JP2002038390A - 抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法およびその装置 - Google Patents
抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法およびその装置Info
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
- D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
- D21G9/0009—Paper-making control systems
- D21G9/0036—Paper-making control systems controlling the press or drying section
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- D—TEXTILES; PAPER
- D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
- D21F—PAPER-MAKING MACHINES; METHODS OF PRODUCING PAPER THEREON
- D21F5/00—Dryer section of machines for making continuous webs of paper
- D21F5/02—Drying on cylinders
- D21F5/022—Heating the cylinders
- D21F5/028—Heating the cylinders using steam
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Abstract
(57)【要約】
【課題】抄替時において、生産量変化の非直線性に起因
する水分率のばらつきを抑えることができないので、紙
にしわがよる、紙切れ、操業効率の低下などが発生する
という課題を解決する。 【解決手段】抄替前後の絶乾坪量と抄速から抄替時の生
産量の変化を求め、この生産量の変化の非直線部分に起
因する水分率のばらつきを抑えるように、ドライヤの蒸
気圧操作変更量を決定するようにした。また、従来の蒸
気圧操作方法と上記の操作方法を組み合わせるようにし
た。抄替時に水分率を一定にすることができるので、紙
切れなどのトラブルがなくなり、また抄替後に製品が完
全に切換わるまでの操業度を上げることができるという
効果がある。
する水分率のばらつきを抑えることができないので、紙
にしわがよる、紙切れ、操業効率の低下などが発生する
という課題を解決する。 【解決手段】抄替前後の絶乾坪量と抄速から抄替時の生
産量の変化を求め、この生産量の変化の非直線部分に起
因する水分率のばらつきを抑えるように、ドライヤの蒸
気圧操作変更量を決定するようにした。また、従来の蒸
気圧操作方法と上記の操作方法を組み合わせるようにし
た。抄替時に水分率を一定にすることができるので、紙
切れなどのトラブルがなくなり、また抄替後に製品が完
全に切換わるまでの操業度を上げることができるという
効果がある。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、抄紙機における
抄替時のドライヤ蒸気圧の過渡操作方法の改善に関する
ものである。
抄替時のドライヤ蒸気圧の過渡操作方法の改善に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】図6に抄紙機の構成を示す。ヘッド・ボ
ックスHBから吐き出された原料は、ワイヤ・パートW
Pを通過する間に脱水され、ドライヤDRで乾燥されて
リールRLに巻き取られる。ワイヤ・パートWPの脱水
によって生じた白水はピットPTで受け取られて、ファ
ンポンプPMPによってヘッド・ボックスHBに戻され
る。坪量と水分率は測定器BMで測定され、制御装置C
MTに入力される。制御装置CMTはこの測定値と設定
値の偏差に基づいて種口弁VLVを操作して原料の流入
量を調整し、蒸気圧調節計PRCを操作して乾燥のため
の蒸気圧を制御する。SBは原料が入っている種箱であ
る。
ックスHBから吐き出された原料は、ワイヤ・パートW
Pを通過する間に脱水され、ドライヤDRで乾燥されて
リールRLに巻き取られる。ワイヤ・パートWPの脱水
によって生じた白水はピットPTで受け取られて、ファ
ンポンプPMPによってヘッド・ボックスHBに戻され
る。坪量と水分率は測定器BMで測定され、制御装置C
MTに入力される。制御装置CMTはこの測定値と設定
値の偏差に基づいて種口弁VLVを操作して原料の流入
量を調整し、蒸気圧調節計PRCを操作して乾燥のため
の蒸気圧を制御する。SBは原料が入っている種箱であ
る。
【0003】抄替えを行うときは、制御装置CMTは種
口弁VLVを操作してヘッド・ボックスHBに注入する
原料の流量や抄速を調節し、また蒸気圧調節計PRCに
出力する蒸気圧操作量を変更する。しかし、種口弁VL
Vとヘッド・ボックスHBの間に距離があるために無駄
時間が発生する。また、ドライヤDR系統は大きな遅れ
時定数を持っている。抄替のときは、これらの無駄時間
や遅れ時定数を考慮して制御しなければならない。出願
人は、特公昭59−27437号および特公昭59―1
1718号明細書において、抄替時の蒸気圧操作方法に
ついて提案した。以下、この発明について説明する。
口弁VLVを操作してヘッド・ボックスHBに注入する
原料の流量や抄速を調節し、また蒸気圧調節計PRCに
出力する蒸気圧操作量を変更する。しかし、種口弁VL
Vとヘッド・ボックスHBの間に距離があるために無駄
時間が発生する。また、ドライヤDR系統は大きな遅れ
時定数を持っている。抄替のときは、これらの無駄時間
や遅れ時定数を考慮して制御しなければならない。出願
人は、特公昭59−27437号および特公昭59―1
1718号明細書において、抄替時の蒸気圧操作方法に
ついて提案した。以下、この発明について説明する。
【0004】図7は水分率制御に着目したときの構成を
示し、無駄時間と1次遅れ系を開ループでフィードフォ
ワード制御したときのプロセスモデルを表したものであ
る。この図において、フィードフォワード制御装置CO
Nの出力はホールド回路HLDを通してプロセスPRS
に加えられ、その結果として操作による水分率変化B
(s)が得られる。このB(s)に外乱D(s)を合成したもの
が実際の水分率変化C(s)になる。
示し、無駄時間と1次遅れ系を開ループでフィードフォ
ワード制御したときのプロセスモデルを表したものであ
る。この図において、フィードフォワード制御装置CO
Nの出力はホールド回路HLDを通してプロセスPRS
に加えられ、その結果として操作による水分率変化B
(s)が得られる。このB(s)に外乱D(s)を合成したもの
が実際の水分率変化C(s)になる。
【0005】ここで、ホールド回路HLDの伝達関数H
(s)およびプロセスPRSの伝達関数P(s)を下式で表す 但し、 T:サンプル周期 T0:時定数 L:無駄時間(L=m*T(mは0または自然数)) K:プロセスゲイン
(s)およびプロセスPRSの伝達関数P(s)を下式で表す 但し、 T:サンプル周期 T0:時定数 L:無駄時間(L=m*T(mは0または自然数)) K:プロセスゲイン
【0006】この2つの伝達関数の合成関数をz変換す
ると、 となる。但し、 である。
ると、 となる。但し、 である。
【0007】図7のG(z)が(N+m)・T(mは自然
数)の整定時間で有限整定するための必要十分条件は、
最終値の定理から、ある について、下記(1.1)、(1.2)式が成立するこ
とである。 ・・(1.1) ・・・・(1.2)
数)の整定時間で有限整定するための必要十分条件は、
最終値の定理から、ある について、下記(1.1)、(1.2)式が成立するこ
とである。 ・・(1.1) ・・・・(1.2)
【0008】この(1.2)式から が得られ、この式を上記(1.1)式に代入すると、 但し、 が求められる。
【0009】これらの式を整理してG(z)の形を求め
ると、 ・・・・(1.3) になる。このとき、 ・・・・・(1.4) である。但し、 とする。
ると、 ・・・・(1.3) になる。このとき、 ・・・・・(1.4) である。但し、 とする。
【0010】前記(1.3)式で、 とおくと、 になる。従って、 ・・・・・(1.5) になる。また、上式より、 が求められる。
【0011】図8に上記(1.5)式と(1.6)式の
結果を図示したものを示す。同図の上側の図は制御装置
CONの伝達関数G(z)を、下側は水分変化B(z)
を表す。横軸は時間である。なお、プロセスゲインK=
1、N=6,m=3とした。抄替時における生産量の変
化が直線的であると仮定して、蒸気圧操作による水分率
の変化がそれを打ち消すように、(1.6)式で蒸気圧
の操作方法を定めていた。
結果を図示したものを示す。同図の上側の図は制御装置
CONの伝達関数G(z)を、下側は水分変化B(z)
を表す。横軸は時間である。なお、プロセスゲインK=
1、N=6,m=3とした。抄替時における生産量の変
化が直線的であると仮定して、蒸気圧操作による水分率
の変化がそれを打ち消すように、(1.6)式で蒸気圧
の操作方法を定めていた。
【0012】つまり、図7から、実際の水分率C(s)は
外乱D(s)から操作による水分率変化B(s)を差し引いた
ものになる。従って、外乱D(s)が直線的に変化すると
仮定して、この外乱D(s)を補償するように、時刻t0か
らB(s)を直線的に増加させるように制御していた。
外乱D(s)から操作による水分率変化B(s)を差し引いた
ものになる。従って、外乱D(s)が直線的に変化すると
仮定して、この外乱D(s)を補償するように、時刻t0か
らB(s)を直線的に増加させるように制御していた。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな抄紙機における抄替方法には、次のような課題があ
った。
うな抄紙機における抄替方法には、次のような課題があ
った。
【0014】実際には、抄替時におけるドライヤ負荷変
化の主な要因である生産量の変化は直線的ではない。し
かし、前述した従来技術では生産量が直線的に変化する
と仮定して、それを補償する水分率変化を与えるように
蒸気圧操作を行っていた。そのため、生産量の変化の非
直線部分については、補償できていなかった。その結
果、抄替の途中で一時的に水分率が目標値より高くなる
現象が現れ、操業上問題になるという課題があった。
化の主な要因である生産量の変化は直線的ではない。し
かし、前述した従来技術では生産量が直線的に変化する
と仮定して、それを補償する水分率変化を与えるように
蒸気圧操作を行っていた。そのため、生産量の変化の非
直線部分については、補償できていなかった。その結
果、抄替の途中で一時的に水分率が目標値より高くなる
現象が現れ、操業上問題になるという課題があった。
【0015】水分率が高くなると、次のような問題点が
発生する。 抄替の途中で水分率が高くなると、紙にしわが寄っ
たり、紙切れの要因になる。 抄替終了時点で水分率が高くなると、水分率が目標
値に戻るまでに時間がかかる。また、水分率が高いと、
水分プロファイルの悪化を招く。その結果、抄替後次の
製品に完全に切換わるまでに時間がかかり、操業率が悪
化する。そのため、水分率を抄替中においても目標値に
できるだけ近づけることが要望されていた。
発生する。 抄替の途中で水分率が高くなると、紙にしわが寄っ
たり、紙切れの要因になる。 抄替終了時点で水分率が高くなると、水分率が目標
値に戻るまでに時間がかかる。また、水分率が高いと、
水分プロファイルの悪化を招く。その結果、抄替後次の
製品に完全に切換わるまでに時間がかかり、操業率が悪
化する。そのため、水分率を抄替中においても目標値に
できるだけ近づけることが要望されていた。
【0016】従って本発明が解決しようとする課題は、
抄替時における生産量の変化を正確に見積もって、その
生産量の変化を補償するようにドライヤの蒸気圧を操作
して、抄替時に水分率が目標値に一致するような蒸気圧
操作方法を提供することにある。
抄替時における生産量の変化を正確に見積もって、その
生産量の変化を補償するようにドライヤの蒸気圧を操作
して、抄替時に水分率が目標値に一致するような蒸気圧
操作方法を提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、抄替時
の生産量の変化から水分率の変化を求め、この水分率の
変化をうち消すようにドライヤの蒸気圧を操作するよう
にしたものである。生産量の変化に起因する水分率の変
化を抑え、目標値に一致させることができる。
るために、本発明のうち請求項1記載の発明は、抄替時
の生産量の変化から水分率の変化を求め、この水分率の
変化をうち消すようにドライヤの蒸気圧を操作するよう
にしたものである。生産量の変化に起因する水分率の変
化を抑え、目標値に一致させることができる。
【0018】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、抄替中の絶乾坪量と抄速から、そのときの
生産量を演算するようにしたものである。生産量の変化
を正確に求めることができる。
明において、抄替中の絶乾坪量と抄速から、そのときの
生産量を演算するようにしたものである。生産量の変化
を正確に求めることができる。
【0019】請求項3記載の発明は、抄替後の蒸気圧予
測設定値に基づいて演算される蒸気圧操作変更量に、抄
替時の生産量の変化の非直線性から導出される蒸気圧操
作変更量に重み係数を乗算した値を加算した値を蒸気圧
操作変更量として用いるようにしたものである。従来の
操作方法に、生産量の変化の非直線性に起因する水分率
の変化を抑え、目標値に一致させる操作を付け加えるこ
とができる。
測設定値に基づいて演算される蒸気圧操作変更量に、抄
替時の生産量の変化の非直線性から導出される蒸気圧操
作変更量に重み係数を乗算した値を加算した値を蒸気圧
操作変更量として用いるようにしたものである。従来の
操作方法に、生産量の変化の非直線性に起因する水分率
の変化を抑え、目標値に一致させる操作を付け加えるこ
とができる。
【0020】請求項4記載の発明は、抄替途中の生産量
が直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更量を含
む蒸気圧操作変更量に、抄替時の生産量の変化の非直線
性部分から導出される第2の蒸気圧操作変更量に重み係
数を乗算した値を加算した値を蒸気圧操作変更量として
用いるようにしたものである。従来の操作方法に、生産
量の変化の非直線性に起因する水分率の変化を抑え、目
標値に一致させる操作を付け加えることができる。
が直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更量を含
む蒸気圧操作変更量に、抄替時の生産量の変化の非直線
性部分から導出される第2の蒸気圧操作変更量に重み係
数を乗算した値を加算した値を蒸気圧操作変更量として
用いるようにしたものである。従来の操作方法に、生産
量の変化の非直線性に起因する水分率の変化を抑え、目
標値に一致させる操作を付け加えることができる。
【0021】請求項5記載の発明は、請求項3または請
求項4記載の発明において、重み係数として、0以上
2.0以下の値を用いるようにしたものである。プロセ
スによって生産量の非直線性に起因する操作変更量の寄
与率を調節することができる。
求項4記載の発明において、重み係数として、0以上
2.0以下の値を用いるようにしたものである。プロセ
スによって生産量の非直線性に起因する操作変更量の寄
与率を調節することができる。
【0022】請求項6記載の発明は、抄紙機における抄
替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替後の蒸気圧予測
設定値から蒸気圧操作量変更量を演算する第1の演算部
と、生産量の変化の非直線性部分から蒸気圧操作変更量
を演算する第2の演算部と、この第2の演算部の出力に
重み係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の
演算部の出力とを加算する加算部とから構成するように
したものである。従来の操作方法に、生産量の変化の非
直線性に起因する水分率の変化を抑え、目標値に一致さ
せる操作を付け加えることができる。
替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替後の蒸気圧予測
設定値から蒸気圧操作量変更量を演算する第1の演算部
と、生産量の変化の非直線性部分から蒸気圧操作変更量
を演算する第2の演算部と、この第2の演算部の出力に
重み係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の
演算部の出力とを加算する加算部とから構成するように
したものである。従来の操作方法に、生産量の変化の非
直線性に起因する水分率の変化を抑え、目標値に一致さ
せる操作を付け加えることができる。
【0023】請求項7記載の発明は、抄紙機における抄
替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替途中の生産量が
直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更量を含む
蒸気圧操作量変更量を演算する第1の演算部と、生産量
の変化の非直線性部分から蒸気圧操作変更量を演算する
第2の演算部と、この第2の演算部の出力に重み係数を
乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の演算部の出
力とを加算する加算部とから構成するようにしたもので
ある。従来の操作方法に、生産量の変化の非直線性に起
因する水分率の変化を抑え、目標値に一致させる操作を
付け加えることができる。
替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替途中の生産量が
直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更量を含む
蒸気圧操作量変更量を演算する第1の演算部と、生産量
の変化の非直線性部分から蒸気圧操作変更量を演算する
第2の演算部と、この第2の演算部の出力に重み係数を
乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の演算部の出
力とを加算する加算部とから構成するようにしたもので
ある。従来の操作方法に、生産量の変化の非直線性に起
因する水分率の変化を抑え、目標値に一致させる操作を
付け加えることができる。
【0024】請求項8記載の発明は、請求項6または請
求項7記載の発明において、重み係数として、0以上
2.0以下の値を用いるようにしたものである。プロセ
スによって生産量の非直線性に起因する操作変更量の寄
与率を調節することができる。
求項7記載の発明において、重み係数として、0以上
2.0以下の値を用いるようにしたものである。プロセ
スによって生産量の非直線性に起因する操作変更量の寄
与率を調節することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】以下に、図に基づいて本発明を詳
細に説明する。図1は本発明に係る抄替時のドライヤ蒸
気圧変更量の演算部の構成である。この図において、1
は蒸気圧操作変更量演算部であり、第1演算部11,第
2演算部12、この第2演算部12の出力に重み係数を
乗算する乗算部13および第1演算部11と乗算部13
の出力を加算する加算部14から構成されている。
細に説明する。図1は本発明に係る抄替時のドライヤ蒸
気圧変更量の演算部の構成である。この図において、1
は蒸気圧操作変更量演算部であり、第1演算部11,第
2演算部12、この第2演算部12の出力に重み係数を
乗算する乗算部13および第1演算部11と乗算部13
の出力を加算する加算部14から構成されている。
【0026】第1演算部11には蒸気圧予測設定値など
が入力され、抄替後の蒸気圧予測値から定まる蒸気圧操
作変更量を演算して出力する。また、生産量の変化以外
の外乱を補正するための蒸気圧操作変更量を演算して、
上記の蒸気圧操作変更量に加算して出力する場合もあ
る。
が入力され、抄替後の蒸気圧予測値から定まる蒸気圧操
作変更量を演算して出力する。また、生産量の変化以外
の外乱を補正するための蒸気圧操作変更量を演算して、
上記の蒸気圧操作変更量に加算して出力する場合もあ
る。
【0027】第2演算部12には絶乾坪量設定値や抄速
設定値などが入力され、抄替時の生産量変化の非直線性
部分を補正する蒸気圧操作変更量を演算して出力する。
乗算部13はこの蒸気圧操作変更量に重み係数を乗算し
て出力する。乗算部13の出力と第1演算部11の出力
は加算部14で加算されて、蒸気圧操作変更量として出
力される。重み係数としては0〜2.00の値が用いら
れる。
設定値などが入力され、抄替時の生産量変化の非直線性
部分を補正する蒸気圧操作変更量を演算して出力する。
乗算部13はこの蒸気圧操作変更量に重み係数を乗算し
て出力する。乗算部13の出力と第1演算部11の出力
は加算部14で加算されて、蒸気圧操作変更量として出
力される。重み係数としては0〜2.00の値が用いら
れる。
【0028】従来例で説明したように、抄替え制御にお
いては抄速は直線的に変化する。この抄速の直線的な変
化に対応して、絶乾坪量も直線的に変化するように、種
口弁が操作される。このとき、ドライヤ負荷変化の主要
因である生産量、すなわち抄速と絶乾坪量の積の変化
は、次のようにして求められる。
いては抄速は直線的に変化する。この抄速の直線的な変
化に対応して、絶乾坪量も直線的に変化するように、種
口弁が操作される。このとき、ドライヤ負荷変化の主要
因である生産量、すなわち抄速と絶乾坪量の積の変化
は、次のようにして求められる。
【0029】抄替前の絶乾坪量をB1、生産量基準抄速
をV1 、抄替後の絶乾坪量をB2、生産量基準抄速をV2と
し、i回目の操作タイミングにおける絶乾坪量をB
(i)、抄速をV(i)とおくと、 但し、i=0,1,2,・・・・・N, Nは操作回数で
表される。このときの生産量R(i)は、 (i=0,1,2 …N) ・・・・・(1) になり、iについての2次式になる。
をV1 、抄替後の絶乾坪量をB2、生産量基準抄速をV2と
し、i回目の操作タイミングにおける絶乾坪量をB
(i)、抄速をV(i)とおくと、 但し、i=0,1,2,・・・・・N, Nは操作回数で
表される。このときの生産量R(i)は、 (i=0,1,2 …N) ・・・・・(1) になり、iについての2次式になる。
【0030】また、抄替前後で生産量が直線的に変化す
ると仮定したときの、i回目の操作タイミングにおける
生産量R*(i)は、下式で表される。 この(1)式と(2)式の差ΔRは、 (i=0,1,2 …N) ・・・(3) になる。一般に、 なので、上記(3)式は上に凸の放物線になり、i=N
/2で最大値 をとる。
ると仮定したときの、i回目の操作タイミングにおける
生産量R*(i)は、下式で表される。 この(1)式と(2)式の差ΔRは、 (i=0,1,2 …N) ・・・(3) になる。一般に、 なので、上記(3)式は上に凸の放物線になり、i=N
/2で最大値 をとる。
【0031】前記(1)式から、i回目の操作タイミン
グにおける生産量から抄替前の生産量を引いた変化分
は、下式で与えられる。 ・・・・(4) ここにおいて、R(i):i回目の操作タイミングにおける
生産量(i=0,1,・・・・・・N、Nは出力回数)B1:抄
替前の絶乾坪量(g/m2)B2:抄替後の絶乾坪量(g/m2)
V1:抄替前の抄速(m/min)V2:抄替後の抄速(m/min)で
ある。この(4)式を変形すると、下記(5)式にな
る。 ・・・・・(5)
グにおける生産量から抄替前の生産量を引いた変化分
は、下式で与えられる。 ・・・・(4) ここにおいて、R(i):i回目の操作タイミングにおける
生産量(i=0,1,・・・・・・N、Nは出力回数)B1:抄
替前の絶乾坪量(g/m2)B2:抄替後の絶乾坪量(g/m2)
V1:抄替前の抄速(m/min)V2:抄替後の抄速(m/min)で
ある。この(4)式を変形すると、下記(5)式にな
る。 ・・・・・(5)
【0032】ここで、生産量変化に起因する水分率の変
化の割合C1とドライヤの蒸気圧設定値の変化に起因す
る水分率変化の割合C2の2つの定数を定義する。これ
らは、種口弁および蒸気圧のステップ応答テストの結果
から導かれる。 ΔMP:プレドライヤ出口水分率の変化(%) ΔBD:リール前絶乾坪量の変化(g/m2) BD:リール前絶乾坪量の設定値(g/m2) ΔP:ドライヤ蒸気圧の変化(kPa) Pf:ドライヤ蒸気圧の設定値(絶対圧) (kPa)
化の割合C1とドライヤの蒸気圧設定値の変化に起因す
る水分率変化の割合C2の2つの定数を定義する。これ
らは、種口弁および蒸気圧のステップ応答テストの結果
から導かれる。 ΔMP:プレドライヤ出口水分率の変化(%) ΔBD:リール前絶乾坪量の変化(g/m2) BD:リール前絶乾坪量の設定値(g/m2) ΔP:ドライヤ蒸気圧の変化(kPa) Pf:ドライヤ蒸気圧の設定値(絶対圧) (kPa)
【0033】前記(5)、(6)式から、生産量の変化
に起因する水分率の増分Di+1は下式で与えられる。 i=0,1,・・・・・・,N−1,N
に起因する水分率の増分Di+1は下式で与えられる。 i=0,1,・・・・・・,N−1,N
【0034】この生産量に起因する水分率の増分が、図
7における外乱D(s)に相当する。蒸気圧操作によりこ
れを打ち消すための水分率の変化B(s)は、次のように
計算する。 i=0,1,・・・・・・N−1 とおくと、 となり、操作量を前記(1.3)式で定義すると、
(1.4)式から無駄時間経過後の各サンプル時刻にお
ける蒸気圧操作によるMPの変化分は、 となる。
7における外乱D(s)に相当する。蒸気圧操作によりこ
れを打ち消すための水分率の変化B(s)は、次のように
計算する。 i=0,1,・・・・・・N−1 とおくと、 となり、操作量を前記(1.3)式で定義すると、
(1.4)式から無駄時間経過後の各サンプル時刻にお
ける蒸気圧操作によるMPの変化分は、 となる。
【0035】従って、蒸気圧操作量を前記(1,3)式
で定義される値にDNを乗じたもの、すなわち、 i=0,1,・・・・・・,N、 a-1=0,a0=1,aN=0 ・・・・・・(8) とすると、蒸気圧操作による水分率の変化分は、 i=0,1,・・・・・・,N−1 となり、蒸気圧操作により、生産量変化に起因する水分
率の増分を打ち消すことができる。
で定義される値にDNを乗じたもの、すなわち、 i=0,1,・・・・・・,N、 a-1=0,a0=1,aN=0 ・・・・・・(8) とすると、蒸気圧操作による水分率の変化分は、 i=0,1,・・・・・・,N−1 となり、蒸気圧操作により、生産量変化に起因する水分
率の増分を打ち消すことができる。
【0036】すなわち、前記(8)式を具体的に記述す
ると、下式になる。なお、係数C1、C2は前記(6)、
(7)式で与えられ、プロセスゲインKについてはK=
100/Pf×C2となる。 i=1,・・・・・・N−1 ここで、 ΔGi+1:プレドライヤ蒸気圧設定値変更量(kPa) α=exp(−T/T0) T:操作周期(=10秒) T0:プロセス時定数(秒) である。
ると、下式になる。なお、係数C1、C2は前記(6)、
(7)式で与えられ、プロセスゲインKについてはK=
100/Pf×C2となる。 i=1,・・・・・・N−1 ここで、 ΔGi+1:プレドライヤ蒸気圧設定値変更量(kPa) α=exp(−T/T0) T:操作周期(=10秒) T0:プロセス時定数(秒) である。
【0037】実際の抄替におけるドライヤ負荷変化の外
乱としては、上述した生産量の変化以外に次のような要
因がある。抄速と坪量の変化や、原料配合の変化に起因
するワイヤーリテンションの変化やプレスにおける搾水
能力の変化によるプレドライヤ入り口での水分率の変
化。原料配合の変化に起因する乾燥効率の変化。ドライ
ヤシリンダ停汽状態の変更による乾燥能力の変化。
乱としては、上述した生産量の変化以外に次のような要
因がある。抄速と坪量の変化や、原料配合の変化に起因
するワイヤーリテンションの変化やプレスにおける搾水
能力の変化によるプレドライヤ入り口での水分率の変
化。原料配合の変化に起因する乾燥効率の変化。ドライ
ヤシリンダ停汽状態の変更による乾燥能力の変化。
【0038】抄替後の蒸気圧設定値は、生産量の変化だ
けでなく、上に掲げた要因やその他の解析困難なプロセ
ス状態によって決定されなければならず、それらを考慮
したいくつかのアルゴリズムが考案されている。この実
施例では、抄替後の蒸気圧設定値についてはこれら既知
のアルゴリズムによって決定された値を用いることとす
る。実際の操作量は、抄替途中の生産量の非直線的な変
化を補償する操作量と、抄替後の蒸気圧設定値から決ま
る操作量を加算した値で決定される。
けでなく、上に掲げた要因やその他の解析困難なプロセ
ス状態によって決定されなければならず、それらを考慮
したいくつかのアルゴリズムが考案されている。この実
施例では、抄替後の蒸気圧設定値についてはこれら既知
のアルゴリズムによって決定された値を用いることとす
る。実際の操作量は、抄替途中の生産量の非直線的な変
化を補償する操作量と、抄替後の蒸気圧設定値から決ま
る操作量を加算した値で決定される。
【0039】 抄替時の生産量の非直線性に起因する誤差を補償する蒸
気圧変更量は下式で与えられる。 ・・・・・・(9) なお、 は前記(3)式で与えられ、 である。Tは操作周期であり、例えば10秒の値が用い
られる。(9)式を(3)式を用いて変形すると次式の
ようになる。 ・・・・・・(10)
気圧変更量は下式で与えられる。 ・・・・・・(9) なお、 は前記(3)式で与えられ、 である。Tは操作周期であり、例えば10秒の値が用い
られる。(9)式を(3)式を用いて変形すると次式の
ようになる。 ・・・・・・(10)
【0040】また、抄替後の蒸気圧予測設定値P2か
ら、従来方法、例えば特公昭59−117818号明細
書に記載されている方法と同様にして次のように蒸気圧
操作変更量が決定される。 ・・・・・(11) ここで、P1は抄替前のプレドライヤの蒸気圧設定値
(kPa)、P2は抄替後のプレドライヤの蒸気圧設定
値(kPa)である。
ら、従来方法、例えば特公昭59−117818号明細
書に記載されている方法と同様にして次のように蒸気圧
操作変更量が決定される。 ・・・・・(11) ここで、P1は抄替前のプレドライヤの蒸気圧設定値
(kPa)、P2は抄替後のプレドライヤの蒸気圧設定
値(kPa)である。
【0041】実際の蒸気圧操作変更量ΔGiは、前記
(10)、(11)式で決定した操作量に重み係数C0
を加味して、下式で与えられる。 ・・・・・(12) 重み係数C0としては、0.0〜2.00の値が用いら
れる。
(10)、(11)式で決定した操作量に重み係数C0
を加味して、下式で与えられる。 ・・・・・(12) 重み係数C0としては、0.0〜2.00の値が用いら
れる。
【0042】なお、従来技術で説明したように、ドライ
ヤや種口弁の操作には大きな無駄時間や遅れ時定数があ
るので、実際の蒸気圧操作は、前記(12)式で与えら
れる操作を、抄替開始時刻より蒸気圧操作による水分率
変化の無駄時間分だけ先行させて行われる。
ヤや種口弁の操作には大きな無駄時間や遅れ時定数があ
るので、実際の蒸気圧操作は、前記(12)式で与えら
れる操作を、抄替開始時刻より蒸気圧操作による水分率
変化の無駄時間分だけ先行させて行われる。
【0043】図2は本実施例における抄替時の動作の一
例を示したものである。なお、前記(6)式のC1を
0.549、(7)式のC2を0.026、ドライヤ蒸
気圧の設定値Pfを300,時定数T0=86(se
c),α=exp(−10/86)=0.890227として計
算した。また、抄替前の絶乾坪量、抄速、蒸気圧をそれ
ぞれ101.6g/m2、680m/min、211k
Pa、抄替え後のそれらをそれぞれ127.1g/
m2、550m/min、217kPaとした。
例を示したものである。なお、前記(6)式のC1を
0.549、(7)式のC2を0.026、ドライヤ蒸
気圧の設定値Pfを300,時定数T0=86(se
c),α=exp(−10/86)=0.890227として計
算した。また、抄替前の絶乾坪量、抄速、蒸気圧をそれ
ぞれ101.6g/m2、680m/min、211k
Pa、抄替え後のそれらをそれぞれ127.1g/
m2、550m/min、217kPaとした。
【0044】この図の上の図は抄替時の蒸気圧の操作量
の変化を表したもので、(1)は本実施例の生産量の非
直線性に起因する誤差を補償する操作量(前記10)式
の を、(2)は従来の制御における蒸気圧の操作量を、
(3)は本実施例の蒸気圧操作量のトータル値(前記1
2)式の を、(4)は生産量を表す。以下の例では、いずれも重
み係数CO=1.0としている。本実施例の蒸気圧操作
量は従来のそれとは大きく違っており、かつ生産量が上
に凸の曲線であることがわかる。同図下側の図は坪量と
抄速の変化を表したものである。どちらも直線的に変化
していることがわかる。
の変化を表したもので、(1)は本実施例の生産量の非
直線性に起因する誤差を補償する操作量(前記10)式
の を、(2)は従来の制御における蒸気圧の操作量を、
(3)は本実施例の蒸気圧操作量のトータル値(前記1
2)式の を、(4)は生産量を表す。以下の例では、いずれも重
み係数CO=1.0としている。本実施例の蒸気圧操作
量は従来のそれとは大きく違っており、かつ生産量が上
に凸の曲線であることがわかる。同図下側の図は坪量と
抄速の変化を表したものである。どちらも直線的に変化
していることがわかる。
【0045】図4は、図3とは若干条件を変えた場合の
例である。なお、図3と同じ要素には同一符号を付し、
説明を省略する。この実施例では、抄替前の絶乾坪量、
抄速、プレドライヤ蒸気圧をそれぞれ131.05g/
m2、580m/min、212kPa、抄替後のそれ
らをそれぞれ153.05g/m2、500m/mi
n、217kPaとした場合である。図3と同じような
傾向があることがわかる。
例である。なお、図3と同じ要素には同一符号を付し、
説明を省略する。この実施例では、抄替前の絶乾坪量、
抄速、プレドライヤ蒸気圧をそれぞれ131.05g/
m2、580m/min、212kPa、抄替後のそれ
らをそれぞれ153.05g/m2、500m/mi
n、217kPaとした場合である。図3と同じような
傾向があることがわかる。
【0046】図5と図6は、図3、図4とは異なり、抄
替前後で生産量が減少し、従って、既往のアルゴリズム
による抄替後のプレドライヤ蒸気圧設定値P2が、抄替
前の蒸気圧設定値P1より大きくなる例である。図5で
は抄替前の絶乾坪量、抄速、プレ蒸気圧はそれぞれ11
4.79g/m2、630m/min、262kPa、
抄替後のそれらをそれぞれ78.13g/m2、750
m/min、142kPaである。また、図6では抄替
前の絶乾坪量、抄速、プレ蒸気圧はそれぞれ104.4
g/m2、720m/min、254kPa、抄替後の
それらをそれぞれ76.38g/m2、780m/mi
n、135kPaである。
替前後で生産量が減少し、従って、既往のアルゴリズム
による抄替後のプレドライヤ蒸気圧設定値P2が、抄替
前の蒸気圧設定値P1より大きくなる例である。図5で
は抄替前の絶乾坪量、抄速、プレ蒸気圧はそれぞれ11
4.79g/m2、630m/min、262kPa、
抄替後のそれらをそれぞれ78.13g/m2、750
m/min、142kPaである。また、図6では抄替
前の絶乾坪量、抄速、プレ蒸気圧はそれぞれ104.4
g/m2、720m/min、254kPa、抄替後の
それらをそれぞれ76.38g/m2、780m/mi
n、135kPaである。
【0047】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項1記
載の発明によれば、抄替時の生産量の変化から水分率の
変化を求め、この水分率の変化をうち消すようにドライ
ヤの蒸気圧を操作するようにした。そのため、生産量の
変化、特に非線形的な変化に起因する水分率のばらつき
を抑えて目標値に一致させることができ、紙切れなどの
トラブルを抑え、抄替後に製品が完全に切換わるまでの
時間を短縮し操業効率を上げることができるという効果
がある。
本発明によれば、次の効果が期待できる。 請求項1記
載の発明によれば、抄替時の生産量の変化から水分率の
変化を求め、この水分率の変化をうち消すようにドライ
ヤの蒸気圧を操作するようにした。そのため、生産量の
変化、特に非線形的な変化に起因する水分率のばらつき
を抑えて目標値に一致させることができ、紙切れなどの
トラブルを抑え、抄替後に製品が完全に切換わるまでの
時間を短縮し操業効率を上げることができるという効果
がある。
【0048】請求項2記載の発明によれば、請求項1記
載の発明において、抄替中の絶乾坪量と抄速から、その
ときの生産量を演算するようにしたものである。生産量
の変化を正確に求めることができるので、生産量の非線
形な変化に起因する水分率のばらつきを抑え、目標値に
一致させることができるという効果がある。
載の発明において、抄替中の絶乾坪量と抄速から、その
ときの生産量を演算するようにしたものである。生産量
の変化を正確に求めることができるので、生産量の非線
形な変化に起因する水分率のばらつきを抑え、目標値に
一致させることができるという効果がある。
【0049】請求項3記載の発明によれば、抄替後の蒸
気圧予測設定値に基づいて演算される蒸気圧操作変更量
に、抄替時の生産量の変化の非直線性から導出される蒸
気圧操作変更量に重み係数を乗算した値を加算した値を
蒸気圧操作変更量として用いるようにしたものである。
従来の抄替後の蒸気圧予測設定値による操作方法に、本
発明の生産量の変化の非直線性に起因する水分率の変化
を抑え、目標値に一致させる操作を組み合わせることが
できるという効果がある。
気圧予測設定値に基づいて演算される蒸気圧操作変更量
に、抄替時の生産量の変化の非直線性から導出される蒸
気圧操作変更量に重み係数を乗算した値を加算した値を
蒸気圧操作変更量として用いるようにしたものである。
従来の抄替後の蒸気圧予測設定値による操作方法に、本
発明の生産量の変化の非直線性に起因する水分率の変化
を抑え、目標値に一致させる操作を組み合わせることが
できるという効果がある。
【0050】請求項4記載の発明によれば、抄替途中の
生産量が直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更
量を含む蒸気圧操作変更量に、抄替時の生産量の変化の
非直線性部分から導出される第2の蒸気圧操作変更量に
重み係数を乗算した値を加算した値を蒸気圧操作変更量
として用いるようにしたものである。従来の生産量が直
線的に変化するとした操作方法に、本発明の生産量の変
化の非直線性に起因する水分率の変化を抑え、目標値に
一致させる操作を組み合わせることができるという効果
がある。
生産量が直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更
量を含む蒸気圧操作変更量に、抄替時の生産量の変化の
非直線性部分から導出される第2の蒸気圧操作変更量に
重み係数を乗算した値を加算した値を蒸気圧操作変更量
として用いるようにしたものである。従来の生産量が直
線的に変化するとした操作方法に、本発明の生産量の変
化の非直線性に起因する水分率の変化を抑え、目標値に
一致させる操作を組み合わせることができるという効果
がある。
【0051】請求項5記載の発明によれば、請求項3ま
たは請求項4記載の発明において、重み係数として、0
以上2.0以下の値を用いるようにしたものである。プ
ロセスによって生産量の非直線性に起因する操作変更量
の寄与率を調節することができるという効果がある。ま
た、重み係数を0とすれば従来の操作変更量と全く同じ
操作変更量となり、ソフトウエアの変更に伴い操業に急
激な変化を与えることを防止することができる。
たは請求項4記載の発明において、重み係数として、0
以上2.0以下の値を用いるようにしたものである。プ
ロセスによって生産量の非直線性に起因する操作変更量
の寄与率を調節することができるという効果がある。ま
た、重み係数を0とすれば従来の操作変更量と全く同じ
操作変更量となり、ソフトウエアの変更に伴い操業に急
激な変化を与えることを防止することができる。
【0052】請求項6記載の発明によれば、抄紙機にお
ける抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替後の蒸気
圧予測設定値から蒸気圧操作量変更量を演算する第1の
演算部と、生産量の変化の非直線性部分から蒸気圧操作
変更量を演算する第2の演算部と、この第2の演算部の
出力に重み係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記
第1の演算部の出力とを加算する加算部とから構成する
ようにしたものである。従来の抄替後の蒸気圧予測設定
値による操作方法に、生産量の変化の非直線性に起因す
る水分率の変化を抑え、目標値に一致させる操作を組み
合わせることができるという効果がある。
ける抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替後の蒸気
圧予測設定値から蒸気圧操作量変更量を演算する第1の
演算部と、生産量の変化の非直線性部分から蒸気圧操作
変更量を演算する第2の演算部と、この第2の演算部の
出力に重み係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記
第1の演算部の出力とを加算する加算部とから構成する
ようにしたものである。従来の抄替後の蒸気圧予測設定
値による操作方法に、生産量の変化の非直線性に起因す
る水分率の変化を抑え、目標値に一致させる操作を組み
合わせることができるという効果がある。
【0053】請求項7記載の発明によれば、抄紙機にお
ける抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替途中の生
産量が直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更量
を含む蒸気圧操作量変更量を演算する第1の演算部と、
生産量の変化の非直線性部分から蒸気圧操作変更量を演
算する第2の演算部と、この第2の演算部の出力に重み
係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の演算
部の出力とを加算する加算部とから構成するようにした
ものである。従来の生産量が直線的に変化するとした操
作方法に、生産量の変化の非直線性に起因する水分率の
変化を抑え、目標値に一致させる操作を組み合わせるこ
とができる。
ける抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置を、抄替途中の生
産量が直線的に変化するとして求めた蒸気圧操作変更量
を含む蒸気圧操作量変更量を演算する第1の演算部と、
生産量の変化の非直線性部分から蒸気圧操作変更量を演
算する第2の演算部と、この第2の演算部の出力に重み
係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の演算
部の出力とを加算する加算部とから構成するようにした
ものである。従来の生産量が直線的に変化するとした操
作方法に、生産量の変化の非直線性に起因する水分率の
変化を抑え、目標値に一致させる操作を組み合わせるこ
とができる。
【0054】請求項8記載の発明によれば、請求項6ま
たは請求項7記載の発明において、重み係数として、0
以上2.0以下の値を用いるようにしたものである。プ
ロセスによって生産量の非直線性に起因する操作変更量
の寄与率を調節することができる。
たは請求項7記載の発明において、重み係数として、0
以上2.0以下の値を用いるようにしたものである。プ
ロセスによって生産量の非直線性に起因する操作変更量
の寄与率を調節することができる。
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】本発明の効果を説明するための図である。
【図3】本発明の効果を説明するための図である。
【図4】本発明の効果を説明するための図である。
【図5】本発明の効果を説明するための図である。
【図6】抄紙機の構成を示す図である。
【図7】無駄時間+1次遅れ系の構成図である。
【図8】従来の蒸気圧操作を説明するための図である。
1 蒸気圧操作変更量演算部 11 第1演算部 12 第2演算部 13 乗算部 14 加算部 VLV 種口弁 HB ヘッドボックス WP ワイヤ・パート DR ドライヤ PRC 蒸気圧調節計
Claims (8)
- 【請求項1】抄紙機における抄替時のドライヤの蒸気圧
操作方法において、抄替時の生産量の変化から水分率の
変化を求め、この水分率の変化をうち消すようにドライ
ヤの蒸気圧を操作するようにしたことを特徴とする抄紙
機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法。 - 【請求項2】抄替前後の絶乾坪量と抄速から、抄替途中
の生産量を演算するようにしたことを特徴とする請求項
1記載の抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方
法。 - 【請求項3】抄替後の蒸気圧予測設定値に基づいて演算
される第1の蒸気圧操作変更量と、抄替時の生産量の変
化の非直線性から導出される第2の蒸気圧操作変更量と
を有し、この第2の蒸気圧操作変更量に重み定数を乗算
した値に前記第1の蒸気圧操作変更量を加算した値を蒸
気圧操作変更量として用いたことを特徴とする抄紙機に
おける抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法。 - 【請求項4】抄替途中の生産量が直線的に変化するとし
て求めた蒸気圧操作変更量を含む第1の蒸気圧操作変更
量と、抄替時の生産量の変化の非直線性部分から導出さ
れる第2の蒸気圧操作変更量とを有し、この第2の蒸気
圧操作変更量に重み係数を乗算した値に前記第1の蒸気
圧操作変更量を加算した値を蒸気圧操作変更量として用
いたことを特徴とする抄紙機における抄替時のドライヤ
蒸気圧操作方法。 - 【請求項5】重み係数として、0以上2.0以下の値を
用いたことを特徴とする請求項3または請求項4記載の
抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法。 - 【請求項6】抄替後の蒸気圧予測設定値から蒸気圧操作
量変更量を演算する第1の演算部と、生産量の変化の非
直線性部分から蒸気圧操作変更量を演算する第2の演算
部と、この第2の演算部の出力が入力され、この入力値
に重み係数を乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1
の演算部の出力とを加算する加算部とから構成される抄
紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置。 - 【請求項7】抄替途中の生産量が直線的に変化するとし
て求めた蒸気圧操作変更量を含む蒸気圧操作量変更量を
演算する第1の演算部と、生産量の変化の非直線性部分
から蒸気圧操作変更量を演算する第2の演算部と、この
第2の演算部の出力が入力され、この入力値に重み係数
を乗算する乗算部と、この乗算部と前記第1の演算部の
出力とを加算する加算部とから構成される抄紙機におけ
る抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置。 - 【請求項8】重み係数として、0以上2.0以下の値を
用いたことを特徴とする請求項6または請求項7記載の
抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222052A JP2002038390A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法およびその装置 |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000222052A JP2002038390A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法およびその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002038390A true JP2002038390A (ja) | 2002-02-06 |
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ID=18716357
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000222052A Pending JP2002038390A (ja) | 2000-07-24 | 2000-07-24 | 抄紙機における抄替時のドライヤ蒸気圧操作方法およびその装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP2002038390A (ja) |
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| US7846299B2 (en) * | 2007-04-30 | 2010-12-07 | Honeywell Asca Inc. | Apparatus and method for controlling product grade changes in a paper machine or other machine |
| US8670945B2 (en) | 2010-09-30 | 2014-03-11 | Honeywell International Inc. | Apparatus and method for product movement planning to support safety monitoring in inventory management systems |
| US8630728B2 (en) * | 2011-01-28 | 2014-01-14 | Abb Technology Ag | System and method for generating indices to quantify operating transition performance of a continuous process |
| US9481777B2 (en) | 2012-03-30 | 2016-11-01 | The Procter & Gamble Company | Method of dewatering in a continuous high internal phase emulsion foam forming process |
| JP5946581B1 (ja) * | 2015-12-28 | 2016-07-06 | ユニ・チャーム株式会社 | 使い捨て着用物品 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3676295A (en) * | 1969-09-12 | 1972-07-11 | Industrial Nucleonics Corp | Noninteracting control of moisture and fiber content of fibrous sheet during manufacture |
| US3801426A (en) * | 1970-08-26 | 1974-04-02 | Westinghouse Electric Corp | Dryer control and grade change system for a paper machine |
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2000
- 2000-07-24 JP JP2000222052A patent/JP2002038390A/ja active Pending
-
2001
- 2001-07-05 US US09/899,795 patent/US6605185B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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|---|---|
| US6605185B2 (en) | 2003-08-12 |
| US20020104636A1 (en) | 2002-08-08 |
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