用于造纸机的过程控制方法和设备技术

一种用于造纸和／或造纸板的造纸机的过程控制方法，其中采用至少一个测定物理参数的测量装置以及一个用于造纸机中所使用的运行机构的调整或控制装置，其特征在于：借助于测量装置（１０、１０′、１０″）测定造纸机生产材料不同波长时的光谱参数，其中，生产材料是直接在造纸机纸浆给料装置前的原料和／或是中间产品或最终产品；以及，由至少一个神经网络（２０、３０、２００、２２０）评估光谱参数测量装置（１０、１０′、１０″）的信号，并由此得出有关产品质量的说明。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于造纸和/或造纸板的造纸机的过程控制方法和设备，其中采用至少一个测定物理参数的测量装置以及至少一个用于造纸机中所使用的运行机构的调整或控制装置。在未预先公开的老的国际专利申请WO 95/08019A1中建议了一种设备，用于运行一种专门制造脱墨纸浆的设备，它至少包括一个废纸处理装置，在其下游设一脱水机或至少一台造纸机。其中已经使用了一些测量装置，用于测定废纸悬浮液的光谱和/或物理参数，其中要么测量装置引向废纸处理装置，要么废纸处理装置在测量装置旁经过。此外，在那里还使用了废纸处理装置运行机构的调整或控制装置，以及有至少一个其形式设计为一个或多个平行神经网络的废纸悬浮液状态分析器，它借助于测量装置的参数提供调节参数，用于在废纸处理装置运行机构的调整或控制装置中进行过程控制。在上述采用尽可能大的废纸份额制造脱墨纸浆的设备中存在的问题主要是，在设备中加入的废纸质量变化很大。例如每次废纸的混合可能使例如彩色图画纸；灰色旧报纸；白纸；脏纸；例如带书背的旧书，例如电话薄、硬纸板书面、包装纸、涂层纸，以及各种类型的污垢的混合比例变化很大。在此老的专利申请中预先介绍的设备，以令人满意的方式针对废纸处理解决了这一问题。相比之下本专利技术的目的是，在一种造纸机中直接使用作为此预先介绍的设备基础的测量原理。本专利技术的目的是这样实现的，即借助于测量装置测定造纸机生产材料不同波长时的光谱参数，其中，生产材料是直接在造纸机给料装置前的原料和/或是中间产品或最终产品；以及，由至少一个神经网络评估光谱参数测量装置的信号，并由此得出有关产品质量的说明。这些尤其是纸或纸板的质量参数。采用本专利技术首次提供在造纸机中借助于光谱计在线测量的可能性。因此，通过适当评估和确定纸或纸板的质量度量系数，还可以在造纸机的纸浆处理装置中对影响质量的参数施加影响。所以免除了迄今通常在实验室测量造成的延迟时间。采用本专利技术有利地可以导出一些信号量，这些信号量一方面在使用造纸机前的所谓纸浆处理装置中用于反向调整，另一方面用于造纸机本身的正向调整。在反向调整时预先规定纸浆处理装置的参数，以便获得为保证规定的纸或纸板质量所要求的纸浆质量。相反地在正向调整时，应这样控制造纸机的运行机构，即，在给定的纸浆质量时达到规定的纸或纸板质量。有关的装置采用分光镜或光谱计，主要用于接收光谱分布或总谱。在本专利技术的范围内以公知方式使用神经网络，用于评估光谱和/或物理参数。作为神经网络的输入量，最好利用选出的光谱范围的散射的反射强度，或散射的透射强度。作为神经网络的输入量最好还能采用其它的纸浆悬浮液或纸或纸板的参数，例如稠度、湿度、单位面积重量等。神经网络的输出量是制成的纸或纸板的机械质量参数，尤其是例如所谓的CMT系数、撕裂长度、破裂应力以及其它对于纸张的实际适用性有重要意义的因素。神经网络可以借助于在实验室中脱线测量的质量参数进行训练。本专利技术的其它细节和优点通过下面借助于附图对实施例的说明并结合权利要求给出，附图中附图说明图1为具有造纸机的应用实施例；图2和3为在图1中采用的两种神经局部网络；以及图4至7为使用光谱计的不同方案。在附图中同样的或作用相同的部分有相对应的附图标记。对这些附图，部分给以共同介绍。图1中用1表示造纸设备，它主要包括所谓纸浆入口2、带纸浆出口3的真正的造纸机、在下游的输送湿的纸幅的筛网传送带4、干燥和卷绕纸幅110的其它辊式输送机5至8，以及包括一个热压机9。尤其是热压机9可设在干燥装置7和8之间。这类用于造纸的设备已知有多种多样的技术设计并在实际中使用。在按图1的设备中，第一个光谱计10设在纸浆入口2区域，它的测量区11对准作为造纸的原始材料的纸浆悬浮液。第二个光谱计10′在热压机9前以其测量区11′直接对准纸幅110。此外，第三个在热压机9后面并以其测量区11″对准胶合的纸上的光谱计10″设在与之连接的没有详细表示的卷绕装置前面。图2中用20表示一个三层的神经网络，它例如由入口神经元EN1至EN7、其它神经元ZN1至ZN5以及一个所属的出口神经元AN1组成。借助于神经网络20评估第一个光谱计10的光谱，其中作为神经网络20的输入采用在图2a示意曲线图中优先的波长λi的反射线强度I1至In。由强度Ii和i＝1，...，n，可以获得有关要生产的纸的质量的说明。这些数据一方面可在纸浆处理装置中用于反向调整，另一方面可在造纸机1本身中用于正向调整。在图3中表示了另一种三层的神经网络30，它有入口神经元EN8至EN12、其它神经元ZN6至ZN9以及一个出口神经元AN2。借助于此第二个神经网络按如图2中相应的方式评估光谱计10′和10″。作为其它的输入量推荐采用纸幅110的湿度为测量值。由此可以获得有关成品纸或成品纸板的产品质量的说明。此外，可以获得机械参数，如所谓的CMT因子、撕裂长度和破裂应力。也可以为这另外两个光谱计10′和10″各设一个自己的神经局部网络。这些按图2和3的神经网络也可以合并，在这种情况下通过它们的连接改善了为导出测量值的可靠性。由图4至7的图示给出了光谱计在造纸和造纸板的范围内可选择的使用可能性。在图4至7中统一地都有一个用于纸浆处理的单元50、一个所谓的纸浆中心70、一台与图1中的造纸机1相应的造纸机100、以及一个为造纸机配设的神经网络200，后者与图1的神经网络20相对应。单元50、70、100和200连接成一个工作回路。在图4中为用于纸浆处理的单元50配设按图1的光谱计10。它在那里例如可测定纸浆或不同的废纸材料，这用平行的箭头表示。适当的原材料经纸浆中心70到造纸机100。除了光谱计的信号外，向神经网络200输入机器参数和有关所要求的纸质量的数据。通过对成品纸的实验室测量进行脱线训练后，可借助于神经网络200，将针对原材料所要求的混合装置参数输给纸浆中心70。在图5中借助于光谱计10的测量在造纸机100的纸浆入口处进行，也就是在纸浆中心70后进行。在神经网络200原则上结构相同时，在这里提供了这样的可能性，即，一方面产生用于纸浆处理装置50的调节信号，另一方面产生用于造纸机100的调节信号。在按图6的设计中，光谱计10装在已制成的纸或纸板处，亦即在造纸机100内部。按照图6，借助于神经网络同样一方面可以获得用于造纸机100的调节参数，但另一方面也可以获得用于纸浆处理装置50或纸浆中心70的调节信号。在图4至6中表示的不同方案中，神经网络200总是直接配设于造纸机100，在这种情况下作为重要参数预先规定了所要求的纸的机械质量数据。在图7中列举了一个例子，它专门涉及纸浆处理装置，亦即图4至6的单元50。除了具有已知的单个元件如搅碎机、辗轮滚轧机等用于纸浆处理的单元50外，在这里还有一个用于纸浆分解的单元55，借助于它主要处理废纸，并按规定的份额混合成一种适当的纸浆悬浮液。在图7中为用于纸浆处理的单元50配设一个神经网络220，将所要求的纤维质量作为特征参量输入其中。在这种情况下在原来的纸浆处理装置50前借助于光谱计10测量分解后的纸浆，并将测得的强度信号输入神经网络220。在神经网络220适当训练后，可根据测量值获得用于纸浆处理装置的适当的调节信号。在各个举例中表明，通过借助于一个或多个光谱计在线测量、借助本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赫伯特·弗鲁莫托，乌尔里奇·格尔德曼，格哈特·蔡纳，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：