwartungswert und zeigt eine Meldung an, wenn dieser Wert überschritten wird. Die Meldung kann besonders auffällig gestaltet sein, z.B. kann ein optischer und/oder akustischer Alarm ausgegeben werden, wenn die vorgegebene Einschaltdauer überschritten wird.

[0030] Das Verfahren ist auch auf ein Hydrauliksystem mit mehreren Versorgungseinheiten anwendbar, wobei vorzugsweise die einzelnen Versorgungseinheiten jeweils hinsichtlich der Einschaltdauer überwacht werden.

[0031] Nachfolgend werden Anwendungen der Erfindung in einer Papiermaschine beschrieben.

[0032] Die Erfindung und wird anhand den nachfolgenden Zeichnungen nochmals erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 2 zeigt eine Anwendung der digitalhydraulischen Regelungstechnik.

Fig. 3 zeigt eine weitere Anwendung der digitalhydraulischen Regelungstechnik.

[0033] In einer Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gemäß Fig. 1 ein Paar von Differentialzylindern 1 vorgesehen. Jede Druckkammer; also kolbenseitige Druckammer und stangenseitige Druckkammer jedes Differentialzylinders 1 ist mit einem eigenen digitalhydraulischen Druckregler 2 versehen.

[0034] Eine Versorgungseinheit 3 links unten in Fig. 1 hat eine Pumpe 31 mit einem Motor, einen Tank 32 und einen Druckspeicher 33, der mit Hilfe der Pumpe 31 unter Druck gefüllt, also aufgeladen werden kann.

[0035] Eine Überwachungsvorrichtung 4, die hier der Übersicht halber als eigene Einheit gezeigt ist, aber in der Praxis auch in dem Steuergerät der Druckregler vorgesehen sein kann, ist in der Lage, Einschalten und Ausschalten der Pumpe 33 zu erfassen. In der Überwachungsvorrichtung 4 ist eine Zählvorrichtung (nicht gezeigt) verwirklicht, die die Einschalthäufigkeit und/oder die Dauer des Pumpenbetriebs erfassen kann. Dieser erfasste oder tatsächliche Wert kann mit einem vorgegebenen Erwartungswert in einer in der Überwachungsvorrichtung 4 vorgesehenen Vergleichsvorrichtung (nicht gezeigt) verglichen werden. Ergibt der Vergleich, dass die Versorgungseinheit öfter oder länger betrieben werden muss, als dies durch den Betrieb zu erwarten ist, so kann auf einen Fehler im Hydrauliksystem, z.B. auf ein Leck geschlossen werden.

[0036] Die Überwachungsvorrichtung 4 ist ausgelegt, mittels einer Anzeigevorrichtung und/oder einer Alarmvorrichtung (nicht gezeigt) eine Anzeige bzw. einen sicht- oder hörbaren Alarm herauszugeben, wenn auf einen Fehler im Hydrauliksystem geschlossen werden kann.

[0037] Fig. 2 zeigt eine Kühleinrichtung, die beispielsweise auf ein Hydrauliksystem anwendbar ist, das die Erfindung verwenden kann.

[0038] In der Fig. 2 ist ein Hydraulikkreis 5 gezeigt, der einen Tank 51, eine Pumpe 52, einen optionalen Druckspeicher 54, Filter 7 und einen Wärmetauscher 53 enthält. Der Abzweig zu einer hydraulischen Last ist in Fig. 2 nicht gezeigt. Ein Kühlwasser Kreis mit dem Wärmetauscher 53 und der Zuführleitung 62 und der Ablaufleitung 63 enthält einen Regler 6, der als digitalhydraulischer Regler aufgebaut ist, wie zuvor ausführlich beschrieben wurde. Der Regler 6 wird im vorliegenden Fall zur Durchflussregelung im Kühlwasserstrom eingesetzt. Durch Öffnen einzelner oder mehrerer Ventile gleichzeitig im Regler 6 lässt sich der Volumenstrom des Kühlwassers durch den Regler 6 gut einstellen. Als Führungsgröße für den Regler 6 kann dabei die Temperatur des Hydrauliköls im Tank 51 dienen, die mit einem Geber 61 erfasst wird. Im Wärmetauscher 53 gibt das Hydrauliköl seine Wärme an das Kühlwasser ab, wobei mit dem Kühlwasserstrom die abgeführte Wärmemenge einstellbar ist.

[0039] In Fig. 2 ist im Hydraulikkreis 5 ein Druckspeicher 54 gezeigt, der aber auch weggelassen werden kann. Der Hydraulikkreis 5 kann auch ein Schmiermittelkreis sein, der zur Versorgung zu schmierenden Stellen in der Maschine dient.

[0040] Es sind auch andere Verwendungen und Einsatzmöglichkeiten von digitalhydraulischen Reglern als Druckregler oder als Durchflussregler insbesondere in Papiermaschinen denkbar. Solche digitalhydraulischen Regler sind in dieser Beschreibung zuvor im Zusammenhang mit Flüssigkeiten als Druckregler und als Durchflussregler beschrieben. Bei gleicher Konstruktion und Funktionsweise können diese Regler aber auch als Durchflussregler oder als Druckregler für Gase eingesetzt werden.

[0041] Im erstgenannten Fall wird die Verwendung eines digitalhydraulischen Reglers zur Steuerung des Durchflusses komprimierter Luft in einen Wirbelstrom Generator (auch als Vortex Generator oder Vortex-Rohr) vorgeschlagen. Diese Wirbelstrom Generatoren werden zur Erzeugung von Kaltluft verwendet und werden mit Druckluft betrieben. Der Luftverbrauch dieser Generatoren ist jedoch relativ hoch und der Durchfluss wird üblicherweise durch ein Handrad manuell eingestellt, bis die Kaltluft mit erwünschter Temperatur und in erwünschter Menge am Ausgang des Wirbelstrom Generators erhalten wird. Dabei bleiben einmal gewählte Einstellungen trotz Änderungen der Temperatur in der Umgebung der Maschine unverändert, solange ausreichend kalte Luft vorliegt. Schwankungen im Druck in der Lieferleitung werden nicht berücksichtigt. In bestehenden Systemen werden zusammen mit dem Handrad entsprechend der Kaltlufttemperatur gesteuerte Zweipunktregler verwendet, die die Druckluftversorgung mittels eines einfachen, elektrisch schließbaren Ventils unterbrechen bzw. freigeben. Diese Vorgehensweise ist jedoch sehr ungenau, so dass auf diese Weise teuer erzeugte Druckluft ungenutzt bleibt.

[0042] Es wird nunmehr vorgeschlagen, statt des Handrads mit einem Zweipunktregler einen digitalhydraulischen Regler zur Einstellung des Luftdurchflusses in den Wirbelstrom Generator zu verwenden. Als Regelgröße kann dann die Temperatur der Kaltluft, der Durchfluss oder eine anderer geeigneter Parameter gewählt werden, nach dem die Luftzufuhr zum Vortex-Generator mit Hilfe des Durchflussreglers geregelt wird. Diese mit geringem Aufwand erheblich verfeinerte Regelung erlaubt deutliche Einsparungen an Druckluft, ohne dass Leistungseinbußen in der Papiermaschine hingenommen werden müssen. Die Wirkungsweise des Reglers entspricht dabei der eines digitalhydraulischen Reglers bei der Regelung von Durchflüssen von Flüssigkeiten.

[0043] Ein möglicher Einsatz der digitalhydraulischen Regler als Druckregler zur Regelung des Drucks von Gasen ist beispielsweise bei der Regelung von Stellschläuchen gegeben. Stellschläuche werden zum Beispiel verwendet, um eine Rakel einzustellen, bzw. in einer Betriebsstellung zu halten. Dabei muss die Kraft, mit der die Rakel auf beispielsweise eine Papierbahn einwirkt sehr genau gesteuert werden. Hierzu sollte bereits ein Regler ausreichen, der drei bis sechs parallele Schaltventile hat.

[0044] Diese Stellschläuche werden oft pneumatisch betätigt, also mit Druckluft betrieben. Die Regelung des Drucks in einem solchen Stellschlauch erfolgte bisher üblicherweise durch manuell einstellbare Drosseln, kombiniert mit Ejektoren und elektromagnetischen Umschaltventilen. Es war jedoch schwierig, stets eine genaue Regelung der Andruckkraft des Stellschlauchs auf die Rakel sicherzustellen.

[0045] Wird nun ein digitalhydraulischer Regler mit sechs bzw. zwölf parallelen Schaltventilen eingesetzt, kann eine sehr genaue Drucksteuerung der Luft im Stellschlauch erzielt werden. Die Wirkungsweise des Reglers entspricht dabei der eines digitalhydraulischen Reglers bei der Regelung von Drücken in Flüssigkeiten.

[0046] In Fig. 3 ist eine weitere Anwendung der digitalhydraulischen Regelung gezeigt. Diese Anwendung betrifft die Kühlung von Drehkupplungen mit digitalhydraulischer Technik.

[0047] In Fig. 3 ist eine Anordnung mit zwei Metallbandkalandern 7 gezeigt, auf die, wie hier beschrieben, die digitalhydraulischen Regelungstechnik angewandt wird.

[0048] Die Metallbandkalander 7 werden bei hohen Temperaturen betrieben, so dass eine Kühlung der Drehkupplungen erforderlich ist. Die Kühlstellen sind mit 71 in Fig. 3 angedeutet.

[0049] Insbesondere ist es mit den üblichen Regelventilen, die in Anbetracht der hohen Öltemperaturen überhaupt in Frage kommen, in der Praxis schwierig, die Kühlleitungen der Drehkupplungen hinreichend zu spülen, da stets Schmutz zu Problemen mit der Durchflussmessung führt. Werden die Leitungen mit den Durchflussreglern beim Spülen umgangen, um die teueren Regelventile nicht zu beschädigen, kann dies dazu führen dass die Durchflussregelungsventile schnell wieder verstopft sind oder blockieren.

[0050] Ein Metallbandkalander 7 der in Fig. 3 gezeigten Art, der von der Anmelderin unter dem Produktnamen ValZone vertrieben wird, hat bis zu neun Kühlstellen 71, von denen jede durch einen digitalhydraulischen Durchflussregler 2 versorgt wird. Nach Berechnungen genügt eine Reihe mit vier Schaltventilen für jede Kühlstelle 71, so dass ein digitalhydraulischer Regler mit neun mal vier (9x4) Schaltventilen ausreicht, um die Kühlung der Kühlstellen 71 sicherzustellen. Diese Schaltventile sind wegen des geringen Durchflusses und dem niedrigen Druckniveau preiswert und zuverlässig.

[0051] Die digitalhydraulische Regelung erfordert lediglich eine Druckmessung und eine Temperaturmessung des in die Versorgungseinheit 3 fließenden Öls. Die Schaltventile können in eine Systemsimulation "Simulink" eingebettet sein und lediglich als Steuerventile ohne Rückkopplung geführt sein. Der typische Durchfluss liegt bei 6 bis 9 l/min bei Öltemperaturen von 70 bis 75 °C. Das Öl ist bei diesen Temperaturen ohnehin dünnflüssig, so dass die Temperaturabhängigkeit klein ist. Temperaturschalter als Sicherheitseinrichtungen können an den Drehkupplungen auch zusätzlich vorhanden sein.

[0052] Der digitalhydraulische Regler, der in dieser Anwendung erläutert wurde entspricht in seiner Arbeitsweise den zuvor ausführlich beschriebenen Reglern. Insbesondere die Unempfindlichkeit gegen Schmutz und die Spülbarkeit durch die einfache robuste Konstruktion bilden auch in dieser Anwendung einen Vorteil für den digitalhydraulischen Regler. Es ist z.B. zusätzlich möglich, durch Kalibrierverfahren oder Fehlererkennungsverfahren einen teilweise oder vollständige Blockierung einzelner Ventile mit Hilfe der anderen Ventile auszugleichen, indem passende andere Ventilkombinationen gewählt werden. Auf diese Wiese kann ein möglicher weise geringfügig eingeschränkter, bis zur nächsten Betriebsunterbrechung fortgesetzter sicherer Betrieb der Kühlung gewährleistet werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Funktionsüberwachung eines Hydrauliksystems einer Maschine zur Herstellung einer Faserstoffbahn, wie eine Papier- oder Kartonmaschine, wobei

das Hydrauliksystem zur Steuerung von Arbeitsfluiddrücken mindestens einen digitalhydraulischen Regler verwendet, der aus mindestens einem Druckspeicher unter Druck gespeichertes Arbeitsfluid entnimmt,

das Hydrauliksystem mit einer Versorgungseinheit versehen ist, die bedarfsgerecht eingeschaltet wird, um den Druckspeicher aufzufüllen, und

die tatsächliche Einschalthäufigkeit und/oder Einschaltdauer der Versorgungseinheit mit einer erwarteten Einschalthäufigkeit und/oder Einschaltdauer verglichen wird, wobei die tatsächliche Einschalthäufigkeit und/oder die tatsächliche Einschaltdauer beginnend mit jedem Neustart der Maschine und nach Erreichen des stabilen Betriebszustands, in dem ein Solldruck in einem hydraulischen Stellglied gehalten wird und die Ventile des digitalhydraulischen Reglers in der Regel geschlossen sind, erneut erfasst wird, wobei aus dem Vergleich der tatsächlichen Einschalthäufigkeit mit der erwarteten Einschalthäufigkeit auf eine Undichtigkeit im Hydrauliksystem geschlossen wird, wenn die tatsächliche Einschalthäufigkeit die erwartete Einschalthäufigkeit übersteigt, und/oder wobei aus dem Vergleich der tatsächlichen Einschaltdauer mit der erwarteten Einschaltdauer auf eine Undichtigkeit im Hydrauliksystem geschlossen wird, wenn die tatsächliche Einschaltdauer die erwartete Einschaltdauer übersteigt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungseinheit bedarfsgerecht eingeschaltet wird, wenn der Druck im Druckspeicher einen vorgegebenen Wert unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächliche Einschaltdauer eine kumulierte Einschaltdauer aus aufeinanderfolgenden Betriebsphasen der Versorgungseinheit ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erwartete Einschalthäufigkeit berechnet wird, indem eine erwartete Entnahmemenge an Arbeitsfluid aus dem Druckspeicher je Zeiteinheit berechnet wird und zum Speichervolumen des Druckspeichers oder der Druckspeicher ins Verhältnis gesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die erwartete Einschaltdauer berechnet wird, indem eine erwartete Entnahmemenge an Arbeitsfluid aus dem Druckspeicher berechnet wird und zur Förderleistung der Versorgungseinheit ins Verhältnis gesetzt wird.

6. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zähler verwendet wird, der die Anzahl der Einschaltvorgänge der Versorgungseinheit zählt, dass ein Speicher verwendet wird, der die gezählte Anzahl speichert und dass eine Rechenvorrichtung mit einem Zeitgeber verwendet wird, die die gezählte Anzahl zu der Zeit ins Verhältnis setzt, um die tatsächliche Einschalthäufigkeit zu erhalten.

7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 1oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zähler verwendet wird, der die Dauer der Betriebsphasen der Versorgungseinheit erfasst, und dass ein Speicher mit Additionsfunktion verwendet wird, der die erfasste Dauer der Betriebsphasen speichert und zu einer tatsächlichen Einschaltdauer aufsummiert.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vergleichsvorrichtung den Wert für die tatsächliche Einschalthäufigkeit oder die tatsächliche Einschaltdauer mit einem vorgegebenen Wert vergleicht und eine Meldung anzeigt, wenn dieser Wert überschritten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein optischer und/oder akustischer Alarm ausgegeben wird, wenn der vorgegebene Wert überschritten wird.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hydrauliksystem mehrere Versorgungseinheiten hat, wobei die einzelnen Versorgungseinheiten jeweils hinsichtlich der Einschalthäufigkeit und/oder Einschaltdauer überwacht werden.

Claims

1. Method for monitoring the function of a hydraulic system of a machine for producing a fibrous web, such as a paper or board machine, wherein

the hydraulic system uses at least one digital-hydraulic controller for controlling operating fluid pressures, which takes operating fluid stored under pressure from at least one pressure accumulator,

the hydraulic system is provided with a supply unit, which is switched on as necessary in order to fill the pressure accumulator, and

the actual switch-on frequency and/or switch-on duration of the supply unit is compared with an expected switch-on frequency and/or switch-on duration, wherein the actual switch-on frequency and/or the actual switch-on duration is/are detected again, beginning with each new start of the machine and after reaching the stable operating state, in which a target pressure in a hydraulic accumulator is maintained and the valves of the digital-hydraulic controller are as a rule closed, wherein, from the comparison of the actual switch-on frequency with the expected switch-on frequency, it is concluded that there is a leak in the hydraulic system if the actual switch-frequency exceeds the expected switch-on frequency, and/or wherein, from the comparison of the actual switch-on duration with the expected switch-on duration, it is concluded that there is a leak in the hydraulic system if the actual switch-on duration exceeds the expected switch-on duration.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the supply unit is switched on as necessary when the pressure in the pressure accumulator falls below a predefined value.

3. Method according to Claim 1, characterized in that the actual switch-on duration is a cumulative switch-on duration from successive operating phases of the supply unit.

4. Method according to Claim 1, characterized in that the expected switch-on frequency is calculated in that an expected removal quantity of operating fluid from the pressure accumulator per unit time is calculated and related to the storage volume of the pressure accumulator or the pressure accumulators.

5. Method according to Claim 1 or 3, characterized in that the expected switch-on duration is calculated in that an expected removal quantity of operating fluid from the pressure accumulator is calculated and related to the delivery output from the supply unit.

6. Method according to one or more of the preceding Claims 1 or 4, characterized in that use is made of a counter which counts the number of switch-on operations of the supply unit, in that use is made of a memory which stores the number counted, and in that use is made of a computing device with a timer, which relates the number counted to the time in order to obtain the actual switch-on frequency.

7. Method according to one or more of the preceding Claims 1 or 5, characterized in that use is made of a counter which detects the duration of the operating phases of the supply unit, and in that use is made of a memory with an addition function, which stores the acquired durations of the operating phases and adds them up to form an actual switch-on duration.

8. Method according to Claim 6 or 7, characterized in that a comparison device compares the value for the actual switch-on frequency or the actual switch-on duration with a predefined value and displays a message if this value is exceeded.

9. Method according to Claim 8, characterized in that an optical and/or acoustic alarm is output if the predefined value is exceeded.

10. Method according to one or more of the preceding claims, characterized in that the hydraulic system has a plurality of supply units, wherein the individual supply units are each monitored with regard to the switch-on frequency and/or switch-on duration.

Revendications

1. Procédé de surveillance du fonctionnement d'un système hydraulique d'une machine de fabrication d'une bande fibreuse, telle qu'une machine à papier ou à carton,
le système hydraulique pour la commande de pressions de fluide de travail utilisant au moins un régulateur hydraulique numérique qui prélève du fluide de travail stocké sous pression à partir d'au moins un accumulateur de pression,
le système hydraulique étant pourvu d'une unité d'alimentation qui est mise en circuit en fonction des besoins, afin de remplir l'accumulateur de pression, et
la fréquence de mise en circuit effective, et/ou la durée de mise en circuit effective de l'unité d'alimentation étant comparées à une fréquence de mise en circuit attendue et/ou à une durée de mise en circuit attendue, la fréquence de mise en circuit effective, et/ou la durée de mise en circuit effective, en commençant à chaque nouveau démarrage de la machine, et après l'obtention de l'état de fonctionnement stable dans lequel une pression de consigne est maintenue dans un actionneur hydraulique et les soupapes du régulateur hydraulique numérique sont en général fermées, étant détectées à nouveau, un défaut d'étanchéité dans le système hydraulique étant déduit à partir de la comparaison de la fréquence de mise en circuit effective avec la fréquence de mise en circuit attendue si la fréquence de mise en circuit effective dépasse la fréquence de mise en circuit attendue, et/ou un défaut d'étanchéité dans le système hydraulique étant déduit à partir de la comparaison de la durée de mise en circuit effective avec la durée de mise en circuit attendue si la durée de mise en circuit effective dépasse la durée de mise en circuit attendue.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'unité d'alimentation est mise en circuit au besoin, si la pression dans l'accumulateur de pression est en dessous d'une valeur prédéfinie.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée de mise sous tension effective est une durée de mise sous tension cumulée à partir de phases de fonctionnement successives de l'unité d'alimentation.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la fréquence de mise sous tension attendue est calculée en calculant une quantité attendue de prélèvement de fluide de travail hors de l'accumulateur de pression par unité de temps, et en la rapportant au volume de stockage de l'accumulateur de pression ou des accumulateurs de pression.

5. Procédé selon la revendication 1 ou 3, caractérisé en ce que la durée de mise sous tension attendue est calculée en calculant une quantité attendue de prélèvement de fluide de travail hors de l'accumulateur de pression et en la rapportant à la puissance de refoulement de l'unité d'alimentation.

6. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes 1 ou 4, caractérisé en ce que l'on utilise un compteur qui compte le nombre des opérations de mise en circuit de l'unité d'alimentation, en ce que l'on utilise une mémoire qui mémorise le nombre compté et en ce que l'on utilise un ordinateur avec une horloge qui met en rapport le nombre compté avec le temps, afin d'obtenir la fréquence de mise en circuit effective.

7. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes 1 ou 5, caractérisé en ce que l'on utilise un compteur qui détecte la durée des phases de fonctionnement de l'unité d'alimentation, et en ce que l'on utilise une mémoire avec une fonction d'addition, qui mémorise la durée détectée des phases de fonctionnement et qui les additionne pour obtenir une durée de mise en circuit effective.

8. Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'un dispositif de comparaison compare la valeur de la fréquence de mise en circuit effective ou de la durée de mise en circuit effective avec une valeur prédéfinie, et affiche un message lorsque cette valeur est dépassée.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'une alarme optique et/ou acoustique est émise lorsque la valeur prédéfinie est dépassée.

10. Procédé selon l'une quelconque ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système hydraulique présente plusieurs unités d'alimentation, les unités d'alimentation individuelles étant surveillées à chaque fois en termes de fréquence de mise en circuit et/ou de durée de mise en circuit.

Zeichnung