Quality On Demand - Was Kann Mit Einer Steuerung Der Produkteigenschaften Zur Reduzierung Der Produktionskosten Erreicht Werden?

摘要

Model-based tools available today allow process- and product parameters to be controlled at a quality and reproducibility not previously attainable. In the near future, papermakers will thus be able to produce the desired paper quality "on demand", i.e. by request.rnEnvisaged benefits include the avoidance of broke and off-spec production, reduction of pulp-, additive- and energy demands, and minimization of start-up- and grade change times. If implemented properly, model-based process control results in considerable savings of variable costs whilst ensuring the desired product characteristics. How to significantly reducernproduction costs whilst maintaining a consistently high product quality will be shown by the example of bleaching chemical dosing in a recovered paper treatment plant. Identification of the most cost-effective operating point is mainly based on the different bleaching charcteristics of the two bleaching stages. Appropriate model adaption and coordination functionalities provide for adjustment of the continuously changing quality parameters of incoming recovered paper. But which product characteristics are really relevant and in need of control? How important is it to look at other parts of the value chain besides the papermaking plant itself in this respect? Will control systems of this type become indispensable tools for each papermaking plant in future? The authors answer these questions, summarise the present state of developments in this area, and describe how to implement comprehensive process control step by step based on the development of new soft sensors.%Modellbasierte Tools können heute zur Steuerung der Produkteigenschaften mit bisher nicht erzielbarer Güte und Reproduzierbarkeit eingesetzt werden. Damit wird in naher Zukunft die Bestellung einer gewünschten Qualität an der Papiermaschine „on demand" („auf Wunsch") verfügbar werdet Angestrebte Nutzen einer solchen Steuerung sind die Vermeidung von Ausschussproduktion, die Reduzierung des Faserstoff-, Additiv- und Energiebedarfs und die Erzielung kürzestmöglicher Sorten wechsel- und Anfahrzeiten. Damit werden die variablen Kosten deutlich reduziert und bei richtiget Umsetzung dennoch gleichzeitig die gewünschten Produkteigenschaften erzielt.rnAnhand des Beispiels Bleichchemikaliendosierung in einer Altpapieraufbereitungsanlage wird gezeigt, wie bei gleichbleibend guter Produktqualität die Kosten deutlich reduziert werden können. Dabei wird insbesondere die unterschiedliche Bleichcharakteristik der zwei Bleichstufen zur Ermittlung des kostengünstigsten Arbeitspunktes ausgenutzt. Geeignete Modelladaptions- und Koordinierungsfunktionalität sorgten für die Anpassung an die sich ständig ändernde Eingangsqualität des eingesetzten Altpapiers. Welche Produkteigenschaften sind aber wirklich relevant und daher zu steuern? Welche Bedeutung hat in diesem Zusammenhang der Blick über die eigentliche Papiererzeugungsanlage hinaus auf die Wertschöpfungskette? Werden Steuerungen dieser Art in Zukunft ein unverzichtbares Tool für jede Papiererzeugungsanlage werden? Der Beitrag formuliert Antworten auf diese Fragen und gibt einen Überblick über den derzeitigen Stand der Entwicklung auf diesem Gebiet. Es wird aufgezeigt, wie ausgehend von der Entwicklung neuer Softsensoren schrittweise eine Gesamtsteuerung des Prozesses erreicht werden soll.