AT404641B - METHOD FOR CONTROLLING AND / OR REGULATING A DRYING PROCESS, ESPECIALLY PAPER DRYING - Google Patents
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Description
AT 404 641 BAT 404 641 B
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung und/oder Regelung eines Trocknungsprozesses zur Papiertrocknung, bei dem verschiedene Energieströme zugeführt werden, wobei diese einzelnen Energieströme variabel sind.The invention relates to a method for controlling and / or regulating a drying process for drying paper, in which different energy flows are supplied, these individual energy flows being variable.
Derartige Verfahren werden zum Beispiel bei der Papiertrocknung eingesetzt, wobei die Trocknung einerseits durch Kontakttrocknung mittels eines dampfbeheizten Zylinders und andererseits durch Konvektionstrocknung mittels Aufblasen von heißer Luft erfolgt. Hierbei kann noch die Temperatur durch Gas erzeugt werden und die Luftmenge - bzw. Ausblasgeschwindigkeit wird durch einen Zuluftventilator mit elektrischem Antrieb erzeugt. Zur Regelung eines derartigen Prozesses gibt es verschiedenste Methoden wobei vor allem danach getrachtet wird, daß bei vorgegebenen Papiersorten die erforderliche Qualität hinsichtlich Trockengehalt und Oberflächenbeschaffenheit bei der entsprechenden Durchsatzmenge erreicht wird. Dazu wird vor allem die Maschinengeschwindigkeit bzw. die Energiezufuhr an Dampf (Dampfdruck, Dampfmenge) sowie Gastemperatur geregelt. In regelmäßigen Abständen, wie z.B. wöchentlich oder monatlich wird die in diesem Zeitraum verbrauchte Energie und deren Kosten nach Energieträgern in entsprechenden Berichten zusammengestellt. Meist läßt sich daraus keine Aussage über die spezifischen Energiekosten für ein bestimmtes Produkt treffen. Eine Minimierung der Energiekosten ist praktisch unmöglich, da Änderungen der Betriebsweise meist einen starken Einfluß auf das Ergebnis, d.h. den Trockengehalt bzw. auch die Durchsatzleistung haben. Bei kurzfristigem Wechsel der zu erzeugenden Produktqualität und auch bei kurzfristigen Änderungen der Energiepreise entweder durch andere Betriebsweise des firmeneigenen Kraftwerkes oder durch geänderte Strompreise ist eine Minimierung nicht durchführbar.Such methods are used for example in paper drying, the drying being carried out on the one hand by contact drying using a steam-heated cylinder and on the other hand by convection drying by means of blowing hot air. Here, the temperature can still be generated by gas and the air volume or blow-out speed is generated by a supply air fan with an electric drive. There are a wide variety of methods for controlling such a process, the main aim being to achieve the required quality in terms of dryness and surface quality with the corresponding throughput for given paper types. For this purpose, the machine speed and the energy supply of steam (steam pressure, steam quantity) and gas temperature are regulated. At regular intervals, e.g. Weekly or monthly, the energy consumed during this period and its costs are summarized according to energy sources in corresponding reports. Usually it is not possible to make a statement about the specific energy costs for a certain product. Minimizing energy costs is practically impossible, since changes in the operating mode usually have a strong impact on the result, i.e. have the dry content or the throughput. In the event of a short-term change in the product quality to be produced and also in the event of short-term changes in energy prices, either through a different mode of operation of the company's own power station or through changed electricity prices, minimization cannot be carried out.
Die DE 33 28 557 A1 (Krantz) beschreibt ein Verfahren zur Wärmebehandlung von Textilgut. Hier wird eine Methode beschrieben, bei der ohne Messung der eigentlichen Temperaturen das Ende des Trocknungsprozesses und der Beginn des Fixierprozesses stattfinden. Eine Änderung einzelner Energieströme ist dieser Druckschrift nicht zu entnehmen. Weiters beschreibt die EP 0 258 979 A (Albers) eine Vorrichtung für gleichzeitigen Wärme- und Stoffaustausch, u.a. auch zur Trocknung. Es ist aber auch hier kein Hinweis auf die Regelung mehrerer Energieströme unter Konstanthaltung der Trocknungsleistung zu entnehmen.DE 33 28 557 A1 (Krantz) describes a process for the heat treatment of textile goods. A method is described here in which the end of the drying process and the beginning of the fixing process take place without measuring the actual temperatures. A change in individual energy flows is not apparent from this document. Furthermore, EP 0 258 979 A (Albers) describes a device for the simultaneous exchange of heat and mass, among other things. also for drying. However, here too there is no indication of the regulation of several energy flows while keeping the drying output constant.
Die Erfindung hat es sich somit zum Ziel gesetzt, den Einsatz der einzelnen Energieströme bzw.- träger derart zu optimieren, daß die Gesamtenergiekosten ein Minimum ergeben.The invention has therefore set itself the goal of optimizing the use of the individual energy flows or carriers in such a way that the total energy costs result in a minimum.
Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Verbrauch der einzelnen Energieströme kontinuierlich gemessen und zumindest zwei Energieströme derart verändert werden, daß keine Veränderung des Produktionszustandes erfolgt, wobei bei Verringerung eines Energiestromes mindestens ein anderer Energiestrom soweit verstärkt wird, daß die Trocknung insgesamt gleich bleibt. Durch das kontinuierliche Messen der Energieströme, deren aktuelle Verbrauchswerte auch angezeigt werden können und woraus auch die Gesamtenergiekosten laufend angezeigt werden können, kann rasch ein automatischer Vergleich verschiedener Fahrweisen in Bezug auf ihre Wirtschaftlichkeit und außerdem ein schnelles Reagieren auf Veränderungen erreicht werden, wobei die schrittweise Änderung der Aufteilung eine rasche Annäherung an das Minimum ergibt, ohne die Gefahr wieder in Bereiche höherer Gesamtenergiekosten hinein zu kommen. Weiters werden alle Einflüsse auf die Produktion und die Produktqualität ausgeschlossen, sodaß für einen gegebenen Produktionszustand eine Aufteilung der Energiezufuhr durch einzelne Energieströme auf ein Kostenminimum hin geregelt wird.This is done according to the invention in that the consumption of the individual energy flows is measured continuously and at least two energy flows are changed in such a way that there is no change in the production state, and when one energy flow is reduced, at least one other energy flow is amplified to such an extent that the drying remains the same overall. By continuously measuring the energy flows, whose current consumption values can also be displayed and from which the total energy costs can be displayed continuously, an automatic comparison of different driving styles with regard to their economy and also a quick reaction to changes can be achieved, the gradual change the division results in a rapid approximation to the minimum without the risk of re-entering areas of higher total energy costs. Furthermore, all influences on production and product quality are excluded, so that for a given state of production a distribution of the energy supply by individual energy flows is regulated to a minimum cost.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Energieströme schrittweise erfolgt und nach jedem Schritt die Gesamtenergiekosten bestimmt und daraus die Schrittänderung für den nächsten Schritt bestimmt wird. Durch diese Vorgangsweise kann sehr rasch ein Kostenoptimum der Energieströme erreicht werden.An advantageous development of the invention is characterized in that the change in the energy flows takes place step by step and the total energy costs are determined after each step and the step change for the next step is determined therefrom. This procedure allows the cost of energy flows to be optimized very quickly.
Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Energiestrom mit den höchsten Energiekosten verringert wird, wobei in weiterer Folge der Energiestrom mit den nächst höchsten Energiekosten verringert werden kann. So wird schon in der Regelungsphase immer eine Kostenreduktion bei gleichbleibender Qualität erreicht.A favorable embodiment of the invention is characterized in that the energy flow with the highest energy costs is reduced, and subsequently the energy flow with the next highest energy costs can be reduced. In this way, a cost reduction with constant quality is always achieved in the control phase.
Eine Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kosten bzw. spezifischen Kosten der einzelnen Energieströme veränderlich sind und laufend für die Regelung der Energieströme vorgegeben werden, wobei die aktuellen spezifischen Kosten direkt von einem angeschlossenen Prozeßleitsystem, einem anderen internen Rechnersystem oder einer Datenbank übernommen werden können. Speziell bei Änderungen der Kosten bzw. spezifischen Kosten für die einzelnen Energieströme kann durch eine laufende Vorgabe praktisch zu jedem Zeitpunkt ein Minimum der Trocknungskosten erzielt werden. Werden die aktuellen Werte vom angeschlossenen Prozeßleitsystem oder einem anderen internen Rechnersystem übernommen, kann z.B. auf die aktuellen Kosten der einzelnen Energieströme aus einem betriebsintemen Kraftwerk oder auf die zur Verrechnung verwendeten Energiekosten zurückgegriffen werden. Werden die Energiekosten aus einer Datenbank entnommen, kann z.B. in einfacher Weise auf regelmäßige Strompreis- 2A further development of the invention is characterized in that the costs or specific costs of the individual energy flows are variable and are continuously specified for the regulation of the energy flows, the current specific costs being taken over directly from a connected process control system, another internal computer system or a database can. Especially with changes in the costs or specific costs for the individual energy flows, a minimum of drying costs can be achieved practically at any time by means of an ongoing specification. If the current values are adopted by the connected process control system or another internal computer system, e.g. the current costs of the individual energy flows from an in-house power plant or the energy costs used for billing can be used. If the energy costs are taken from a database, e.g. in a simple manner on regular electricity prices - 2
AT 404 641 B änderungen durch Tag-/Nachtstrom bzw. Sommer-/Wintertarif Rücksicht genommen werden.AT 404 641 B changes due to day / night electricity or summer / winter tariffs are taken into account.
Besonders vorteilhaft lassen sich die Energieströme regeln, wenn die einzelnen Energieströme durch unterschiedliche Energieformen, wie z.B. Dampf, Öl, Gas, el. Energie erzeugt werden. Werden die einzelnen Energieströme durch unterschiedliche Energieformen erzeugt kann ein wesentlich günstigeres Gesamtkostenminimum erzielt werden, als bei Veränderung von Energieströmen mit gleicher Energieart, wobei nur der unterschiedliche Trocknungswirkungsgrad durch den jeweiligen Energiestrom die Energiekosten beeinflußt.The energy flows can be regulated particularly advantageously if the individual energy flows are caused by different forms of energy, e.g. Steam, oil, gas, el. Energy are generated. If the individual energy flows are generated by different forms of energy, a significantly lower overall cost minimum can be achieved than when changing energy flows with the same type of energy, only the different drying efficiency influencing the energy costs due to the respective energy flow.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Produktionszustandes, d.h. des Gesamtenergiebedarfes, alle Energieströme im vorhandenen Verhältnis gleichmäßig geändert werden. Durch eine derartige Änderung der Energieströme ist eine schnelle Annäherung an das neue Gesamtkostenminimum gewährleistet.An advantageous development of the invention is characterized in that with a predetermined change in the production state, i.e. of the total energy requirement, all energy flows are changed evenly in the existing ratio. Such a change in the energy flows ensures a rapid approximation to the new total cost minimum.
Eine günstige Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer vorgegebenen Änderung des Produktionszustandes, d.h. des Gesamtenergiebedarfes, bei einer Erhöhung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den niedrigsten Kosten bzw. bei Verringerung des Bedarfes zuerst der Energiestrom mit den höchsten Kosten verändert wird. Bei einer derartigen Änderung der Energieströme wird bei jedem Schritt in Richtung auf das neue Gesamtkostenminimum die kostengünstigste Aufteilung der Energieströme gefunden.A favorable variant of the invention is characterized in that with a predetermined change in the production state, i.e. of the total energy requirement, if the demand increases, the energy flow with the lowest costs first, or if the demand decreases, the energy flow with the highest costs is changed first. With such a change in the energy flows, the most cost-effective division of the energy flows is found with every step in the direction of the new total cost minimum.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Änderung der Produktion und/oder der Kosten der einzelnen Energieströme das Verhältnis der einzelnen Energieströme entsprechend den Einstellungen bei Erreichung des Kostenminimums bei gleichen oder ähnlichen Produktionsparametern/Energiekosten von früheren Produktionszuständen als Startwert eingestellt und anschließend geregelt wird. Erfolgt eine Änderung der Produktionsdaten wie z.B. Blattgewicht oder Trocken-gehait, so führt diese zu einem wesentlich geänderten Trocknungsverhalten und einem stark geänderten Energiebedarf. Besonders vorteilhaft ist es daher, wenn auf Erfahrungswerte bei ähnlichen Produktionszuständen zurückgegriffen wird, da sich diese sehr wahrscheinlich bereits nahe am gesuchten Gesamtkostenminimum befinden. Ähnliches gilt für eine plötzliche Änderung der Kosten einzelner Energieträger, wie dies z.B. bei Umstellung vom Tagstromtarif auf Nachtstromtarif (und umgekehrt) der Fall ist. Auch hier erweist es sich als besonders günstig, wenn auf Erfahrungswerte bei ähnlichen Parametern zurückgegriffen wird.A particularly advantageous development of the invention is characterized in that when the production and / or the costs of the individual energy flows change, the ratio of the individual energy flows is set as the starting value and then adjusted when the cost minimum is reached with the same or similar production parameters / energy costs from previous production states is regulated. If the production data changes, e.g. Sheet weight or dry-held, this leads to a significantly changed drying behavior and a greatly changed energy requirement. It is therefore particularly advantageous to use empirical values for similar production states, since these are very likely already close to the total cost minimum sought. The same applies to a sudden change in the cost of individual energy sources, e.g. when changing from day electricity tariff to night electricity tariff (and vice versa) is the case. Here, too, it proves to be particularly advantageous if experience values with similar parameters are used.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß bei Erreichung des Kostenminimums bzw. einer Schranke eines der geregelten Energieströme ein weiterer Energiestrom geändert wird, wobei in besonders günstiger Weise zuerst zwei Energiearten variiert und nach Erreichen des Kostenminimums weitere Energiearten variiert werden können, bis das Gesamtkostenminimum erreicht ist. Durch diese Vorgangsweise werden systembedingte Grenzen, wie z.B. maximal zulässige Lufttemperaturen oder Dampfdrücke, nicht über- bzw. unterschritten sowie auch bei Erreichung eines "optimalen" Verhältnisses zweier Energieströme ein Gesamtkostenminimum für die Trocknung erreicht.An advantageous embodiment of the invention is characterized in that when the cost minimum or a barrier of one of the regulated energy flows is reached, a further energy flow is changed, two types of energy being varied in a particularly favorable manner and, after reaching the cost minimum, further types of energy can be varied until the Total cost minimum is reached. This procedure means that system-related limits, e.g. maximum permissible air temperatures or vapor pressures, not above or below and also when an " optimal " Ratio of two energy flows reached a total cost of drying.
Besonders günstig ist es, wenn die Schrittweite der Veränderung der Energieströme entsprechend den Änderungen des Ergebnisses vergrößert oder verringert werden. Damit ist durch eine größere Veränderung der Energieströme beim Anfahrvorgang bzw. nach einer Produktionsumstellung oder Energiekostenänderung ein rasches Auffinden der optimalen Aufteilung der Energieströme möglich. Beim Einschwingen auf die optimale Aufteilung können dann kleinere Schrittweiten verwendet werden, wodurch Schwankungen im Betrieb vermieden werden.It is particularly favorable if the step size of the change in the energy flows is increased or decreased in accordance with the changes in the result. A larger change in the energy flows during the start-up process or after a production changeover or change in energy costs makes it possible to quickly find the optimal distribution of the energy flows. When settling to the optimal distribution, smaller increments can then be used, which avoids fluctuations in operation.
Eine vorteilhafte Variante der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der Energieströme an die Ansprechzeit der entsprechenden Verstellvorgänge angepaßt wird. Durch Berücksichtigung der unterschiedlichen Ansprechzeiten wird eine ungewünschte Produktionsbeeinflussung vermieden.An advantageous variant of the invention is characterized in that the change in the energy flows is adapted to the response time of the corresponding adjustment processes. By taking the different response times into account, an undesired influence on production is avoided.
Die Erfindung betrifft weiters ein System zur Steuerung und/oder Regelung eines Trocknungsprozesses, insbesondere zur Papiertrocknung, mit einem Trockner, dem über unterschiedliche Energieströme die Trocknungsenergie zugeführt wird. Erfindungsgemäß ist dem Prozeßleitsystem zur Erzielung und Regelung einer gewünschten Produktqualität ein Optimierungssystem angeschlossen. Durch die Trennung von Prozeßleitsystem und Optimierungssystem kann erreicht werden, daß die Produktionseinstellungen konstant bleiben und lediglich die Aufteilung der Trocknungsenergie auf die einzelnen Energieströme und/oder Energiearten variiert und hinsichtlich der Kostenminimierung optimiert wird. Weiters kann dadurch das bisherige System erhalten bleiben und die Trocknungsanlage gegebenenfalls auch ohne Optimierungssystem betrieben werden.The invention further relates to a system for controlling and / or regulating a drying process, in particular for drying paper, with a dryer to which the drying energy is supplied via different energy flows. According to the invention, an optimization system is connected to the process control system in order to achieve and regulate a desired product quality. By separating the process control system and the optimization system, it can be achieved that the production settings remain constant and only the distribution of the drying energy to the individual energy flows and / or types of energy varies and is optimized with regard to cost minimization. Furthermore, the previous system can be retained and the drying system can also be operated without an optimization system.
Eine günstige Weiterbildung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Optimierungssystem aus einer Steuereinheit mit Signalerfassung und einem Optimierungsrechner zur Variation der Energieströme zur Erreichung eines Kostenminimums besteht. Durch eine derartige Ausgestaltung läßt sich die Signalerfassung und Erfassung der entsprechenden Energiestromdaten von. der eigentlichen Optimierung vorteilhaft trennen, sodaß auch bei Ausfall des Optimierungsrechners noch ein störungsfreier Betrieb 3A favorable further development of the invention is characterized in that the optimization system consists of a control unit with signal acquisition and an optimization computer for varying the energy flows in order to achieve a minimum cost. Such a configuration enables the signal acquisition and acquisition of the corresponding energy flow data from. advantageously separate the actual optimization, so that even if the optimization computer fails, trouble-free operation 3
AT 404 641 B möglich ist, wobei durch Handsteuerung eine Annäherung an das Gesamtkostenminimum möglich ist.AT 404 641 B is possible, whereby an approximation to the total cost minimum is possible by manual control.
Die Erfindung wird nun im folgenden anhand von Zeichnungen beispielhaft beschrieben, wobei Fig. 1 ein Gesamttrocknersystem einer Tissuemaschine mit den entsprechenden Reglern und Fig. 2 das Ablaufschema der Regelung der einzelnen Energieströme darstellt.The invention will now be described by way of example in the following with reference to drawings, in which FIG. 1 shows an overall dryer system of a tissue machine with the corresponding regulators and FIG. 2 shows the flow diagram of the regulation of the individual energy flows.
Fig. 1 stellt als Beispiel eines Trocknungsprozesses mit Einsatz unterschiedlicher Energieströme und -arten eine Tissuetrocknungsanlage dar, bei der das Verfahren und das System bevorzugt angewandt wird. Der Trocknungsanlage 1 wird hierbei das Papier 2 zugeführt und über einen dampfbeheizten Trocknungszylinder 3 geleitet, wobei heiße Luft aus sogenannten Trocknungshauben 4, 4' auf das Papier aufgeblasen wird. Das Papier 2 wird in weiterer Folge durch ein on line Qualitätsmeßsystem 5 geleitet und auf einem Roller 6 aufgerollt. Die Trocknungsenergie wird einerseits dem Trocknungszylinder 3 über eine Dampfleitung 7, andererseits über Heißluft, die durch Gasbrenner 8, 8' aufgeheizt und durch Ventilatoren 9, 9' aufgeblasen wird zugeführt. Über einen Zuluftventilator 10 wird Frischluft über einen sogenannten Abluftwärmetauscher 11 geleitet und vorgewärmt und in weiterer Folge dem Ventilator 9' der zweiten Haubenhälfte zugeleitet. Dieser Frischluft wird aus der Abluftleitung 12 der zweiten Haubenhälfte zugemischt. Der Rest der Abluft wird über einen Abluftventilator 13 dem Ventilator 9 zugeleitet und dort mit Abluft 14 aus der ersten Haubenhälfte vermischt. Der Rest der Abluft 14 wird mittels eines Abluftventilators 15 über den Abluftwärmetauscher 11 geleitet, in dem die Wärmeenergie zur Aufheizung der Frischluft verwendet wird. Das Prozeßleitsystem 16 erhält vom Qualitätsmeßsystem 5 laufend Werte der Feuchte der Papierbahn, die mit dem Sollwert verglichen wird und über eine Geschwindigkeitsregelung 18 des Antriebs des Trocknungszylinders 3 und somit der gesamten Trocknungsanlage 1 geregelt wird. Weiters kann durch eine Abluftregelung 19, die den Abluftventilator 15 und somit die Abluftmenge regelt, eine optimale Energienutzung zur Trocknung erreicht werden. Die bisher beschriebene Regelung ist produktbezogen und berücksichtigt die Energiekostensituation nicht. Der aktuelle Energieeinsatz der einzelnen Energieströme wird durch eine Dampfmengenmessung 20, Gasmengenmessung 21, 21' und Stromverbrauchmessung 22, 22’ der Ventilatoren 9, 9' bestimmt. Es kann auch der Verbrauch anderer Energiearten wie z.B. Öl gemessen werden. Die gemessenen Verbrauchswerte werden einerseits dem Prozeßleitsystem 16 andererseits aber auch dem Optimierungssystem 23 übermittelt. Zur Minimierung der Gesamtenergiekosten wird laufend die Bahngeschwindigkeit 24 und das Flächengewicht 25 gemessen und somit die Produktionsmenge festgestellt. Durch Eingabe 26 der aktuellen Energiekosten bzw. spezifischen Energiekosten 26, die entweder von Hand vorgegeben, aus einer Datenbank entnommen oder aus einem Prozeßrechner direkt übernommen werden können, können jederzeit die aktuellen Gesamtenergiekosten 27 ermittelt werden. Abhängig vom vorhergehenden Optimierungsschritt werden dann die einzelnen Energieströme laufend variiert. Besonders effizient kann der Optimierungsrechner arbeiten, wenn die Trocknungskapazität nicht bis zum äußersten ausgenützt und somit die systembedingten Grenzen nicht so schnell erreicht werden, wodurch noch ein entsprechender Optimierungsspielraum besteht. Dies trifft für viele Anlagen und bei vielen Produktionszuständen zu. Zusätzlich gibt die permanente Anzeige der aktuellen Gesamtenergiekosten 27 eine wirksame Kontrollmög-lichkeit der Betriebsweise und auch des Anlagenzustandes.1 shows, as an example of a drying process using different energy flows and types, a tissue drying system in which the method and the system are preferably used. In this case, the drying system 1 is fed the paper 2 and passed over a steam-heated drying cylinder 3, hot air being blown onto the paper from so-called drying hoods 4, 4 '. The paper 2 is subsequently passed through an on-line quality measuring system 5 and rolled up on a roller 6. The drying energy is supplied on the one hand to the drying cylinder 3 via a steam line 7, and on the other hand via hot air which is heated by gas burners 8, 8 'and inflated by fans 9, 9'. Fresh air is conducted via a supply air fan 10 via a so-called exhaust air heat exchanger 11 and preheated and subsequently fed to the fan 9 'of the second hood half. This fresh air is mixed in from the exhaust air line 12 of the second hood half. The rest of the exhaust air is fed to the fan 9 via an exhaust air fan 13 and mixed there with exhaust air 14 from the first hood half. The rest of the exhaust air 14 is passed by means of an exhaust air fan 15 over the exhaust air heat exchanger 11, in which the thermal energy is used to heat the fresh air. The process control system 16 continuously receives values of the moisture of the paper web from the quality measuring system 5, which is compared with the target value and is regulated via a speed control 18 of the drive of the drying cylinder 3 and thus of the entire drying system 1. Furthermore, an optimal use of energy for drying can be achieved by an exhaust air control 19, which controls the exhaust air fan 15 and thus the exhaust air quantity. The regulation described so far is product-related and does not take into account the energy cost situation. The current energy use of the individual energy flows is determined by a steam quantity measurement 20, gas quantity measurement 21, 21 'and current consumption measurement 22, 22' of the fans 9, 9 '. The consumption of other types of energy such as Oil can be measured. The measured consumption values are transmitted on the one hand to the process control system 16 and on the other hand to the optimization system 23. In order to minimize the total energy costs, the web speed 24 and the weight 25 are continuously measured and the production quantity is thus determined. The current total energy costs 27 can be determined at any time by entering 26 the current energy costs or specific energy costs 26, which can either be specified manually, taken from a database or taken directly from a process computer. Depending on the previous optimization step, the individual energy flows are then continuously varied. The optimization computer can work particularly efficiently if the drying capacity is not used to the utmost and thus the system-related limits are not reached as quickly, which means that there is still scope for optimization. This applies to many systems and in many production conditions. In addition, the permanent display of the current total energy costs 27 provides an effective means of checking the mode of operation and also the state of the system.
Die Regelung erfolgt nun derart, daß der Anteil der Energiearten elektrische Gas-bzw. öl und Dampfenergie automatisch variiert wird, bis das Gesamtenergiekostenminimum gefunden ist. Alle anderen Produktionseinstellungen bleiben konstant, sodaß die Maschinensteuerung wie gewohnt durch das Prozeß-und Qualitätsleitsystem 5, 16, 17, 18 erfolgt.The regulation is now carried out in such a way that the proportion of the energy types is electrical gas or. Oil and steam energy is varied automatically until the total energy cost minimum is found. All other production settings remain constant, so that the machine control takes place as usual by the process and quality control system 5, 16, 17, 18.
Die Optimierung beginnt mit Startwerten, die z.B. aus früheren Optimierungsvorgängen stammen können. Alle Schritte der Kostenminimierung werden produktionsneutral, d.h. ohne Veränderung des Produktionszustandes, ausgeführt. Dazu wird bei Verringerung eines Energiestromes ein anderer Energiestrom, vorteilhaft mit anderer Energieart, soweit verstärkt, daß die Trocknung insgesamt gleich bleibt. Beispielsweise wird eine Verringerung der Ausblasgeschwindigkeit (elektrische Energie) durch eine entsprechende Erhöhung des Dampfdruckes oder der Blaslufttemperatur (Gas- bzw. Ölenergie) kompensiert.The optimization starts with start values, e.g. can come from previous optimization processes. All steps to minimize costs become production-neutral, i.e. without changing the production status. For this purpose, when reducing an energy flow, another energy flow, advantageously with a different type of energy, is amplified to such an extent that the drying remains the same overall. For example, a reduction in the blow-out speed (electrical energy) is compensated for by a corresponding increase in the vapor pressure or the blown air temperature (gas or oil energy).
Nach Abschluß eines Optimierungsschrittes wird ein Vergleich der Energiekosten 27 mit jenen des vorhergehenden Zustandes durchgeführt. Je nachdem, ob damit eine Verbilligung oder Verteuerung eingetreten ist, wird daraus die Veränderung für den nächsten Optimierungsschritt abgeleitet. Ist das Optimum, d.h. das Kostenminimum für die Variation der beiden Energiearten gefunden, wird das gleiche in rascher Folge mit allen Parametern durchgeführt, sodaß ein optimiertes Gesamtergebnis zustandekommt.After an optimization step has been completed, a comparison of the energy costs 27 with those of the previous state is carried out. Depending on whether this has led to a reduction in price or an increase in price, the change for the next optimization step is derived from this. Is the optimum, i.e. found the cost minimum for the variation of the two types of energy, the same is carried out in rapid succession with all parameters, so that an optimized overall result is achieved.
Durch eine adaptive Anpassung der Suchschritte kann eine größere Verstellung in kurzer Zeit erfolgen, was ein rasches Auffinden des Kostenminimums beim Anfahren ermöglicht Beim Einschwingen auf das Optimum wird auf kleinere Schrittweiten umgeschaltet, um keine Schwankungen im Betrieb zu bewirken. Das System wird vorteilhaft mit "Fuzzy-Logic-Methoden” unterstützt, sodaß es sich um ein selbstlernendes System handelt, wodurch die Optimierungsdauer bis zur Erreichung des Kostenminimums wesentlich verringert wird. 4By adaptively adapting the search steps, a larger adjustment can be carried out in a short time, which enables the cost minimum to be found quickly when starting off. The system is advantageously supported with “fuzzy logic methods”, so that it is a self-learning system, as a result of which the optimization period until the cost minimum is reached is significantly reduced. 4th
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