JP4063100B2

JP4063100B2 - Paper machine control method, control device, program, and storage medium

Info

Publication number: JP4063100B2
Application number: JP2003035686A
Authority: JP
Inventors: 芳立森; 直樹今井; 良信原; 倫明西村; 良彦平田; 弘志土田; 吉宏瀧山; 治子相馬
Original assignee: Oji Holdings Corp; Oji Paper Co Ltd
Current assignee: New Oji Paper Co Ltd; Oji Holdings Corp
Priority date: 2003-02-13
Filing date: 2003-02-13
Publication date: 2008-03-19
Anticipated expiration: 2023-02-13
Also published as: WO2004072367A1; CA2515981A1; JP2004263309A; CN1751155A; CN100558981C; CA2515981C; FI20050807A7

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、抄紙機の制御方法及び抄紙機の制御装置等に関し、詳しくは、抄紙機のウェットパートにおけるリテンション及び紙中灰分の制御の改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、紙パルプ産業の抄紙機の操業において、製品品質に大きな影響を与えるウェットパートプロセスにリテンション制御を組み込み、抄紙機ウェットパートの安定化による操業性の改善や製品品質の向上を実現しようとする技術的な動きがある。
【０００３】
抄紙機のウエットパートプロセスにおけるリテンションとは、抄紙機のヘッドボックスからワイヤーパートのろ過ワイヤー上に噴出したパルプ原料（主にパルプで灰分を含む）がワイヤー上に歩留まる原料比率を言い、ヘッドボックスに供給される原料の濃度（Ｃ_ＨＢ）と、ワイヤーからろ過されてワイヤー下の白水サイロに落下する白水の濃度（Ｃ_ＷＷ）を用いて次式で近似計算することができる。
リテンション≒｛（Ｃ_ＨＢ−Ｃ_ＷＷ）／Ｃ_ＨＢ｝×１００％式１
【０００４】
このリテンション値は、抄紙機ワイヤーパート操業の良し悪しを判定するひとつの重要な指標とされているが、リテンションは、一つの方法としてヘッドボックスに供給される原料中に微量に添加している高分子の歩留り向上剤の添加流量のごく小さな増減によってコントロールできることが判っている。
【０００５】
リテンション制御ではこのリテンションをコントロールしていくが、通常、リテンションの監視端として白水濃度（Ｃ_ＷＷ）の変動を使用している。すなわち、リテンション制御では、抄紙機のウェットパートに設置した特殊な濃度センサーによってオンライン測定される白水濃度（Ｃ_ＷＷ）を利用して、式１のリテンション値そのものではなく、ワイヤー白水の全濃度の状態を監視しながら歩留向上剤の添加流量を増減添するコントロール形態が採られている（例えば、非特許文献２、３、４参照）。なお、ここで、このようにリテンション値そのものではなく白水の全濃度を用いるのは、白水の全濃度を一定に保てば、リテンションも一定に保つことができること、そして、例えリテンション値を一定に保ったとしても、ヘッドボックスに供給される原料の濃度（Ｃ_ＨＢ）と白水濃度（Ｃ_ＷＷ）が同じ比率で同時に大きく変化したような場合には、式１を指標に使うと、リテンション値は見かけ上、安定した一定値と計算されてウエットパートの安定化が図れなくなるなどの理由による。
【０００６】
以上のように、リテンション制御は、ヘッドボックスからワイヤーパート上に供給されたパルプ原料の歩留まりを調整する制御であり、ワイヤーパートから流下した白水の全濃度を特殊な低濃度計でオンライン測定し、その値が予め設定した目標値と一致するように、パルプ原料中に添加している歩留まり向上剤の添加量を増減するフィードバック制御ループを構成することによって行われる。そして、この制御ループにはＰＩＤ調節計（コントローラ）を設けて、これを利用してＰＩ制御（比例動作制御+積分動作制御）などで実現するのが通例である（例えば、非特許文献２、３参照）。
【０００７】
このＰＩＤ調節計は、化学プラント、そして紙パルププラントのプロセス制御の制御ループにも多く用いられており、制御端に取付けたセンサーによりコントロールしたい温度や流量などの状態量をオンラインで測定し、その測定値と目標値との間に偏差が生じた場合、ＰＩＤ調節計で計算された大きさの操作（制御）信号を例えば蒸気バルブや流量バルブなどの操作端に出力し、フィードバックコントロールによってワンループの形で一対一に制御していく方式が基本形として使われている。最近の大型プラントでは、この種の制御ループを、中央制御室のＤＣＳ（Distributed Control System）に多数（数百〜数千ループ）組み込み、実際のプラントをオンラインで集中してコントロールしている。
【０００８】
一方、抄紙機で製造する製品の紙の中には、表面性や印刷適性を改善するために、紙の品種毎に０〜２０％程度の炭酸カルシウムやタルクなどの灰分成分が処方に従って規定量だけ配合して行くが、これは製造時に紙中灰分含有率として管理されている。抄紙機では製品となる紙の灰分含有率を規定値に保つため、ＢＭ計（Basis Weight and Moisture Measurement Sensors）を用いて灰分含有率制御が従来より行われている。この灰分含有率制御は、ＢＭ計で紙中の灰分含有率をオンライン測定し、その測定値が目標値と一致するようパルプ原料中へ添加する灰分（アッシュ）の添加量を調節するフィードバック制御ループを構成することにより実現される。
【０００９】
今まで、このＢＭ計を用いた灰分含有率制御のためのフィードバック制御ループと、低濃度計を用いたリテンション制御のためのフィードバック制御ループとを用い、これら制御ループによって、灰分含有率とリテンション（ワイヤーパートの白水濃度）をそれぞれ独立に制御していく方式が採られてきた。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１０−３２５０９２号公報
【００１１】
【非特許文献１】
Mika Kosonen、 Calvin Fu、 Seyhan Nuyan、 Risto Kuusisto、 Taisto Huhtelin (Metso Automation) : Narrowing gap between theory and practice : Mill experiences with multi-variable predictive control、 Control Systems 2002 Proceedings(2002), pp.54-pp.59
【００１２】
【非特許文献２】
Kortelainen、 Nokelainen ら:上質工場における最新のリテンション・モニタリングシステムの適用、紙パ技協誌、43-7(1989), pp.39-pp.45
【００１３】
【非特許文献３】
Jukka Nokelainen、 Timo Rantala、 Pasi Tarhonen: Practical experiences of the wet end consistency control、 Pira、1(1992)
【００１４】
【非特許文献４】
森、加来、末田、水野、飯尾、山田:多品種生産に対応した抄紙機ワイヤーパートのリテンション制御、紙パ技協誌、２月(2002), pp.86-pp.95
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のように、リテンション制御と灰分含有率制御とを同時に行った場合、両制御が相互干渉を起こし、灰分含有率制御において制御端にハンチングが発生して紙中灰分含有率が大きく変動し、却って安定性が悪化するといった問題が発生したり、また、一定値に保持しようとしたリテンション制御においても、白水の全濃度が不安定になるという問題が生じることがあった。このため、上記のような２種類の制御を同時に実行した場合、希望した制御効果が得られず、場合によっては逆効果となって製品品質を低下させることがあった。
【００１６】
これまで、リテンション制御では、主に海外で開発された高価な特殊センサーを用いる必要があるため、国内でこのリテンション制御が本格的に取組まれるようになったのはごく最近であり、前述のように、リテンション制御と灰分含有率との間で相互干渉が発生することは、殆ど知られていなかった。
【００１７】
リテンション制御が先進的に取り組まれてきた海外の抄紙機プロセスにあっても、以前からこの相互干渉現象は発生していたと思われるが、余り問題視されていなかったようである。実際にこのような相互干渉の問題が認識されて対策がとられ始めたのは、海外においても２００１年頃以降であると思われる（例えば、非特許文献１参照）。
【００１８】
また、相互干渉の問題が取り上げられるようになってきた現在でも、その対策として、相互干渉の度合（大きさ）が小さい場合にはその干渉量を無視して、各々、独立した制御ループとしてそのまま制御を行っていく場合や、また、やや大きな相互干渉が生じる場合であっても、プロセスが不安定となって不都合を起こさないようＰＩＤ調節計のチューニングパラメータを全体的に弱くしたり、一方のループだけ弱目にチューニングすることにより、相互干渉の影響を消極的な対策によって避けて対応していると推測される。
また一方で、複数の制御ループ間の相互干渉の問題に対し、モデル予測制御と呼ばれる多変数制御を用いて積極的に相互干渉を打ち消して対応しようとする研究も報告されている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１９】
このモデル予測制御を利用した方法は、紙中灰分含有率およびリテンションだけでなく、プロセス内における他の多くの変数間の相互干渉による悪影響を、精度良くかつ総括的にキャンセルする制御方式であり、その制御方式は複雑で、システム導入に大きなコストが必要となる。
【００２０】
これに関連して、本出願人は、過去に歩留り向上剤の添加率の増減制御をＰＩＤ調節計を用いて短周期で実施していくことにより、紙製品の地合（坪量変動）悪化が懸念されるため、歩留り向上剤添加率の変更を長時間をかけて実行するような制御方式（歩留向上剤添加量を３０分程かけてランプ状に変更する制御方式）を提案しているが、ゆるやかな制御方式であるため、この場合、リテンション制御と紙中灰分含有率制御間には、上述のような相互干渉が発生することはなかった（例えば、特許文献１、非特許文献４参照）。
【００２１】
しかしながら、今日、短周期で頻繁に出力制御を行ってリテンション及び紙中灰分含有率制御の応答速度を上げて、より精度良く制御を実現することが要請されており、この場合には、前述のような相互干渉による問題が発生し、これを解消することが重要な課題として認識されてきている。
【００２２】
本発明は、上記従来技術の課題に着目してなされたもので、ＰＩＤ調節計、ＢＭ計などを用いて、短周期でリテンション制御及び紙中灰分含有率制御を行った場合にも、両制御間の相互干渉によるハンチングなどの問題が発生するのを簡便かつ安価な構成によって回避することができ、リテンションおよび灰分含有率を精度良く制御することができる抄紙機の制御装置の提供を目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有するものとなっている。
すなわち、本発明の第１の態様は、抄紙機において少なくともウェットパートにおけるリテンションと紙中灰分含有率とを自動制御によって制御する抄紙機の制御方法であって、前記リテンションの自動制御を行うフィードバックループと紙中灰分含有率の自動制御を行うフィードバックループとの間に、前記両フィードバックループが相互干渉し合う干渉量を同時刻に補償する静特性補償を行う非干渉要素を用いた非干渉制御機能を組み込むことにより、両フィードバックループの相互干渉による影響を打ち消すようにしたことを特徴とする。
【００２４】
本発明の第２の態様は、抄紙機において少なくともウェットパートにおけるリテンションと紙中灰分含有率とを自動制御によって制御する抄紙機の制御方法であって、前記リテンションの自動制御を行うフィードバックループと紙中灰分含有率の自動制御を行うフィードバックループとの間に、前記両フィードバックループが相互干渉し合う干渉量を時間遅れを考慮して補償する動特性補償を行う非干渉制御機能を組み込むことにより、両フィードバックループの相互干渉による影響を打ち消すようにしたことを特徴とする抄紙機の制御方法である。
【００２５】
本発明の第３の態様は、前記第１の態様または第２の態様において、前記リテンションの自動制御は、前記ウェットパートにおけるワイヤーパートの白水濃度を測定し、その白水濃度に応じて原料中に添加する歩留まり向上剤の添加量を増減する制御であり、前記紙中灰分含有率の自動制御は、紙乾燥後の紙中の灰分含有率を測定し、その灰分含有率に応じて原料中に添加する灰分添加量を増減する制御であることを特徴とする抄紙機の制御方法である。
【００２６】
本発明の第４の態様は、前記第３の態様において、前記リテンションの自動制御において測定するワイヤーパートの白水濃度は、ワイヤーパートのワイヤーから濾過されて前記ワイヤー下の白水サイロに流下する白水の濃度であることを特徴とする抄紙機の制御方法である。
【００２７】
本発明の第５の態様は、抄紙機において少なくともウェットパートにおけるリテンションと紙中灰分含有率とを自動制御系によって制御する抄紙機の制御方法であって、前記自動制御系は、前記リテンションの自動制御を第１のフィードバックループによって行う第１の工程と、紙中灰分含有率の自動制御を第２のフィードバックループによって行う第２の工程と、前記両フィードバックループ間に組み込んだ非干渉制御部によって、前記両フィードバックループの相互干渉による影響を打ち消す第３の工程と、を備え、前記第１の工程は、前記ウェットパートにおけるワイヤーパートの白水濃度を測定し、測定した白水濃度と所定の目標値との偏差に基づき原料中に添加する歩留まり向上剤の添加量を増減するよう抄紙機プロセスにおけるリテンション操作端に制御信号を送出し、前記第２の工程は、紙の乾燥後に紙中の灰分を測定し、この灰分検出手段によって検出された灰分と所定の目標値との偏差に基づき前記原料中に添加する灰分添加量を増減するよう抄紙機プロセスにおける灰分操作端に制御信号を送出し、前記第３の工程において前記非干渉制御部は、前記各フィードバックループの各操作端の前段に入力されるフィードフォワード補償要素であって、各フィードバックループの応答ブロックと、両フィードバックループの相互干渉を生じる干渉ブロックとに基づき求められる非干渉要素によって、相互干渉し合う干渉量を補償することを特徴とする抄紙機の制御方法である。
【００２８】
本発明の第６の態様は、抄紙機において少なくともウェットパートにおけるリテンションと紙中灰分含有率とを自動制御系によって制御する抄紙機の制御装置であって、前記自動制御系は、前記リテンションの自動制御を行うフィードバックループと、紙中灰分含有率の自動制御を行うフィードバックループと、前記両フィードバックループの相互干渉による影響を打ち消すよう前記両フィードバックループ間に組み込んだ非干渉制御部と、を備え、前記リテンションの自動制御を行うフィードバックループは、前記ウェットパートにおけるワイヤーパートの白水濃度を測定する濃度計と、前記濃度計によって検出された白水濃度と所定の目標値との偏差に基づき原料中に添加する歩留まり向上剤の添加量を増減するよう抄紙機プロセスにおけるリテンション操作端に制御信号を送出する制御部とからなり、前記紙中灰分含有率の自動制御を行うフィードバックループは、紙の乾燥後に紙中の灰分を測定する灰分検出手段と、この灰分検出手段によって検出された灰分と所定の目標値との偏差に基づき前記原料中に添加する灰分添加量を増減するよう抄紙機プロセスにおける灰分操作端に制御信号を出力する灰分制御部とからなり、前記非干渉制御部は、相互干渉し合う干渉量を補償する非干渉要素を有し、前記非干渉要素は、相互干渉し合う干渉量を補償すべく前記各フィードバックループの各操作端の前段に入力されるフィードフォワード補償要素であって、各フィードバックループの応答ブロックと、両フィードバックループの相互干渉を生じる干渉ブロックとに基づき求められることを特徴とする抄紙機の制御装置である。
【００２９】
本発明の第７の態様は、上記第１の態様ないし第５の態様のいずれか１つの態様に記載した制御方法をコンピュータによって実行させるためのプログラムである。
【００３０】
本発明の第８の態様は、上記第７の態様に記載したプログラムが格納され、コンピュータによって読み取り可能な記憶媒体である。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に使用する抄紙機の全体構成を概念的に示す図である。
図示のように、ここに示す抄紙機１は、後述の抄造プロセスを実行する抄紙機プロセス２と、この抄紙機プロセス２の制御を行う制御系３とからなる。
ここで、まず、抄紙機プロセス２の構成を説明する。
抄紙機プロセス２のウェットパート２ａでは、ヘッドボックス４から噴出された低濃度の種原料を、エンドレスに回転するワイヤー５などを備えたワイヤーパート６で脱水した後、このワイヤ５上に残留したパルプマットを後段のプレスパート７へ送り、ここでさらに脱水を行う。また、プレスパート７で脱水されたパルプマットは、後段のドライヤーパート８にて加熱乾燥された後、リールパート９において巻き取られ、紙巻取が形成される。
【００３５】
一方、ウェットパート２ａでは、ワイヤーパート６の脱水作用によってワイヤー５から流下した白水を、白水サイロ１０にて一旦貯留した後、ここからポンプ１１によってヘッドボックス４へと供給するという白水循環系１２を構成している。
【００３６】
そして、この白水循環系１２において白水サイロ１０からポンプ１１に至る経路には、ポンプ１３によって供給される種原料が、種箱１４及びバルブ（種口弁）１５を経て供給されており、白水サイロ１０から送給された白水と共にヘッドボックス４へと送給される。
【００３７】
さらに、白水循環系１２において前記ポンプ１１からヘッドボックス４に至る経路には、ポンプ１６ａによって不図示の灰分供給源から灰分を供給する灰分供給経路１６と、ポンプ１７ａによって不図示の歩留向上剤供給源から歩留向上剤を供給する歩留向上剤供給経路１７とが接続されている。灰分供給経路１６には、灰分コントロールバルブ１８及び流量計１９が接続されており、このバルブ１８の開度は、流量計１９によって検出された検出流量が、後述の制御系３から出力された操作量に対応する制御信号に対応した値となるよう灰分添加流量制御部２０によって制御される。
【００３８】
また、歩留向上剤供給経路１７には、歩留向上剤コントロールバルブ２１（定量ポンプによるコントロールでも良い）及び流量計２２が接続されており、このバルブ２１の開度は、流量計２２によって検出された検出流量が、制御系３から出力された操作量に対応する制御信号に対応した値となるよう歩留向上剤添加流量制御部２３によって制御される。
【００３９】
上記抄紙機プロセス２において、前記白水サイロ１０内に流下した白水の濃度は低濃度計（白水濃度検出手段）２４によって検出されており、その検出値が制御系３に入力されている。
【００４０】
この実施形態において、低濃度計２４の一例を示すと、レーザー光がパルプ繊維を透過する際に光軸が約９０°回転して偏光する性質を利用した偏光光量比、炭酸カルシウムなど灰分成分の微細粒子によるレーザー光の散乱形態差異、後方反射の散乱光量、微細パルプと灰分成分とを識別するためキセノン光が試料を透過中にパルプ中のリグニン成分により吸収される光量、及び後方反射の散乱光量などの５種類、全部で１４種の検出信号をセンサーに接続されたＣＰＵに取込み、手分析による実測値と突き合わせて重回帰分析により全信号の中から相関の高い５信号程を選択し、統計的に回帰モデル式の係数値を決めて各濃度に換算する方法のセンサー（フィンランド・メッツォオートメーション・カヤーニ社製）を利用している。なお、この低濃度計２４によって測定される測定範囲は、全濃度≦１．５％、灰分濃度≦０．８％である。
【００４１】
この特殊センサーを用いることにより、今まで、オフラインの実測によってしか知ることができなかったヘッドボックス４への供給原料濃度やワイヤー５から濾過されて白水サイロ１０に流下する白水の濃度などがオンラインでパルプ成分と灰分成分とを分離して濃度測定できるようになり、この二か所の測定値を用いて、ワイヤーパート６で各原料が脱水されてワイヤー上に残る歩留り（▲１▼全リテンション、▲２▼パルプリテンション、▲３▼灰分リテンション）もオンライン計算で連続的に知ることができるようになった。
【００４２】
また、抄紙機プロセス２の後部パート、例えばリールパート９には複数のセンサーを搭載したＢＭ計の測定フレームとセンサーヘッド２５ｂが設置されており、そのセンサーヘッド２５ｂを紙幅方向にスキャンさせて、紙中灰分含有率、及びその他の紙の物理的な性状（坪量、水分、厚さ、色合いなど）をオンラインでＢＭ計のセンサーヘッド２５ｂと制御部２５ａで測定している。なお、紙中灰分含有率を測定するセンサーヘッド２５ｂに設けられた灰分センサーは、紙中の灰分（アッシュ成分）がパルプよりＸ線を強く吸収する性質を利用して、紙を透過して減衰したＸ線の強度を電離箱により検出することで灰分を測定している。
【００４３】
上記のように構成された抄紙機プロセス２において、ワイヤーパート６におけるリテンション制御は、ワイヤー５から白水サイロ１０に流下する白水の全濃度を低濃度計２４でオンライン測定し、その値が予め設定した目標値と一致するように、後述の制御系３に設けられたＰＩ調節計２６によって短周期出力のフィードバック制御でコントロールバルブ２１の開度を制御し（または、定量ポンプの流量を制御し）、種原料中に添加している歩留り向上剤の添加流量を増減させることにより行う。
【００４４】
すなわち、操業中において、低濃度計２４で測定している白水の全濃度が高くなればワイヤーパートでのリテンションが低下してきたこととなるため、原料中に添加する歩留り向上剤の添加流量を増加し、白水の全濃度が低くなれば、逆に歩留り向上剤の添加流量を減少させるよう、後述のフィードバック制御ループによって制御され、この制御動作を一秒周期程度の短周期でオンラインで行なうようにしている。
【００４５】
なお、歩留り向上剤は、通常、高粘度の液体状のポリマー（高分子）薬液が使われるが、種原料に対して２００〜５００ｐｐｍ濃度程度の添加率で添加される。その添加には微少流量管理が要求されるため（生産量にもよるが、略１０〜２０リットル/分程度の添加流量）、前記ポンプ１７ａとしては、コントロールバルブ２１を設けた場合は渦巻ポンプなどが、コントロールバルブ２１を設けない場合は可変流量型の定量ポンプなどが用いられる。こうした微小な歩留り向上剤の添加率の増減によって、ワイヤーパート６での原料成分のリテンション（白水の全濃度）を制御することが可能となる。
【００４６】
一方、灰分含有率の制御は、紙中の灰分含有率を製品スペックになるように、パルプ原料中へ添加する灰分添加流量の調節によって行なう。すなわち、操業中において、紙中の灰分含有率が目標値より高くなれば、ＢＭ計制御部２５ａからの制御信号に基づき灰分添加流量制御部２０がバルブ１８の開度を下げてポンプ１６ａによって送る灰分流量を減少させ、灰分含有率が低くなればバルブ１８の開度を上げて灰分流量を増加させ、これによって目標とする灰分含有量を得る。
【００４７】
次に、上記抄紙機プロセス２を制御する制御系３について説明する。
この実施形態における制御系３は、必要とする灰分含有率の目標値及び白水の全濃度の目標値などをはじめとする種々のデータ及び指令を入力する入力設定部２８と、この入力設定部２８によって設定された灰分含有率及び白水の全濃度の目標値に従って前述の灰分添加流量制御部２０と歩留向上剤添加流量制御部２３とを制御するコントローラ２９と、ＢＭ計制御部２５ａとを備える。
コントローラ２９は、ＣＰＵ、メモリー等を有するコンピュータ等を備え、ＰＩ調節計２６と、非干渉制御部３０としての機能を有する。このＰＩ調節計２６及び非干渉制御部３０としての機能は、前記コンピュータに格納されたプログラムに従ってＣＰＵにより実現される。また、このプログラムは、現在用いられている種々の記憶媒体に格納可能である。
【００４８】
そして、前記ＢＭ計制御部２５ａは、入力設定部２８にて入力された紙中灰分含有率の目標値とＢＭ計のセンサーヘッド２５ｂによって検出された灰分含有率検出値との偏差に基づき、前記灰分添加流量制御部２０に対して制御信号を送出するものとなっており、これによって図２に示すように、抄紙機プロセス２に対して灰分含有率制御のためのフィードバック制御ループ（以下、灰分制御ループと称す）Ｌ１が構成されている。
【００４９】
また、前記ＰＩ調節計２６は、入力設定部２８にて設定された白水の全濃度の目標値と低濃度計２４から得られた濃度値との偏差に基づき、歩留向上剤添加流量制御部２３に対して制御信号を送出するものとなっており、これによって、リテンション制御のためのフィードバック制御ループ（以下リテンション制御ループと称す）Ｌ２が構成されている。
【００５０】
上記２つのフィードバック制御ループＬ１，Ｌ２のうち、灰分制御ループＬ１は、これまで従来の抄紙機においても実際に用いられていたが、近年、ワイヤーパートにおけるリテンションについてもその安定化を図るべく、一秒程度の短制御周期でリテンション制御を行うことが要請され、これに対応すべく前記灰分制御ループＬ１と共に、リテンション制御ループＬ２を併存させる必要が出てきた。
【００５１】
このリテンション制御ループＬ２と灰分制御ループＬ１とを併存させた状態において、両制御ループＬ１，Ｌ２が、図７に示すように互いに独立した状態で存在すれば、灰分含有率及びリテンションを所望の目標値に保ち得る理想的なフィードバック制御が可能となる。なお、図７中、Ｇ１１は、ＢＭ計制御部２５ａとＢＭ計センサーヘッド２５ｂにより灰分添加流量制御部２０を制御することによって抄紙機プロセス２にて得られる灰分の応答ブロックを、Ｇ２２は、ＰＩ制御部により歩留向上剤添加流量を制御することによって抄紙機プロセスにて得られる白水の全濃度（リテンション）の応答ブロックをそれぞれ示している。ここで、プロセスのブロックとはプロセスの制御系の伝達関数のことである。
【００５２】
ところが、灰分制御ループＬ１が組み込まれている抄紙機１に対し、上記のようにさらにリテンション制御ループＬ２を組み込んだ場合、実際には、両制御ループＬ１，Ｌ２の間には、図８の制御ブロック図に示すように、抄紙機プロセス２において干渉ブロックＧ２１，Ｇ１２による相互干渉が発生し、白水の全濃度及び紙中灰分含有率にハンチングが発生し、制御状態が不安定になることが明らかになった。すなわち、抄紙機プロセス２において制御しようとする紙中灰分含有率と白水の全濃度の２変数のうち、例えば、一方の変数である白水の全濃度を変化させると、他方の変数である紙中灰分含有率がその影響を受けて変化してしまい、各々を独立に制御することができないという状態に陥る結果となった。
【００５３】
なお、図７及び図８において、Ｇ１１、Ｇ１２、Ｇ２１、Ｇ２２は、これをＧａｂとした記述した場合、該当プロセスでの操作端ａを操作した大きさをＸａとし、その時、その影響が現れる出力端ｂが変化した大きさをＹｂａとした場合の応答ブロックを各々表わし、ここで、調節計の出力レンジを考慮に入れない場合、応答ブロックのゲインの大きさ（ｇａｂ）は、
ｇａｂ＝Ｙｂａ/Ｘａ式２
となる。
【００５４】
この両制御ループの間の相互干渉は、例えば、以下のようなプロセス（Ａ）、（Ｂ）によって発生するものと考えられる。
プロセス（Ａ）
外乱としてワイヤーパートの白水の全濃度上昇が生じた場合には、それに伴なって上述のリテンション制御が行われ、歩留向上剤（ポリマー）の添加流量が増やされて（ステップＡ１）、ワイヤーパートでのリテンションが上昇し（ワイヤーパートの白水の全濃度が下降し）、紙中灰分含有率も上昇する（ステップＡ２）。その結果、ＢＭ計による紙中灰分含有率制御が行われ、紙中灰分含有率を低下させるため灰分添加流量の減少が行われる（ステップＡ３）。これにより、ヘッドボックス４から噴出される種原料の灰分濃度が低下するため、白水灰分濃度が低下し、白水の全濃度も低下する（ステップＡ４）。ここでリテンション制御が働き、歩留向上剤の添加流量が減少される（ステップＡ５）。以上のような、リテンション制御と紙中灰分含有率制御との間の相互干渉により、歩留向上剤の添加流量と紙中灰分含有率とにハンチングが発生する（ステップＡ６）。
プロセス（Ｂ）
一方、外乱として紙中灰分含有率不足が生じた場合には、ＢＭ計制御部２５ａの紙中灰分含有率制御が働き、灰分流量が増やされ（ステップＢ１）、ヘッドボックス４から噴出される原料灰分濃度が上昇して、白水の全濃度が増加し（ステップＢ２）、同時に白水灰分濃度が増加する（ステップＢ３）。その結果、リテンション制御が働いて歩留向上剤の添加流量が増やされ、ワイヤーパート６でのリテンションが上昇して紙中灰分含有率が上昇すると共に、白水の全濃度と白水灰分濃度が低下する（ステップＢ４）。そこで、リテンション制御の働きによって歩留向上剤の添加流量が減らされ、紙中灰分含有率が低下する（ステップＢ５）。以上の動作により、歩留向上剤の添加流量にハンチングが発生すると共に、紙中灰分含有率にもハンチングが発生する（ステップＢ６）。
【００５５】
以上のプロセスからも明らかなように、リテンション制御と紙中灰分含有率制御の二つの制御ループＬ１，Ｌ２間の相互干渉は、その発現程度に差があるとしても、必ず発生することが理解できる。
【００５６】
上記のような、両フィードバック制御ループＬ１，Ｌ２の間に生じる相互干渉の影響を回避するために、この実施形態では、図１及び図２に示すような非干渉制御部３０を設けた。この非干渉制御部３０は、図２に示すようにＰＩ調節計２６からの制御出力ｍ２に非干渉ブロックＣ１を掛けた信号を、ＢＭ計制御部２５ａからの制御出力ｍ１に加算すると共に、ＢＭ計制御部２５ａからの制御出力ｍ１に非干渉ブロックＣ２を掛けてＰＩ調節計２６から出力された制御出力ｍ２に加算する。
【００５７】
ここで、前記非干渉ブロックＣ１，Ｃ２は、抄紙機プロセス２が安定状態の時にＰＩ調節計２６をマニュアル操作モードとし、その出力をステップ状に変化させる操作を行って応答特性を調べ、以下の演算によって前記非干渉ブロックＣ１，Ｃ２を理論値として算出できる。
図２に示す２入力２出力の非干渉制御において、灰分制御ループにおける非干渉要素の出力値をｕ１、リテンション制御ループにおける非干渉要素の出力端をｕ２、紙中灰分をｙ1，白水の全濃度をｙ２としたとき、各々の値は、
ｕ１＝ｍ１＋（Ｃ１×ｍ２）式３
ｕ２＝（Ｃ２×ｍ１）＋ｍ２式４
ｙ１＝（Ｇ１１×ｕ１）＋（Ｇ１２×ｕ２）式５
ｙ２＝（Ｇ２１×ｕ１）＋（Ｇ２２×ｕ２）式６
となる。
【００５８】
上記式４及び式５から、ｕ１，ｕ２を消去すると、

上記式７，８の入出力を非干渉化するためには、下記の式９，１０によって表わされる条件が必要となる。
【００５９】
｛（Ｇ１１×Ｃ１）＋Ｇ１２｝＝０式９
｛Ｇ２１＋（Ｇ２２×Ｃ２）｝＝０式１０
上記式９，１０から非干渉ゲインＣ１，Ｃ２は、
Ｃ１＝−（Ｇ１２／Ｇ１１）式１１
Ｃ２＝−（Ｇ２１／Ｇ２２）式１２
として求めることができる。
ここで、求めた非干渉要素Ｃ１，Ｃ２を式７，８に代入して、入出力の関係を求めると次のようになる。
【００６０】
ｙ１＝｛Ｇ１１−（Ｇ１２×Ｇ２１）／Ｇ２２｝×ｍ１式７’
ｙ２＝｛Ｇ２２−（Ｇ１２×Ｇ２１）／Ｇ１１｝×ｍ２式８’
従って、上記演算においては、Ｇ１１×Ｇ２２−Ｇ１２×Ｇ２１≠０であることが必要である。
【００６１】
式７’から明らかなように、紙中灰分ｙ１は、アッシュ流量操作ｍ１だけの影響下にあることが解り、また、式８’から明らかなように、白水の全濃度ｙ２は、歩留向上剤流量操作ｍ２だけの影響下にあることが解る。すなわち、両制御ループは、非干渉要素を加えることによって相互干渉下にあってもそれぞれ独立した状態で制御を行うことが可能になる。
【００６２】
なお、抄紙機プロセスが安定状態にある時に操作端の出力をステップ状に変化させるなどして操作応答特性を調べつつ非干渉ブロックＣ１，Ｃ２の値を決定する。なお、プロセスの静特性のみを考慮する場合は、上記計算式において、ブロックＧ１１，Ｇ２２，Ｇ１２，Ｇ２１のゲインのみを用いれば良い。なお、上記演算によって求めた前記非干渉ブロックＣ１，Ｃ２の値を、実際の抄紙機プロセス２に適用する場合には、チューニング作業による合わせ込みが不可欠である。
【００６３】
以上のように、本発明の実施形態においては、前記非干渉ブロックＣ１，Ｃ２などに基づき非干渉演算制御などを行う非干渉制御部３０を灰分制御ループＬ１とリテンション制御ループＬ２との間に組み込むことにより、両制御ループＬ１，Ｌ２間に生じる相互干渉による悪影響を積極的に打ち消そうとするものである。換言すれば、一方の制御ループ、例えばリテンション制御ループＬ２によってリテンション操作を行った際に、両制御ループ間に生じる相互干渉による影響を一種の外乱とみなし、一方の制御ループＬ２の制御信号に干渉係数を乗じた信号を同時に加算、又は、減算することにより、一方の制御ループが他方の制御ループに与えるであろう干渉量をフィードフォワード制御によって先回りして打ち消して除去する形となっている。これにより、一秒程度の短周期で紙中灰分含有率とリテンションとを制御する場合にも、図７に示すように、各々の制御を独立した状態に保つことができ、ウェットパートにおいて設定した目標値のリテンション（白水の全濃度）及び紙中灰分含有率に近づけることができる。
【００６４】
図３ないし図５に、従来の制御装置と本実施形態に係わる制御装置のそれぞれによって、リテンション制御及び紙中灰分含有率制御を行った場合の白水の全濃度、紙中灰分、歩留向上剤流量の変動の様子を示す。
【００６５】
図３はリテンション制御を行わないで灰分含有率制御だけを行っている状態を示している。図示のように、白水の全濃度がかなり変動している。
【００６６】
図４は、リテンション制御ループＬ２と紙中灰分含有率制御ループＬ１とを二つの独立した制御ループとして、同時に制御しようとした場合を示している。図示のように、制御端である白水の全濃度、紙中灰分含有率は相互干渉を引き起こして非常に不安定となり発散振動を起こし始めた。
【００６７】
これに対し、二つの制御ループ間に非干渉制御を適用したこの実施形態においては、図５に示すように、目的とするリテンション制御と紙中灰分含有率制御とを安定して同時に実行できるようになり、問題となる相互の干渉による影響が十分に回避されていることが明らかとなった。なお、銘柄変更時刻の前後においては、白水の全濃度、紙中灰分含有率が不安定であるが、これは銘柄（紙の品種）変更中のためである。
【００６８】
本出願人のトライアルでは、ＢＭ計による紙中灰分含有率制御での紙中灰分変動は、従来、±０．４〜０．５％であったのに対し（図３参照）、この非干渉制御を併用したこの実施形態では±０．２％程度まで改善できた（図５参照）。
【００６９】
また、非干渉制御部によるリテンション制御において、最終目的である白水の全濃度を常にほぼ一定値に保つようにコントロールすることができるようになった。
【００７０】
なお、上記実施形態では、非干渉要素として相互干渉し合うプロセスを、ゲインだけを用いて補償する静特性補償を主に説明した。しかし、本発明は、非干渉要素として応答ゲインＫだけでなくむだ時間Ｔ１、時定数Ｔ２などの時間遅れも考慮した動特性補償を用いることにより、さらに、その制御性能の向上を期待できる。一般に、このプロセスでの応答は、図６のようなむだ時間と一次遅れの系として近似できる。この場合、伝達関数Ｇ（ブロックとも称する）は、応答ゲインＫ、むだ時間Ｔ１、時定数Ｔ２の関数として表すことができる。すなわち、Ｇ＝Ｇ（Ｋ，Ｔ１，Ｔ２）であり、これを、このまま式１１，式１２に代入すれば、動特性補償のための非干渉ブロックＣ１，Ｃ２を決めることができる。
【００７１】
また、この両制御ループ間に相互干渉が発生する現象は、ワイヤーパートのリテンション値が低いプロセスの場合に顕著に現われる傾向にあることが判ってきており、本発明は、こうしたプロセスには特に有効である。
【００７２】
（他の実施形態）
上記実施形態では、リテンション制御として白水の全濃度を一定になるように制御する場合を説明したが、将来的には、白水の全濃度だけでなく、白水中のパルプ濃度、灰分濃度の両者をそれぞれ制御することも考えられ、この実現にも、この実施形態に示した非干渉制御を利用することが可能である。
【００７３】
この場合、パルプ濃度、灰分濃度、そして、紙中灰分含有率は相互に干渉し合うはずであるため、制御端をパルプ濃度と灰分濃度とし、制御の操作端をパルプの流量を増減するパルプ原料の種口弁開度、灰分添加バルブ開度、及び歩留り向上剤の添加バルブ開度とし、これらの全組み合わせについての非干渉要素を同様に組込んで制御して行けば、パルプ濃度と灰分濃度の両濃度を、それぞれ希望する一定値に保つことが可能となる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明は、少なくともリテンション制御と灰分含有率制御の２種類の自動制御を行う抄紙機において、前記リテンション制御を行う制御ループと灰分含有率制御を行う制御ループの間に非干渉制御部を設けることにより、短制御周期にてリテンション制御及び灰分含有率制御を行った場合にも両制御を安定して行うことができ、所望のリテンション（白水の全濃度）を維持しつつ、紙製品に対し、所望の坪量、灰分含有率等を有する紙製品を安定して製造することが可能となり、製品品質を大幅に向上することが可能となる。
【００７５】
また、本発明はリテンション制御と紙中灰分含有率制御間に非干渉制御部を設けるという安価かつ簡便な構造として容易に実施することができるため、製紙産業における有用性が極めて大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に使用する抄紙機の全体構成を概念的に示す図である。
【図２】図１に示す抄紙機の制御系における紙中灰分含有率制御ループとリテンション制御ループとを示すブロック図である。
【図３】従来の抄紙機における白水の全濃度、紙中灰分、及び抄速変更の様子、そして歩留向上剤添加流量の様子を示す線図であり、リテンション制御を行わないで紙中灰分含有率制御を行った場合を示している。
【図４】従来の抄紙機における白水の全濃度、紙中灰分、歩留向上剤添加流量の変動、及び抄速変更の様子を示す線図であり、非干渉制御を行わずに、リテンション制御及び紙中灰分含有率制御を同時に行った場合を示している。
【図５】本実施形態おける制御装置によってリテンション制御及び紙中灰分含有率制御を同時に行った場合の白水の全濃度、紙中灰分、歩留向上剤添加流量の変動、及び抄速変更の様子を示す線図である。
【図６】プロセスにおいてステップ入力を加えた場合の応答ゲインＫ、むだ時間Ｔ１、時定数Ｔ２を近似的に示す線図である。
【図７】紙中灰分含有率制御ループとリテンション制御ループとが独立した状態を示すブロック図である。
【図８】紙中灰分含有率制御ループとリテンション制御ループとの間に相互干渉が生じた状態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１抄紙機
２抄紙機プロセス
２ａウェットパート
３制御系
４ヘッドボックス
５ワイヤー
６ワイヤーパート
７プレスパート
８ドライヤーパート
９リールパート
１０白水サイロ
１１ポンプ
１２白水循環系
１３ポンプ
１４種箱
１６灰分供給経路
１６ａポンプ
１７歩留向上剤供給経路
１７ａポンプ
１８灰分コントロールバルブ
１９流量計
２０灰分添加流量制御部
２１歩留向上剤コントロールバルブ
２２流量計
２３歩留向上剤添加流量制御部
２４低濃度計
２５ａＢＭ計制御部
２５ｂＢＭ計センサーヘッド
２６ＰＩ調節計
２８入力設定部
２９コントローラ
３０非干渉制御部
Ｃ１，Ｃ２非干渉ブロック（非干渉ゲイン）
Ｇ２１，Ｇ１２干渉ブロック
Ｇ１１，Ｇ２２応答ブロック
Ｋ応答ゲイン
Ｌ１灰分制御ループ
Ｌ２リテンション制御ループ
Ｔ１むだ時間
Ｔ２時定数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a paper machine control method, a paper machine control device, and the like, and more particularly, to improvement of retention and ash content control in a wet part of a paper machine.
[0002]
[Prior art]
In recent years, in the operation of paper machines in the pulp and paper industry, retention control has been incorporated into the wet part process, which has a major impact on product quality, and attempts have been made to improve operability and product quality by stabilizing the paper machine wet part. There is a technical movement.
[0003]
The retention in the wet part process of a paper machine is the ratio of the raw material of the pulp raw material (mainly pulp containing ash) that is ejected from the head box of the paper machine onto the filtration wire of the wire part. Concentration of raw material (C_HB) And the concentration of white water filtered from the wire and falling into the white water silo under the wire (C_WW) Can be approximated by the following equation.
Retention ≒ {(C_HB-C_WW) / C_HB} × 100% Formula 1
[0004]
This retention value is considered as one important indicator for judging the quality of paper machine wire part operation. However, as one method, retention is a high amount added to the raw material supplied to the head box. It has been found that it can be controlled by a very small increase or decrease in the flow rate of the molecular yield improver.
[0005]
In the retention control, this retention is controlled. Normally, white water concentration (C_WW) Fluctuations are used. In other words, in retention control, the white water concentration (C) measured online by a special concentration sensor installed in the wet part of the paper machine._WW) Is used to control the addition flow rate of the yield improver while monitoring the state of the total concentration of wire white water instead of the retention value itself of Equation 1 (for example, non-patent document). 2, 3, 4). Note that the total concentration of white water, not the retention value itself, is used here because the retention can be kept constant if the total concentration of white water is kept constant, and the retention value is kept constant, for example. Even if maintained, the concentration of the raw material supplied to the head box (C_HB) And white water concentration (C_WW) Greatly change at the same ratio at the same time, if Equation 1 is used as an index, the retention value is apparently calculated as a stable constant value, and the wet part cannot be stabilized.
[0006]
As described above, the retention control is a control for adjusting the yield of the pulp raw material supplied from the head box onto the wire part, and the total concentration of white water flowing down from the wire part is measured online with a special low concentration meter. This is performed by configuring a feedback control loop that increases or decreases the amount of the yield improver added to the pulp raw material so that the value matches the preset target value. And, this control loop is usually provided with a PID controller (controller), and it is usually realized by PI control (proportional operation control + integration operation control) or the like (for example, Non-Patent Document 2, 3).
[0007]
This PID controller is often used in process loops for process control in chemical plants and pulp and paper plants, and measures the amount of state, such as temperature and flow rate, to be controlled by a sensor attached to the control end. When a deviation occurs between the measured value and the target value, an operation (control) signal having a magnitude calculated by the PID controller is output to the operation end of, for example, a steam valve or a flow valve, and one-loop operation is performed by feedback control. The method of controlling one-to-one in the form is used as the basic form. In recent large-scale plants, a large number (hundreds to thousands of loops) of this kind of control loop is incorporated in a DCS (Distributed Control System) in the central control room, and the actual plant is controlled centrally on-line.
[0008]
On the other hand, in order to improve surface properties and printability, some 0 to 20% of ash components such as calcium carbonate and talc are prescribed according to the prescription in the paper manufactured by paper machines. However, this is managed as the ash content in paper at the time of manufacture. In a paper machine, ash content control is conventionally performed using a BM meter (Basis Weight and Moisture Measurement Sensors) in order to keep the ash content of product paper at a specified value. This ash content control is a feedback control loop that measures the ash content in paper on-line with a BM meter and adjusts the amount of ash added to the pulp raw material so that the measured value matches the target value. This is realized by configuring.
[0009]
Up to now, the feedback control loop for controlling the ash content using the BM meter and the feedback control loop for the retention control using the low concentration meter are used, and by these control loops, the ash content and the retention ( The method of controlling the white water concentration of the wire part independently has been adopted.
[0010]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-325092
[0011]
[Non-Patent Document 1]
Mika Kosonen, Calvin Fu, Seyhan Nuyan, Risto Kuusisto, Taisto Huhtelin (Metso Automation): Narrowing gap between theory and practice: Mill experiences with multi-variable predictive control, Control Systems 2002 Proceedings (2002), pp.54-pp.59
[0012]
[Non-Patent Document 2]
Kortelainen, Nokelainen et al .: Application of the latest retention and monitoring system in high-quality factories, Paper-Paper Technical Journal, 43-7 (1989), pp. 39-45.
[0013]
[Non-Patent Document 3]
Jukka Nokelainen, Timo Rantala, Pasi Tarhonen: Practical experiences of the wet end consistency control, Pira, 1 (1992)
[0014]
[Non-Patent Document 4]
Mori, Karu, Sueda, Mizuno, Iio, Yamada: Retention control of paper machine wire parts for multi-product production, Paper Partners, February (2002), pp.86-pp.95
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, when the retention control and the ash content control are performed simultaneously, the two controls cause mutual interference, and hunting occurs at the control end in the ash content control and the ash content in the paper varies greatly. However, problems such as deterioration of stability may occur, and even in retention control that attempts to maintain a constant value, there may be a problem that the total concentration of white water becomes unstable. For this reason, when the two types of control as described above are executed simultaneously, the desired control effect cannot be obtained, and in some cases, the product quality may be deteriorated due to an adverse effect.
[0016]
Until now, it has been necessary to use expensive special sensors developed mainly overseas, so it is only recently that this kind of retention control has been in earnest in Japan. Furthermore, it has been hardly known that mutual interference occurs between retention control and ash content.
[0017]
Even in overseas paper machine processes where retention control has been advanced, this mutual interference phenomenon seems to have occurred, but it seems that it has not been regarded as a problem. It is considered that such a mutual interference problem has actually been recognized and measures have been taken since around 2001 even overseas (see, for example, Non-Patent Document 1).
[0018]
Even now, the problem of mutual interference has been picked up. As a countermeasure, when the degree (magnitude) of mutual interference is small, the amount of interference is ignored and each of them is left as an independent control loop. Even when control is performed or when a large amount of mutual interference occurs, the tuning parameter of the PID controller is weakened as a whole so that the process becomes unstable and causes no inconvenience. By tuning only the loop weakly, it is assumed that the influence of mutual interference is avoided by passive measures.
On the other hand, studies have been reported to deal with the problem of mutual interference between multiple control loops by actively canceling the mutual interference using multivariable control called model predictive control (for example, non-control loop). Patent Document 1).
[0019]
The method using this model predictive control is a control method that cancels not only the ash content and retention in the paper but also the adverse effects due to mutual interference between many other variables in the process with high accuracy and overall. The control method is complicated, and a large cost is required for system introduction.
[0020]
In this connection, the present applicant has deteriorated the formation (basis weight fluctuation) of paper products by performing increase / decrease control of the addition rate of the yield improver in the past using a PID controller in a short cycle. Therefore, we propose a control method that changes the yield improver addition rate over a long time (control method that changes the yield improver addition amount into a ramp shape over about 30 minutes). However, since this is a gradual control method, in this case, the above-described mutual interference does not occur between the retention control and the ash content control in the paper (for example, Patent Document 1, Non-Patent Document). 4).
[0021]
However, today, there is a demand for more accurate control by increasing the response speed of retention and ash content control in the paper by frequently performing output control in a short cycle. Such a problem due to mutual interference occurs, and it has been recognized as an important issue to solve this problem.
[0022]
The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems of the prior art, and even when a retention control and a ash content control in a paper are performed in a short cycle using a PID controller, a BM meter, etc., both controls are performed. The purpose of the present invention is to provide a control device for a paper machine that can avoid problems such as hunting due to mutual interference with a simple and inexpensive configuration and can accurately control retention and ash content. .
[0023]
[Means for Solving the Problems]
  In order to solve the above problems, the present invention has the following configuration.
  That is, the first aspect of the present invention is a paper machine control method for controlling at least wet part retention and ash content in paper by automatic control in the paper machine, wherein the feedback loop performs automatic control of the retention. And a feedback loop that automatically controls the ash content in the paper,A non-interference element that performs static characteristic compensation that compensates for the amount of interference between the feedback loops at the same time is used.By incorporating the non-interference control function,feedbackIt is characterized by canceling the influence of mutual interference of loops.
[0024]
  The second aspect of the present invention is:A paper machine control method for controlling at least wet part retention and ash content in a paper machine by automatic control, wherein the feedback loop for automatically controlling the retention and automatic control of ash content in the paper are performed. By incorporating a non-interference control function that compensates for the amount of interference between the two feedback loops, taking into account the time delay, between the two feedback loops, the effects of mutual interference between the two feedback loops are reduced. The paper machine control method is characterized by canceling.
[0025]
  The third aspect of the present invention is:In the first aspect or the second aspect, the automatic control of the retention is performed by measuring the white water concentration of the wire part in the wet part and adding the amount of the yield improver added to the raw material according to the white water concentration. Automatic control of the ash content in the paper is a control to measure the ash content in the paper after drying and to increase or decrease the ash content added to the raw material according to the ash content This is a control method for a paper machine.
[0026]
  The fourth aspect of the present invention is:In the third aspect, the white water concentration of the wire part measured in the automatic control of the retention is the white water concentration filtered from the wire part wire and flowing down to the white water silo under the wire. This is the control method of the machine.
[0027]
  According to a fifth aspect of the present invention,A paper machine control method for controlling at least wet part retention and ash content in a paper machine by an automatic control system, wherein the automatic control system performs the automatic control of the retention by a first feedback loop. By the first step, the second step of performing automatic control of the ash content in the paper by the second feedback loop, and the non-interference control unit incorporated between the two feedback loops, the mutual interference of the two feedback loops. A third step of counteracting the influence, wherein the first step measures the white water concentration of the wire part in the wet part and adds it to the raw material based on a deviation between the measured white water concentration and a predetermined target value The retention operation end in the paper machine process is controlled to increase or decrease the amount of yield improver added. A signal is sent, and the second step measures the ash content in the paper after the paper is dried, and the ash content added to the raw material based on the deviation between the ash content detected by the ash content detection means and a predetermined target value A control signal is sent to the ash content operation end in the paper machine process so as to increase or decrease the amount of addition, and in the third step, the non-interference control unit inputs feedforward compensation before the operation end of each feedback loop. A non-interfering element obtained based on a response block of each feedback loop and an interference block that causes mutual interference between both feedback loops, and compensates for the amount of interference with each other. It is a control method.
[0028]
  The sixth aspect of the present invention isA paper machine control device for controlling at least wet part retention and ash content in the paper machine by an automatic control system, wherein the automatic control system includes a feedback loop for automatically controlling the retention, and a paper A feedback loop that automatically controls the content of medium ash, and a non-interference control unit that is incorporated between the two feedback loops so as to cancel the influence of mutual interference between the two feedback loops. The loop is a densitometer for measuring the white water concentration of the wire part in the wet part, and an amount of a yield improver added to the raw material based on a deviation between the white water concentration detected by the densitometer and a predetermined target value. Retention operation in paper machine process to increase or decrease A feedback loop for automatically controlling the ash content in the paper is detected by the ash detection means for measuring the ash content in the paper after the paper is dried, and the ash detection means. An ash control unit that outputs a control signal to an ash operation terminal in a paper machine process so as to increase or decrease the amount of ash added to the raw material based on a deviation between the ash content and a predetermined target value, and the non-interference control unit Has a non-interfering element that compensates for the mutual interference amount, and the non-interfering element is fed forward to each operation end of each feedback loop to compensate for the mutual interference amount. Compensation element, which is obtained based on a response block of each feedback loop and an interference block that causes mutual interference between both feedback loops. It is a control apparatus of a paper machine.
[0029]
  A seventh aspect of the present invention is a program for causing a computer to execute the control method described in any one of the first to fifth aspects.
[0030]
  An eighth aspect of the present invention is a storage medium storing the program described in the seventh aspect and readable by a computer.
[0034]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram conceptually showing the overall configuration of a paper machine used in an embodiment of the present invention.
As shown in the figure, a paper machine 1 shown here includes a paper machine process 2 that executes a papermaking process, which will be described later, and a control system 3 that controls the paper machine process 2.
Here, first, the configuration of the paper machine process 2 will be described.
In the wet part 2a of the paper machine process 2, the low-concentration seed raw material ejected from the head box 4 is dehydrated by the wire part 6 including the wire 5 that rotates endlessly, and then the pulp remaining on the wire 5 The mat is sent to the subsequent press part 7 where further dehydration is performed. Further, the pulp mat dehydrated by the press part 7 is heated and dried by the subsequent dryer part 8 and then wound by the reel part 9 to form paper winding.
[0035]
On the other hand, in the wet part 2 a, the white water flowing down from the wire 5 due to the dehydrating action of the wire part 6 is temporarily stored in the white water silo 10 and then supplied to the head box 4 by the pump 11 from here. It is composed.
[0036]
In the white water circulation system 12, the seed material supplied by the pump 13 is supplied to the path from the white water silo 10 to the pump 11 through the seed box 14 and the valve (seed valve) 15. The white water fed from 10 is fed to the head box 4.
[0037]
Further, in the route from the pump 11 to the head box 4 in the white water circulation system 12, an ash content supply path 16 for supplying ash from an ash content supply source (not shown) by the pump 16a, and a yield improver (not shown) by the pump 17a. A yield improver supply path 17 for supplying a yield improver from a supply source is connected. An ash control valve 18 and a flow meter 19 are connected to the ash supply path 16, and the opening of this valve 18 is an operation in which the detected flow detected by the flow meter 19 is output from the control system 3 described later. It is controlled by the ash content addition flow rate control unit 20 so as to have a value corresponding to the control signal corresponding to the amount.
[0038]
Further, a yield improver control valve 21 (which may be controlled by a metering pump) and a flow meter 22 are connected to the yield improver supply path 17, and the opening degree of the valve 21 is detected by the flow meter 22. The detected flow rate is controlled by the yield improver addition flow rate control unit 23 so as to have a value corresponding to a control signal corresponding to the operation amount output from the control system 3.
[0039]
In the paper machine process 2, the concentration of white water flowing down into the white water silo 10 is detected by a low concentration meter (white water concentration detecting means) 24, and the detected value is input to the control system 3.
[0040]
In this embodiment, as an example of the low concentration meter 24, when the laser beam passes through the pulp fiber, the polarization light quantity ratio utilizing the property that the optical axis rotates about 90 ° and is polarized, and the ash component such as calcium carbonate Laser light scattering by fine particles, back reflection scattering light amount, light amount absorbed by lignin component in pulp while xenon light is transmitted through sample to distinguish fine pulp and ash component, and back reflection scattering A total of 14 types of detection signals, such as the amount of light, are captured by the CPU connected to the sensor, matched with the actual measurement values by manual analysis, and five signals with high correlation are selected from all signals by multiple regression analysis. A sensor (made by Metso Automation Kajaani, Finland) is used that statistically determines the coefficient value of the regression model equation and converts it to each concentration. The measurement ranges measured by the low concentration meter 24 are total concentration ≦ 1.5% and ash concentration ≦ 0.8%.
[0041]
By using this special sensor, the feedstock concentration to the head box 4 and the concentration of white water that has been filtered from the wire 5 and flowed down to the white water silo 10 that have been known only by offline measurement up to now have been online. The pulp component and the ash component can be separated and the concentration can be measured, and using these two measured values, the yield of each raw material dehydrated and remaining on the wire by wire part 6 ((1) total retention, (2) Pulp Retention and (3) Ash Retention) can be obtained continuously by online calculation.
[0042]
Further, a measurement frame of a BM meter and a sensor head 25b mounted with a plurality of sensors are installed in the rear part of the paper machine process 2, for example, the reel part 9, and the sensor head 25b is scanned in the paper width direction to make the paper The medium ash content and other physical properties (basis weight, moisture, thickness, color, etc.) of the paper are measured online by the sensor head 25b and the control unit 25a of the BM meter. In addition, the ash sensor provided in the sensor head 25b for measuring the ash content in the paper is attenuated by passing through the paper by utilizing the property that the ash (ash component) in the paper absorbs X-rays more strongly than the pulp. The ash content is measured by detecting the intensity of the X-rays detected by the ionization chamber.
[0043]
In the paper machine process 2 configured as described above, the retention control in the wire part 6 is performed by measuring the total concentration of white water flowing down from the wire 5 to the white water silo 10 with the low concentration meter 24, and the value is set in advance. The degree of opening of the control valve 21 is controlled by feedback control of short cycle output by a PI controller 26 provided in the control system 3 described later (or the flow rate of the metering pump is controlled) so as to match the target value. This is done by increasing or decreasing the flow rate of the yield improver added in the seed material.
[0044]
That is, during operation, if the total concentration of white water measured by the low concentration meter 24 is increased, the retention in the wire part has decreased, so the flow rate of the yield improver added to the raw material is increased. On the other hand, if the total concentration of white water is reduced, the feedback control loop described later is controlled to reduce the flow rate of the yield improver, and this control operation is performed on-line in a short cycle of about one second. ing.
[0045]
As the yield improver, a high-viscosity liquid polymer (polymer) chemical is usually used, but is added at an addition rate of about 200 to 500 ppm with respect to the seed material. Since the addition requires a minute flow rate control (depending on the production amount, the addition flow rate is approximately 10 to 20 liters / minute), and the pump 17a is a spiral pump when a control valve 21 is provided. However, when the control valve 21 is not provided, a variable flow rate type metering pump or the like is used. It is possible to control the retention of the raw material components (total concentration of white water) in the wire part 6 by increasing or decreasing the addition rate of such a minute yield improver.
[0046]
On the other hand, the ash content rate is controlled by adjusting the flow rate of ash content added to the pulp raw material so that the ash content rate in the paper becomes the product specification. That is, during operation, if the ash content in the paper becomes higher than the target value, the ash content flow control unit 20 lowers the opening of the valve 18 based on the control signal from the BM meter control unit 25a and sends it by the pump 16a. If the ash flow rate is decreased and the ash content rate decreases, the opening of the valve 18 is increased to increase the ash flow rate, thereby obtaining the target ash content.
[0047]
Next, the control system 3 for controlling the paper machine process 2 will be described.
The control system 3 in this embodiment includes an input setting unit 28 for inputting various data and commands including a target value for the required ash content and a target value for the total concentration of white water, and the input setting unit 28. A controller 29 for controlling the ash content addition flow rate control unit 20 and the yield improver addition flow rate control unit 23 according to the target values of the ash content rate and the total concentration of white water set by the BM meter control unit 25a. .
The controller 29 includes a computer having a CPU, a memory, and the like, and functions as a PI controller 26 and a non-interference control unit 30. The functions as the PI controller 26 and the non-interference control unit 30 are realized by a CPU according to a program stored in the computer. Further, this program can be stored in various storage media currently used.
[0048]
Then, the BM meter control unit 25a is based on the deviation between the target value of the ash content in the paper input by the input setting unit 28 and the ash content detection value detected by the sensor head 25b of the BM meter. As shown in FIG. 2, a control signal is sent to the ash content addition flow rate control unit 20, and as shown in FIG. 2, a feedback control loop (hereinafter referred to as ash content) for controlling the ash content rate for the paper machine process 2. L1) (referred to as a control loop) is configured.
[0049]
The PI controller 26 is based on the deviation between the target value of the total concentration of white water set by the input setting unit 28 and the concentration value obtained from the low concentration meter 24. A control signal is transmitted to the control unit 23, thereby forming a feedback control loop (hereinafter referred to as a retention control loop) L2 for retention control.
[0050]
Of the two feedback control loops L1 and L2, the ash content control loop L1 has been used in the conventional paper machine so far, but recently, in order to stabilize the retention in the wire part, Retention control is required to be performed in a short control period of about 2 seconds, and it has become necessary to coexist with the ash content control loop L1 and the retention control loop L2 to cope with this.
[0051]
In the state where the retention control loop L2 and the ash content control loop L1 coexist, if both control loops L1 and L2 exist in an independent state as shown in FIG. 7, the ash content rate and the retention can be set to a desired target. Ideal feedback control that can be kept at a value is possible. In FIG. 7, G11 is an ash response block obtained in the paper machine process 2 by controlling the ash content addition flow rate control unit 20 with the BM meter control unit 25a and the BM meter sensor head 25b, and G22 is PI. The response blocks of the total concentration (retention) of white water obtained in the paper machine process by controlling the flow rate of addition of the yield improver by the control unit are shown. Here, the process block is a transfer function of the process control system.
[0052]
However, when the retention control loop L2 is further incorporated into the paper machine 1 in which the ash content control loop L1 is incorporated as described above, the control shown in FIG. 8 is actually between the control loops L1 and L2. As shown in the block diagram, it is clear that mutual interference by interference blocks G21 and G12 occurs in paper machine process 2, hunting occurs in the total concentration of white water and ash content in paper, and the control state becomes unstable. Became. That is, among the two variables of the ash content in paper and the total concentration of white water to be controlled in the paper machine process 2, for example, when the total concentration of white water, which is one variable, is changed, As a result, the ash content changes under the influence, and each of them cannot be controlled independently.
[0053]
7 and 8, when G11, G12, G21, and G22 are described as Gab, the size at which the operation end a in the corresponding process is operated is set to Xa, and the output in which the influence appears at that time Each of the response blocks when the magnitude of the change of the end b is Yba is represented, and when the output range of the controller is not taken into consideration, the gain magnitude (gab) of the response block is
gab = Yba / Xa Formula 2
It becomes.
[0054]
The mutual interference between the two control loops is considered to be generated by the following processes (A) and (B), for example.
Process (A)
When the total concentration of white water in the wire part increases as a disturbance, the above retention control is performed, and the flow rate of the yield improver (polymer) is increased (step A1). (The total concentration of white water in the wire part decreases) and the ash content in the paper also increases (step A2). As a result, the ash content in the paper is controlled by the BM meter, and the ash content flow rate is reduced to reduce the ash content in the paper (step A3). Thereby, since the ash concentration of the seed raw material ejected from the head box 4 is decreased, the white water ash concentration is decreased and the total concentration of white water is also decreased (step A4). Here, the retention control is activated, and the addition flow rate of the yield improver is decreased (step A5). Due to the mutual interference between the retention control and the ash content control in the paper as described above, hunting occurs in the flow rate of the yield improver and the ash content in the paper (Step A6).
Process (B)
On the other hand, when the ash content in the paper is insufficient as a disturbance, the ash content control in the BM meter control unit 25a is activated, the ash flow rate is increased (step B1), and the raw material ejected from the head box 4 The ash concentration increases and the total concentration of white water increases (step B2), and at the same time, the white water ash concentration increases (step B3). As a result, retention control works to increase the flow rate of the yield improver, increase retention in the wire part 6 to increase the ash content in the paper, and decrease the total white water concentration and white water ash concentration. (Step B4). Therefore, the flow rate of the yield improver is reduced by the function of retention control, and the ash content in the paper is lowered (step B5). By the above operation, hunting occurs in the flow rate of the yield improver and hunting also occurs in the ash content in the paper (step B6).
[0055]
As is apparent from the above process, it can be understood that the mutual interference between the two control loops L1 and L2 of the retention control and the ash content control in the paper always occurs even if there is a difference in the degree of expression. .
[0056]
In order to avoid the influence of the mutual interference generated between the two feedback control loops L1 and L2 as described above, the non-interference control unit 30 as shown in FIGS. 1 and 2 is provided in this embodiment. The non-interference control unit 30 adds a signal obtained by multiplying the control output m2 from the PI controller 26 to the non-interference block C1 to the control output m1 from the BM meter control unit 25a as shown in FIG. The control output m1 from the meter control unit 25a is multiplied by the non-interference block C2 and added to the control output m2 output from the PI controller 26.
[0057]
Here, the non-interference blocks C1 and C2 have the PI controller 26 set to the manual operation mode when the paper machine process 2 is in a stable state, and the response characteristics are examined by changing the output stepwise. The non-interference blocks C1 and C2 can be calculated as theoretical values by calculation.
In the 2-input 2-output non-interference control shown in FIG. 2, the output value of the non-interference element in the ash control loop is u1, the output end of the non-interference element in the retention control loop is u2, the ash content in the paper is y1, and the total concentration of white water Is y2, each value is
u1 = m1 + (C1 × m2) Equation 3
u2 = (C2 × m1) + m2 Equation 4
y1 = (G11 × u1) + (G12 × u2) Equation 5
y2 = (G21 × u1) + (G22 × u2) Equation 6
It becomes.
[0058]
From the above equations 4 and 5, if u1 and u2 are deleted,

In order to make the input and output of the above equations 7 and 8 non-interfering, the conditions expressed by the following equations 9 and 10 are required.
[0059]
{(G11 × C1) + G12} = 0 Formula 9
{G21 + (G22 × C2)} = 0 Formula 10
From the above equations 9 and 10, the non-interference gains C1 and C2 are
C1 = − (G12 / G11) Equation 11
C2 = − (G21 / G22) Formula 12
Can be obtained as
Here, when the obtained non-interference elements C1 and C2 are substituted into the equations 7 and 8, the relationship between input and output is obtained as follows.
[0060]
y1 = {G11− (G12 × G21) / G22} × m1 Formula 7 ′
y2 = {G22− (G12 × G21) / G11} × m2 Formula 8 ′
Therefore, in the above calculation, it is necessary that G11 × G22−G12 × G21 ≠ 0.
[0061]
As can be seen from equation 7 ′, the ash content y1 in the paper is influenced only by the ash flow rate operation m1, and as is clear from equation 8 ′, the total white water concentration y2 is improved in yield. It turns out that it is under the influence of only the agent flow rate operation m2. That is, both control loops can be controlled independently by adding non-interfering elements even under mutual interference.
[0062]
When the paper machine process is in a stable state, the values of the non-interference blocks C1 and C2 are determined while examining the operation response characteristics by changing the output of the operation end in a stepped manner. When only the static characteristics of the process are considered, only the gains of the blocks G11, G22, G12, and G21 are used in the above calculation formula. When the values of the non-interference blocks C1 and C2 obtained by the above calculation are applied to the actual paper machine process 2, it is essential to make adjustments by tuning work.
[0063]
As described above, in the embodiment of the present invention, the non-interference control unit 30 that performs non-interference calculation control based on the non-interference blocks C1, C2, etc. is incorporated between the ash content control loop L1 and the retention control loop L2. Thus, it is intended to positively cancel the adverse effects caused by the mutual interference generated between the control loops L1 and L2. In other words, when a retention operation is performed by one control loop, for example, the retention control loop L2, the influence of mutual interference generated between the two control loops is regarded as a kind of disturbance and interferes with the control signal of one control loop L2. By simultaneously adding or subtracting the signals multiplied by the coefficients, the amount of interference that one control loop will give to the other control loop is canceled by feed-forward control and removed. Thereby, even when controlling the ash content in the paper and the retention in a short cycle of about 1 second, as shown in FIG. 7, each control can be kept independent and set in the wet part. The target value retention (total white water concentration) and ash content in paper can be approached.
[0064]
3 to 5 show the total concentration of white water, the ash content in paper, and the yield improver when the retention control and the ash content control in paper are performed by the conventional control device and the control device according to this embodiment, respectively. Shows how the flow rate fluctuates.
[0065]
FIG. 3 shows a state where only ash content control is performed without performing retention control. As shown, the total concentration of white water varies considerably.
[0066]
FIG. 4 shows a case where the retention control loop L2 and the in-paper ash content control loop L1 are controlled simultaneously as two independent control loops. As shown in the figure, the total concentration of white water, which is the control end, and the ash content in the paper caused mutual interference and became very unstable and began to cause divergent vibration.
[0067]
On the other hand, in this embodiment in which non-interference control is applied between the two control loops, as shown in FIG. 5, the target retention control and the ash content control in the paper can be executed stably and simultaneously. Thus, it became clear that the influence of mutual interference in question was sufficiently avoided. Before and after the brand change time, the total concentration of white water and the ash content in the paper are unstable. This is because the brand (paper type) is being changed.
[0068]
In the applicant's trial, the ash content fluctuation in the paper ash content control by the BM meter was conventionally ± 0.4 to 0.5% (see FIG. 3), but this non-interference In this embodiment using the control together, it was improved to about ± 0.2% (see FIG. 5).
[0069]
In addition, in the retention control by the non-interference control unit, it is possible to control so that the total concentration of white water, which is the final purpose, is always kept at a substantially constant value.
[0070]
In the above-described embodiment, the static characteristic compensation for compensating for the process of mutual interference as a non-interference element using only the gain has been mainly described. However, the present invention can be expected to further improve the control performance by using the dynamic characteristic compensation considering not only the response gain K but also the time delay such as the dead time T1 and the time constant T2 as a non-interference element. In general, the response in this process can be approximated as a system of dead time and first order lag as shown in FIG. In this case, the transfer function G (also referred to as a block) has a response gain K, a dead time T1,TimeIt can be expressed as a function of a constant T2. That is, G = G (K, T1, T2), and by substituting this into the

equations

11 and 12, the non-interference blocks C1 and C2 for dynamic characteristic compensation can be determined.
[0071]
In addition, it has been found that the phenomenon of mutual interference between the two control loops tends to appear remarkably in a process with a low wire part retention value, and the present invention is particularly effective for such a process. It is.
[0072]
(Other embodiments)
In the above embodiment, the case where the total concentration of white water is controlled to be constant as the retention control has been described, but in the future, not only the total concentration of white water but also both the pulp concentration and the ash concentration in white water. It is possible to control each of them, and the non-interference control shown in this embodiment can also be used for this realization.
[0073]
In this case, the pulp concentration, the ash content, and the ash content in the paper should interfere with each other, so the pulp end and the ash concentration are the control end, and the pulp raw material that increases or decreases the pulp flow rate at the control end If the seed valve opening, the ash addition valve opening, and the yield improver addition valve opening are controlled in the same manner by incorporating non-interference factors for all of these combinations, the pulp concentration and ash concentration Both of these concentrations can be kept at the desired constant values.
[0074]
【The invention's effect】
As described above, the present invention provides a non-interference between a control loop for performing retention control and a control loop for performing ash content control in a paper machine that performs at least two types of automatic control of retention control and ash content control. By providing a control unit, both control can be performed stably even when retention control and ash content control are performed in a short control cycle, while maintaining the desired retention (total concentration of white water) A paper product having a desired basis weight, ash content, and the like can be stably manufactured with respect to the paper product, and the product quality can be greatly improved.
[0075]
Further, the present invention can be easily implemented as an inexpensive and simple structure in which a non-interference control unit is provided between the retention control and the ash content control in the paper, so that the present invention is extremely useful in the paper manufacturing industry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram conceptually showing the overall configuration of a paper machine used in an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram showing a ash content control loop and a retention control loop in the paper machine control system shown in FIG. 1; FIG.
FIG. 3 is a diagram showing the total concentration of white water, the ash content in the paper, the change in the paper making speed, and the flow rate of the yield improver added in a conventional paper machine, and the ash content in the paper without retention control. The case where content rate control is performed is shown.
FIG. 4 is a diagram showing the total concentration of white water, the ash content in paper, the flow rate of the yield improver added, and the change in the paper making speed in a conventional paper machine, and retention control without performing non-interference control. And the case where the ash content rate control in paper is performed simultaneously is shown.
FIG. 5 shows the total concentration of white water, the ash content in paper, the fluctuation of the yield improver addition flow rate, and the change in the paper making speed when the retention control and the ash content control in the paper are simultaneously performed by the control device in this embodiment. FIG.
FIG. 6 is a diagram schematically showing a response gain K, a dead time T1, and a time constant T2 when a step input is added in the process.
FIG. 7 is a block diagram showing a state where the ash content rate control loop in paper and the retention control loop are independent.
FIG. 8 is a block diagram showing a state in which mutual interference occurs between the ash content control loop in paper and the retention control loop.
[Explanation of symbols]
1 Paper machine
2 Paper machine process
2a Wet part
3 Control system
4 Headbox
5 wires
6 Wire part
7 Press part
8 Dryer part
9 Reel part
10 Hakusui silo
11 Pump
12 White water circulation system
13 Pump
14 seed box
16 Ash supply route
16a pump
17 Yield improver supply route
17a pump
18 Ash control valve
19 Flow meter
20 Ash content flow control unit
21 Yield improver control valve
22 Flow meter
23 Yield improver addition flow controller
24 Low concentration meter
25a BM meter controller
25b BM meter sensor head
26 PI controller
28 Input setting section
29 Controller
30 Non-interference control unit
C1, C2 Non-interference block (non-interference gain)
G21, G12 Interference block
G11, G22 Response block
K response gain
L1 ash control loop
L2 retention control loop
T1 dead time
T2 time constant

Claims

A paper machine control method for controlling at least wet part retention and ash content in paper by automatic control in a paper machine,
Between the feedback loop that performs the automatic control of the retention and the feedback loop that performs the automatic control of the ash content in the paper, non-static characteristics compensation that compensates for the amount of interference between the two feedback loops at the same time is performed. A paper machine control method characterized in that a non-interference control function using an interference element is incorporated to cancel the influence of mutual interference between both feedback loops.

A paper machine control method for controlling at least wet part retention and ash content in paper by automatic control in a paper machine,
Dynamic characteristic compensation for compensating for the amount of interference between the feedback loops taking into account the time delay between the feedback loop that automatically controls the retention and the feedback loop that automatically controls the ash content in the paper Incorporating a non-interference control function to perform the control, the influence of mutual interference between both feedback loops is canceled out.

The automatic control of the retention is a control for measuring the white water concentration of the wire part in the wet part and increasing or decreasing the amount of the yield improver added to the raw material according to the white water concentration.
The automatic control of the ash content in the paper is characterized in that the ash content in the paper after paper drying is measured and the ash content added to the raw material is increased or decreased according to the ash content. A control method for a paper machine according to claim 1 or 2 .

The paper machine according to claim 3 , wherein the white water concentration of the wire part measured in the automatic control of the retention is the white water concentration filtered from the wire part wire and flowing down to the white water silo under the wire. Control method.

A paper machine control method for controlling at least wet part retention and ash content in paper by an automatic control system in a paper machine,
  The automatic control system is
  A first step of performing automatic control of the retention by a first feedback loop;
  A second step of automatically controlling the ash content in the paper by a second feedback loop;
  A third step of canceling the influence of mutual interference between the two feedback loops by a non-interference control unit incorporated between the two feedback loops;
With
  The first step is to measure the white water concentration of the wire part in the wet part, and to increase or decrease the amount of the yield improver added to the raw material based on the deviation between the measured white water concentration and a predetermined target value. Send a control signal to the retention operation end in the machine process,
  In the second step, the ash content in the paper is measured after the paper is dried, and the ash content added to the raw material is increased or decreased based on a deviation between the ash content detected by the ash content detection means and a predetermined target value. A control signal is sent to the ash content operation end in the paper machine process,
  The non-interference control unit in the third step is a feedforward compensation element that is input before the operation end of each feedback loop, and causes mutual interference between the response block of each feedback loop and both feedback loops. A control method for a paper machine, wherein a mutual interference amount is compensated by a non-interference element obtained based on an interference block.

In a paper machine, a control device for a paper machine that controls at least the retention in the wet part and the ash content in the paper by an automatic control system,
  The automatic control system is
  A feedback loop for automatically controlling the retention;
  A feedback loop that automatically controls the ash content in the paper;
  The both feedback loops cancel out the influence of mutual interference between the two feedback loops. A non-interference control unit built in between the groups;
With
  A feedback loop for automatically controlling the retention is added to the raw material based on a deviation between a white water concentration detected by the densitometer and a predetermined target value, and a concentration meter that measures the white water concentration of the wire part in the wet part. A control unit that sends a control signal to the retention operation end in the paper machine process so as to increase or decrease the amount of yield improver added.
  The feedback loop for automatically controlling the ash content in the paper is based on the ash content detecting means for measuring the ash content in the paper after the paper is dried and the deviation between the ash content detected by the ash content detecting means and a predetermined target value. An ash content control unit that outputs a control signal to the ash content operation end in the paper machine process so as to increase or decrease the amount of ash content added to the raw material,
  The non-interference control unit has a non-interference element that compensates for the amount of interference with each other,
  The non-interference element is a feed-forward compensation element that is input before the operation end of each feedback loop to compensate for the amount of interference with each other, and includes a response block of each feedback loop, and both feedback loops. A control device for a paper machine, characterized in that it is obtained based on an interference block that generates mutual interference.

A program for causing a computer to execute the control method according to any one of claims 1 to 5.

A storage medium storing the program according to claim 7 and readable by a computer.