Fault diagnostics and vibration control of paper winders
No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Doctoral thesis (monograph)
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2006-12-02
Major/Subject
Mcode
Degree programme
Language
en
Pages
135
Series
Report / Helsinki University of Technology, Control Engineering Laboratory, 150
Abstract
A Level-to-Level Minimization (LLM) algorithm based on Boolean algebra was developed and compared to the Quine-McCluskey algorithm based on the manipulation of truth tables of logic functions. The minimization with Boolean laws can save much computing time and memory with certain types of logic functions when compared to the methods based on truth tables. A Multilevel Product-Of-Sums net model is introduced as well. A practical example demonstrates the use of the methods in the paper winders. Two different case studies of model-based fault diagnostics are introduced. The first deals with tension control of a paper web and the latter the hydraulic force control of a rider roll. A very detailed simulation model of a rider roll is used to examine the effects of various types of faults in a hydraulic system. The theories of the delayed resonators and active resonator absorbers were further developed. The new methods make it possible to control both resonance frequency and damping factor. A cascade-controlled delayed resonator was also developed to broaden the operating range of actively controlled mass dampers. Stability issues were considered as well. An active damping application based on a hydraulic actuator was also developed. This method was tested with a full-scale pilot winder.Työssä kehitettiin Boolen algebraan perustuva Level-to-Level-Minimization (LLM) algoritmi loogisten funktioiden muuntamiseksi tarkoituksenmukaiseen muotoon vikadiagnostiikkaa varten. Algoritmia verrataan Quine-McCluskey algoritmiin, joka on perinteinen totuustaulun käsittelyyn perustuva menetelmä. Työssä osoitetaan, että tietyntyyppisillä loogisilla funktioilla LLM-menetelmä säästää tietokoneen muistia ja laskenta-aikaa totuustauluun perustuvaan menetelmään verrattuna. Lisäksi esitetään vikadiagnostiikkajärjestelmän rakennetta kuvaava Multilevel-Product-Of-Sums net (MPOS net) -malli. Menetelmän käyttöä pituusleikkurin vikadiagnostiikassa havainnollistetaan käytännön esimerkein. Analogisten signaalien vikadiagnostiikkaa koskevassa osassa esitetään kaksi mallipohjaiseen vikadiagnostiikkaan perustuvaa menetelmää. Ensimmäinen käsittelee pituusleikkurin rainan kireyden säädön ja jälkimmäinen painotelan hydraulista voimasäädön valvontaa. Jälkimmäinen menetelmä verifioitiin yksityiskohtaisen painotelan simulointimallin avulla. Työn toisessa, värähtelyn säätöä koskevassa osassa viivästettyyn resonaattoriin ja muihin aktiivisiin massavaimentimiin perustuvaa olemassa olevaa teoriaa kehitetään edelleen. Uudet menetelmät tekevät mahdolliseksi säätää vaimentimen ominaistaajuutta ja vaimennusta toisistaan riippumatta. Kaskadisäätöön perustuvalla menetelmällä pystytään taas laajentamaan vaimentimen toiminta-aluetta ja robustisuutta. Työ sisältää myös eri menetelmien stabilisuustarkasteluja. Hydraulisylinteriin perustuva aktiivivaimennusmenetelmä esitetään ja verifioidaan täysimittaisella pilot-pituusleikkurilla tehdyin kokein.Description
Keywords
fault diagnostics, vibration control, paper winding, PLC, Boolean algebra, vikadiagnostiikka, tärinän säätö, pituusleikkuri, PLC, Boolean algebra
