CN101542042B

CN101542042B - 用于控制纤维幅材的制造或整饰工艺的方法及系统

Info

Publication number: CN101542042B
Application number: CN2007800444176A
Authority: CN
Inventors: 佩卡·皮霍拉
Original assignee: Metso Paper Oy
Current assignee: Valmet Technologies Oy
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2013-10-30
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: EP2094909B1; US20100043993A1; FI20065770A0; JP2010510404A; EP2094909A1; FI119000B; CN101542042A; US8206554B2; WO2008065252A1; JP4852648B2

Abstract

一种用于在工艺的转换阶段控制纤维幅材的制造或整饰工艺的方法及系统。在所述方法中，通过误差分布(P_D)形成校正后的误差分布(P_D’_k)。通过校正后的误差分布(P_D’_k)，确定用于纤维幅材的制造或整饰工艺的致动器(6)的至少一个控制信号(CA_k)。

Description

用于控制纤维幅材的制造或整饰工艺的方法及系统

技术领域

本发明涉及一种用于在工艺的转换阶段(transition stage)控制纤维幅材(fiber web)的制造或整饰(finishing)工艺的方法，其中使用误差分布(errorprofile)来确定用于纤维幅材的制造或整饰工艺的致动器的至少一个控制信号。本发明还涉及一种用于在工艺的转换阶段控制纤维幅材的制造或整饰工艺的系统，其中该系统包括用于影响工艺并且控制幅材(W)的特性的至少一个致动器，并包括用于控制工艺的控制单元，所述控制单元包括这样设置的控制装置，该控制装置为至少一个致动器形成至少一个控制信号，并且所述控制装置还设置为通过新的校正分布来形成新的控制信号。

背景技术

在纤维幅材的制造或整饰工艺中，例如在纸幅或纸板幅的制造或整饰工艺中，通过在线测量来持续监测纸的特性(property)。所述测量沿纸的横向进行，以在纸的横向上产生所测量特性的分布。通常，所述测量通过测量设备来进行，其中测量传感器沿纤维幅材的横向(CD)来回移动而测量移动的纤维幅材。待测量的特性例如可包括幅材的湿度、厚度(caliper)、基重(basisweight)、含灰量、颜色、不透明度、亮度、光泽度或平整度等。

从测量传感器获得的结果不仅用于监测纸的特性，还用于控制纸的制造和整饰设备。将测量结果发送到控制单元，在该控制单元中使用这些测量结果来确定控制信号，这些控制信号用于属于纸的制造或整饰工艺并影响沿纸幅的横向的所述纸的特性的分布(profiling)设备。每台分布设备包括一个或多个致动器，所述致动器影响与这些分布设备沿纸幅横向的位置相对应的点(point)。分布设备的控制分布通常包括与之相关的致动器的控制信号。

当控制横向分布时，通常通过处理分布形状(form)中的信息来执行对信号的处理。为每个待测量的变量确定误差分布，其中所述误差分布是基于测量结果形成的分布与为变量设置的目标分布之间的偏差，所述误差分布描述的是调节中的误差。控制的目的是在满足工艺确定目标的状态下尽可能保持工艺的准确性。通过误差分布，控制单元为一个或多个分布设备或致动器形成控制命令，所述一个或多个分布设备或致动器影响工艺并根据该控制命令在工艺中产生变化。图1以非常简单的方式示出如上所述的现有技术对纤维幅材的制造或整饰工艺的控制。工艺1由控制单元2(在图中由虚线表示)控制。在该工艺中，通过至少一个测量设备3沿移动的纤维幅材的横向连续测量该纤维幅材的至少一个特性。测量设备可由一个或多个测量传感器组成，其沿幅材的横向并横跨幅材的宽度来回移动。作为测量设备，还可以使用以以下方式设置在幅材的横向上的一个或多个固定的测量设备，即，测量设备的测量区域基本覆盖幅材的整个宽度。由测量设备产生的测量结果M发送到控制单元2，该控制单元2包括用于处理测量结果M和形成控制信号的装置。控制单元包括其中输入测量结果的比较装置4。工艺特性的目标值也被输入到该比较装置中。比较装置比较工艺的测量值与所述工艺特性的目标值，并基于所述比较形成误差分布P_D，将该分布发送到控制单元的控制装置5。控制装置5包括基于误差分布P_D形成控制信号C的控制算法，该控制信号被发送至影响幅材的所述特性的一个或多个致动器6。横跨幅材的宽度设置多个致动器，使得每个致动器在幅材的横向上具有产生影响的独立区域。控制信号C使得致动器6的操作中产生必要变化，从而影响纤维幅材的制造或整饰工艺以及待制造的幅材的特性。例如，控制单元根据给定的测量周期、时间或控制间隔，持续更新误差分布P_D，并通常基于最后的误差分布来产生控制命令C。例如，可以在两次横跨幅材的宽度的测量扫描的间隔中计算误差分布P_D。控制单元的功能和与其相关的装置是本领域普通技术人员公知的，因此在上下文中不再对其详述。

纤维幅材的制造或整饰工艺中的一个问题是在操作阶段中周期性产生的扰动(即转换阶段偏离了正常的运行)。通常，在类似的情况下所述扰动是类似的，并且这些扰动会在正在制造的幅材中产生缺陷。由于这种缺陷，就不能达到幅材的目标质量，工艺中生产的产品就不能交付客户，而只能当作废品(reject)。这样是没有成本效益的。

会在其中产生上述复发性误差的转换阶段例如包括工艺中的扰动、与工艺相关的设定值中的变化、工艺或部分工艺的开始或者在停止工艺之前的减速等。例如在中断(break)之后，当再次开始该工艺时，产品的质量通常达不到为该产品设置的目标值，只有在开始生产一段时间之后才能达到该目标值。工艺的控制单元、自动操作系统和致动器在整个转换阶段期间对工艺进行控制，但是这需要时间来达到可接受的产品质量。曾经以各种方式尝试减少达到目标质量所耗费的时间，例如通过手动来运行工艺。在手动运行中，操作人员可通过偏离自动控制功能的方式来改变致动器的位置，从而校正产品的质量。

公开号为US 4,874,467的专利公开了一种用于控制纸幅特性的横向分布的方法。在公开内容中，通过对纸进行测量而得的横向分布来调节致动器(用以控制流浆箱(headbox)的堰板(slice)大小)的位置。在此方法中，测量纸的某些特性的横向分布并将其与目标分布进行比较。基于所述比较形成误差分布，误差分布用于进一步确定用于致动器的控制命令。

公开号为FI-115325的专利公开了一种用于控制幅材的制造工艺的方法，其中确定正在制造的纸的某些特性的横向分布并将其与目标分布进行比较，并且基于所述比较形成误差分布。在工艺控制中，使用了一组工艺模型，并且每组工艺模型与误差分布一起使用，以确定用于工艺的致动器的控制操作。

公开号为FI 116403(对应的国际公开号为WO 02/22949)的专利公开了一种用于控制轧光机中的幅材的横向特性的方法。在此方法中，对幅材特性的至少一个横向分布进行测量并将其与目标分布比较，且形成误差分布。控制工艺还使用了一模型，所述模型预测分布元件(member)对轧光中的纸的特性的变化的影响，所述模型通过误差分布形成控制信号给影响测量特性的致动器。

在上述公开物中公开的方法的缺点是对其所使用的反馈信息的限制。这种限制是由于沿幅材横向的测量传感器的移动时间所导致的延迟。从而，在上述类型的转换阶段中，控制单元不能充分迅速地反应。

纤维幅材的整饰方法之一是轧光(calendering)，其中幅材横跨形成于两个表面之间(一般是形成于相对转动的辊表面之间)的一个或多个压区。轧光的目的例如是压缩纸以增加其密度、平衡其厚度的变化以及改善表面特性(例如表面的平滑性和光泽性)。通常，形成轧光压区的多个辊之一是具有硬面(hard-faced)并被加热的热辊(heated thermo roll)，而其它辊是具有软面(soft-faced)且其分布可调节的辊或聚合物辊(polymer roll)。其分布可调节的辊例如可以是内部包括一个或多个分布元件(member)的可变凸度的轧光机辊(variable-crown calendar roll)，所述分布元件例如是沿辊的轴向对辊的壳体施加径向影响的负载元件。该负载元件通常是向辊的壳体施加压力以形成负载的期望分布的液压活塞，即，将压区负载经由辊传送至压区并进一步传送至将要进行轧光的纸幅。从而，可以同时对因为辊的偏差而导致的分布中的变化进行补偿。负载元件的数量取决于辊的宽度，它们通常沿辊的轴向以10-20厘米的间隔设置。这些负载元件可以被独立地控制。这种控制通过控制系统控制负载元件的油压来实现。

轧光的开始和轧光机的启动可以看作是转换阶段的例子，其中，在此转换阶段中，会在纤维幅材的横向厚度分布中产生快速进展的扰动。图2示出表示在开始轧光几分钟后测量的幅材的典型的横向(CD)厚度分布的示图。如图所示，与由轧光机的中央部分形成的厚度分布进行比较，在轧光机的两侧边缘区域上幅材厚度分布产生了很大偏差。这种偏差主要由于轧光机辊内部的热能的流动和扩散的不规则改变而产生。随着时间的推移，与运行状态相呼应，在辊中流动的热能和辊的温度会稳定至趋于平衡，且控制系统的功能与产品的质量也会提高到可接受的水平。例如，这可能需要大约15分钟。在此之后，需要一些时间来达到完全稳定的运行。同样是对于轧光机，已作出各种尝试来通过切断工艺的自动控制并用手动控制分布致动器来加速工艺的复原。在手动控制下，通常通过改变可变凸度的辊中的液压致动器(用于形成轧光压区)的位置，来对轧光压区的线性负载分布产生典型的影响，从而使在幅材的横向上的厚度分布尽可能地一致。

通过在转换阶段手动控制分布致动器，可在一定程度上减少扰动的影响。但是，手动方法总是非常依赖于操作者的技术和经验。在实践中，已发现通过保持切断自动控制直到误差进展的方向发生改变，在使生产复原的操作阶段结束后，其所花费的时间减少了近30％。通过在操作阶段之前或之后对误差进行预测，还能得到更好的结果。然而，这一结果还远不够经济。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于在工艺的转换阶段控制纤维幅材的制造或整饰工艺的方法和系统，以避免上述问题，并能够控制工艺以使其减少被当作废品的产品数量。

为了达到此目的，根据本发明的方法的主要特征在于：误差分布P_D用于确定至少一个控制信号CA_k，其中所述至少一个控制信号CA_k用于制造或整饰工艺的致动器6，通过误差分布P_D和一校正分布PA_k来确定校正后的误差分布P_D’_k，所述校正后的误差分布_PD’_k用于形成控制信号CA_k。

而根据本发明的系统的主要特征在于：所述系统包括：至少一个致动器6，用于影响所述工艺并且控制所述幅材W的特性，控制单元2，用于控制所述工艺，所述控制单元2包括控制装置5，所述控制装置5配置为形成用于所述至少一个致动器6的至少一个控制信号CA_k，控制单元2还包括用于确定校正后的误差分布的装置7，所述用于确定校正后的误差分布的装置7配置为基于误差分布P_D和一校正分布PA_k来确定校正后的误差分布P_D’_k，并且控制装置5配置为基于所述校正后的误差分布P_D’_k来形成新的控制信号CA_k。

本发明基于这样的构思：在纤维幅材的制造或整饰工艺的转换阶段，利用诸如校正分布之类的经验性信息形成控制信号并发送至致动器，其中可以通过在控制单元中形成的幅材特性的误差分布来更新校正分布。

在控制单元(其计算用于致动器的新的控制信号)中确定校正分布。所确定的校正分布存储在控制单元的存储装置中，以使它们形成校正分布序列。一个校正分布序列包括在工艺的一个转换阶段期间确定的连续的校正分布。所述序列中的每个校正分布与转换阶段的进展相关联，即与控制信号的一个或多个计算相关联。

在较早的相应的转换阶段中确定并存储在存储装置中的控制信号和校正分布序列用于产生新的控制信号。此外还使用了根据对工艺的测量所得和工艺目标值而确定的误差分布。当转换阶段开始时，在相应的较早转换阶段中确定的一个校正分布被选出来并用于计算。所选择的校正分布序列的单个校正分布用于形成控制信号，从而基于从序列中选择的单个旧的校正分布和所确定的误差分布来形成校正后的误差分布，以用于形成控制信号。所确定的误差分布还用于更新在之前的计算中用到并存储在存储装置中的校正分布。因此，每个校正分布都包括用于控制信号的下一个计算周期的经验性信息，通过该经验性信息，控制单元可以在控制信号的计算中预先执行用于补偿扰动影响所必需的校正。

因此，根据本发明的用于形成控制信号的方案是基于经验性知识并基于在转换阶段会重复产生类似效果这一事实的方案。本发明是一种知识性和预测性方案，不需要工艺建模或更新已建模工艺的模型或其他维护工作。根据本发明的系统和方法并不是由控制器构成，而是由与控制器关联使用的独立控制方案所构成，因此易于应用。当然，根据本发明的系统可集成在控制工艺的控制器中。本发明易于应用于目前所使用的控制系统中。

本发明的另一优点在于：由于在转换阶段中的制造或整饰工艺可被更好地控制，因此作为这种工艺的结果，就能获得最大数量的满足目标质量的产品。由操作者运行工艺的方式而导致的变化也得以消除，这将降低人工调节所导致的误差。因此，能更快速地达到产品质量的目标水平。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明，其中：

图1是示出现有技术工艺控制的示意方框图；

图2示出了在轧光后测得的幅材厚度的CD分布；

图3是示出其中使用校正后的误差分布的工艺控制的示意方框图；

图4是示出在转换的开始确定控制信号的动作(act)的示意方框图；

图5是示出在转换期间确定控制信号的动作的示意方框图；

图6示意性示出了轧光工艺及其控制；以及

图7是示出轧光机的控制的示意方框图。

具体实施方式

在此说明书及权利要求书中，工艺的转换阶段的概念是指偏离了工艺的正常运行的可识别的操作阶段。在此阶段，工艺会运行，并且在该工艺期间会在幅材的特定特性的CD分布中检测到周期性产生的误差。这种转换阶段例如包括工艺或部分工艺的启动或在停止该工艺之前工艺功能的减速。例如，可能会由于致动器的结构特性或工艺部件(如在纸或纸板的制造或整饰作业线中使用的毡制品或网)的结构特性而产生误差。周期性产生误差的概念是指在整个操作阶段或以周期性的间隔产生的误差，这种误差可在对幅材进行测量而得的幅材特性的CD分布中看到。此外，在本说明书及权利要求书中，术语“纸”也指纸板。纤维幅材W的概念是指至少部分包括天然纤维材料(例如木质纤维)的纤维幅材。也可使用例如稻草(straw)或甘蔗渣(bagasse)等作为纤维材料。

图3示出了对根据本发明的纤维幅材的制造或整饰工艺1的控制。工艺1被控制单元2所控制。控制单元2控制计算处理，并且其包括用于产生控制工艺所需的控制命令的必要装置。

对于在工艺中移动的纤维幅材，由测量设备3沿着纤维幅材的横向连续地测量或根据为其设置的条件而进行测量。测量设备可由一个或多个测量传感器构成，其沿幅材的横向并横跨幅材的宽度来回移动。根据待测量的幅材特性来选择测量设备，这些测量设备例如可以是无线测量(radiometrical)或光学测量设备。测量结果发送到控制单元2，其包括用于处理测量结果M和形成控制信号C的装置4、5、7、9和10。

控制单元2包括比较装置4，该比较装置4将所测量的工艺值与馈送到比较装置4的工艺特性的目标值作比较。所述目标值也可存储在存储装置10中，且为了比较的目的可以从存储装置10取回该目标值。基于所述比较，比较装置4形成误差分布P_D，其发送到用于确定校正后的误差分布的装置7。如果需要，也可将工艺特性的CD目标分布馈送到比较装置中。因此，测量装置或是控制装置会包括用于确定所述特性分布的装置，该确定所述特性分布的装置基于测量结果M形成所测量的幅材特性的CD特性分布，所述特性分布被馈送到比较装置4中。比较装置还可以被配置为基于测量结果M形成所测量的幅材特性的CD特性分布。也可以将目标值馈送到比较装置中作为所述幅材特性的CD目标分布。因此，比较装置将CD特性和被馈送到其中的幅材特性的目标分布进行比较，并基于所述比较形成误差分布P_D。

控制单元2包括用于确定校正后的误差分布的装置7，该装置7形成校正后的误差分布P_D’并将其发送到控制装置5。通过使用校正后的误差分布P_D’并使用从存储装置取回的且在之前的计算中使用的控制信号CA_k-1，控制装置5形成新的控制信号CA_k，所述新的控制信号CA_k被发送至在幅材的横向上影响所述幅材特性的一个或多个致动器6。所形成的新的控制信号CA_k存储在存储装置10中。控制单元根据某一测量周期连续更新误差分布P_D，并总是基于最新确定的误差分布产生控制信号。例如可在两次横跨幅材的宽度的测量的间隔中计算误差分布P_D。

如上文所述，控制单元2包括存储装置10，由控制单元5形成的新的控制信号、以及由更新装置9确定的更新后的或新的校正分布都存储在存储装置10中，或是从存储装置10取回或传送。在存储装置中还可以存储工艺特性的目标值和/或目标分布。控制单元2还包括用于更新控制分布的装置9，其功能将在下文进行描述。

在图4和图5的方框图中示出用于确定校正后的误差分布和新的控制命令CA_k的方法。根据在转换阶段期间以固定间隔执行的测量来确定校正后的误差分布。在每个转换阶段期间将要使用的校正分布已经存储在存储装置10中，以使它们形成校正分布序列。换句话说，在转换阶段(例如使用字母A标记该转换阶段)，校正分布序列由校正分布PA_k，即PA₁，PA₂，PA₃，...PA_n构成。下标k表示在每个转换阶段确定的控制信号的次数，即，在转换阶段的第一次计算中使用校正分布PA₁，并且确定校正后的误差分布P_D’₁和控制信号CA₁。所述转换阶段可以用任意符号来标记，并且它们的数目可以是任意的。在前述的例子中，字母A被用来作为序列的标识符，而不是以任何方式表示时间或次序。

在转换阶段开始时，选择在计算中将要使用的所存储的校正分布序列的序列。在存储器中存储有用于某些操作情况(例如用于工艺中的运行)的多个校正分布序列，并且从存储器中选择适合每种情况的序列。例如，选择标准可以是在转换阶段之前的工艺中的中断持续时间。在下文的例子中，使用字母PA_k来标记为了计算而选择的校正分布序列，并且使用字母P_D’_k来标记待确定的校正后的误差分布。

当转换刚刚开始时，即第一次确定校正后的误差分布P_D’_k时，根据图4所示的阶段确定第一校正后的误差分布P_D’_k和新的控制信号CA_k。由于这是转换阶段的第一次计算，故k＝1。因此，控制单元从测量装置3中没有得到可用的测量结果。通过从存储装置10获得的校正分布PA ₁，在用于确定校正后的误差分布的装置7中确定第一校正后的误差分布P_D’_k(即P_D’₁₎。如果需要，还可使用从存储装置10获得的误差分布P_D来确定校正后的误差分布P_D’_k。对于误差分布P_D，如果误差分布能够完全再现或着其是所谓的零分布，则可使用在转换阶段之前确定的误差分布。校正分布PA₁是在前面相应的转换阶段中使用的校正分布，其随后也被更新并存储在控制单元的存储器中，以作为所述校正分布序列PA的第一校正分布。校正分布PA₁还可以是通过实验(experimentally)确定的校正分布。以上述方式确定的第一校正后的误差分布P_D’₁用于确定控制单元5中的控制信号CA_k(即CA₁₎。如果需要，也可使用在工艺的转换阶段之前使用的最后的控制信号或者从致动器获得的致动器分布，来确定控制信号CA₁。最后的控制信号和/或致动器分布可在转换阶段开始之前存储在控制装置2的存储装置10中，或者，致动器6业已设置有用于存储最后的控制信号和/或在转换阶段开始之前使用的致动器分布的存储装置。新的控制信号CA₁被发送至致动器6以控制工艺1。

当工艺的转换阶段继续时，工艺运行并且由测量设备3连续测量幅材。测量结果M以特定的间隔发送至控制单元2。比较装置4基于测量结果和目标值再次确定误差分布P_D。如果需要，当存储装置10中已经存储有目标值时，也可以从该存储装置10取回所述目标值。

在下文中，将要描述新的控制信号CA_k的形成。这同样示出于图5中。由于这是转换阶段的第二次计算，故k＝2。将基于测量结果和目标值确定的误差分布P_D发送到用于确定校正后的误差分布的装置7。此外还把在校正分布序列PA的相应计算阶段中确定的更新后的校正分布PA₂发送到用于确定校正后的误差分布的装置7，其中校正分布序列PA是预先从存储装置10选出来的。将在此说明书的下文中描述校正分布PA₂的更新。通过在计算中使用校正分布序列PA的校正分布PA₂，可预先考虑变化的进一步发展。用于确定校正后的误差分布的装置7基于误差分布P_D和校正分布PA₂形成校正后的误差分布P_D’_k(即P_D’₂₎。由此形成的校正分布P_D’₂发送到控制装置5。新的控制信号CA_k-1，即在之前的计算中形成的CA₁也从存储装置10发送到控制装置5。控制装置基于校正后的误差分布P_D’₂和控制信号CA₁形成新的控制信号CA₂。新的控制信号CA₂被发送到致动器6并存储在存储装置10中。

随着转换阶段进一步继续，比较装置获得新的测量结果，并且重复对新的控制信号的计算，从而在下一次计算中，用于确定校正后的误差分布的装置7通过基于新的测量结果确定的误差分布P_D并通过校正分布PA₃而形成校正后的误差分布P_D’₃。因此，为每次计算再次确定误差分布P_D。控制装置基于校正后的误差分布P_D’₃和在之前计算中形成的新的控制信号CA₂形成新的控制信号CA₃。这样的动作将一直持续到转换阶段结束。

由控制装置形成的控制信号可由发送到单个致动器的单个控制信号组成，或者也可以是包括用于每个单个致动器的控制信号的致动器分布。

控制单元2还包括用于更新控制分布的装置9，其更新使用中的校正分布序列的已经用过的校正分布。在当前计算中由比较装置4形成的误差分布P_D被用于更新。从存储装置10取回之前的校正分布PA_k-1，并且通过由比较装置4形成的误差分布P_D来更新。更新后的校正分布PA_k-1存储在存储装置10中。下一次，当使用所述校正分布序列时，所有校正分布已经由自身计算之后的误差分布P_D更新。

如上所述，控制单元包括用于控制幅材的制造或整饰工艺的装置。除了上述装置之外，控制单元还可包括其它装置。上述控制方法的步骤可通过程序(例如微处理器)执行。装置可由一个或多个微处理器以及其内所包含的应用软件组成。装置还可包括用于在装置之间发送信息和信号的装置。在此例中，具有多个用来执行步骤的装置，但是所述方法的不同步骤也可在单个装置中执行。用于确定校正后的误差分布的装置可配置为所述控制单元的独立部件(如图3的例子所示)，或者它们也可集成为控制装置5的一部分。用于确定校正后的误差分布的装置还可配置为位于所述控制单元外部的独立的程序单元。因此，控制单元和用于确定校正后的误差分布的装置设置有用于在它们之间发送信息的装置。

由测量设备所测量的测量结果可经由导体或无线发送到控制单元。如果测量值以无线方式发送到控制单元，则测量装置设置有用于发送测量结果的发送器，并且控制单元设置有用于接收测量结果的接收器。由控制单元产生的控制命令也可经由导体或无线传达到控制单元。如果控制命令以无线方式发送至致动器，则控制单元设置有用于发送控制命令的发送器，且致动器设置有用于接收控制命令的接收器。

用于确定校正后的误差分布的装置仅在所述转换阶段期间使用。当工艺返回到正常运行阶段时，校正分布不再用于计算。换句话说，误差分布以不进行改变的形式用于计算中。

在上文中描述了以下的情况，即根据本发明的系统被置于闭合控制电路中的两个不同阶段之间。如果需要，本发明也可被置于控制电路中的多个位置中，或者其可完全嵌入到控制电路中。

例如，在轧光工艺中，本发明可应用于在中断之后开始轧光的工艺中，或者可用于在停止轧光工艺之前减速轧光机。图6为示出纤维幅材的轧光工艺的示意图。用于轧光的幅材W沿箭头A的方向纳入轧光机8。形成轧光压区的多个辊之一是辊8a(其分布可调节)，该辊8a例如为可变凸度辊，通过该辊可调节轧光压区N中施加的线性负载分布。如图所示的轧光机是单压区轧光机，但是本发明还可应用至多压区轧光机。在幅材的行进方向上，在轧光机8后面设有沿幅材W横向测量该幅材W的至少一个特性的测量设备3。该测量设备3还可放置在轧光机前面，这在图中由虚线示出。从测量设备获得的测量结果M发送至控制单元2，该控制单元2形成控制命令CA_k给轧光机的液压致动器。

在图7中对中断后的控制或与减速轧光机相关联的轧光机的控制进行了详细描述。轧光机8包括彼此反向旋转的两个辊，其中一个辊是可变凸度辊8a，另一个辊是经过加热的热辊8b。辊8a和8b以在它们之间形成轧光压区N的方式彼此相对设置。在可变凸度辊8a的内部具有一排液压致动器6，即沿辊的轴向对辊的壳体径向施压的活塞。可通过液压控制单元11调节致动器6中施加的油压，从而在轧光压区N中得到期望的线性压力分布。

在轧光机的正常运行期间，通过从幅材W获得的CD厚度测量M来控制在轧光压区N中施加的线性压力分布。将幅材的厚度测量M发送至控制单元2。控制单元2包括在图3到图5的描述中公开的用于形成校正后的误差分布和形成控制信号以及用于更新校正后的分布的所有装置。为了清楚的目的，所述装置没有在图7中示出。幅材的厚度的CD目标分布、以及对线性负载或分布的可能的限制也被发送至控制单元2。基于厚度测量，控制单元形成幅材的厚度分布，将其与CD目标分布进行比较，并基于此比较形成误差分布P_D。误差分布P_D根据特定的测量周期连续更新。基于误差分布P_D，控制单元形成控制命令给用来控制致动器的液压的控制单元11，并且所述单元进一步将所述控制命令发送至单个致动器6。

当在轧光工艺中发生突然变化时，或者轧光工艺偏离正常运行而移至转换阶段时，用于确定校正后的误差分布的装置被纳入使用。偏离正常运行的转换阶段例如可以是在幅材中断或者轧光机停止之后的轧光机的运行。轧光机的运行速度在特定运行阶段明显降低也构成这种转换阶段。其要点是轧光机在转换阶段也是持续运行的。

在转换阶段，用于确定校正后的误差分布的装置7被纳入使用。如果需要，在转换阶段的开始，控制单元2将从控制单元2的存储装置10获得的校正分布PA₁和误差分布P_D发送给用于确定校正后的误差分布的装置。基于这些，用于确定校正后的误差分布的装置7形成第一校正后的误差分布P_D’₁并将其发送回控制单元2。通过第一校正后的误差分布P_D’₁，控制单元2形成新的控制信号CA₁并将其发送至液压控制单元11。液压控制单元11根据控制信号对传递至可变凸度辊8a的致动器6的液压进行控制。由机器控制器12控制的液压机单元14产生所需的液压介质压力和流量。在对控制信号进行确定的处理中，还可以使用从液压控制单元11获得的致动器分布。

当转换阶段继续时，控制单元通过测量结果来更新误差分布。更新后的误差分布发送至用于确定校正后的误差分布的装置7，该装置7基于误差分布P_D和预先从存储装置10选择的校正分布序列PA的校正分布PA_k来确定校正后的误差分布P_D’_k。校正后的误差分布P_D’_k被发送至控制单元2，其通过校正后的误差分布P_D’_k和在之前的计算中形成的控制信号CA_k-1形成新的控制信号CA_k，所述控制信号CA_k进而被发送至液压控制单元11。在控制单元中以上文描述的方式对所确定的校正分布进行更新。

如图7所示，在形成控制信号时，对诸如线性负载和分布等的可能的限制也被纳入考虑。

操作者可通过用户界面13监控和控制轧光工艺。用户界面连接至控制单元2和机器控制装置12。用户界面13包括显示器13a以及一个或多个输入设备13b。显示设备6可为基于阴极管、平板显示器、投射到基板上的图像的显示器，或者适用于此用途的其它设备。输入设备13b可为传统的键盘、鼠标或者本领域内公知的其它数据输入设备。

本发明不应局限于如上文例子所述的实施例，而是旨在获得由所附权利要求所限定的发明构思的范围内的广泛应用。本方法不仅可用于控制轧光，还可用于控制纤维幅材的其它制造或整饰工艺，例如用于控制如下的CD分布：基重、湿度、颜色、色调(tone)、成形(formation)、纤维取向、光滑度/粗糙度、厚度(密度和体积)、辊的硬度、涂覆材料、灰度、干物质以及附加分布。本方法还可用于校正测量中所产生的CD扰动，以及用于蒸汽室和再润湿装置(remoisturizer)的分布控制。另外，本方法例如还可以用于校正在幅材的MD方向产生的下述扰动：即在测量中产生的扰动、由改变产品导致的扰动、以及由运行值的改变导致的扰动。本方法还可用在机器方向(MD)上，以控制干燥效率。本方法通常还可与所有受到反馈控制的控制电路一起使用。

Claims

1.一种用于在工艺的转换阶段控制纤维幅材的制造或整饰工艺的方法，其中误差分布（P_D）用于确定至少一个控制信号（CA_k），其中所述至少一个控制信号（CA_k）用于控制所述制造或整饰工艺的致动器（6），其特征在于，通过所述误差分布（P_D）和一校正分布（PA_k）来确定校正后的误差分布（P_D’_k），所述校正后的误差分布（P_D’_k）用于形成所述控制信号（CA_k），所述校正分布（PA_k）是在之前相应的转换阶段中使用的校正分布，或者是通过实验确定的校正分布。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述转换阶段之前确定的误差分布或将零分布用作所述误差分布（P_D）。

3.如权利要求1到2中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述校正后的误差分布（P_D’_k），并基于最后的在所述工艺的转换阶段之前从所述致动器获得的致动器分布或者在所述工艺的转换阶段之前使用的控制信号，来形成新的控制信号（CA_k），其中所述致动器分布是基于影响所述工艺的至少一个致动器（6）的位置来确定的所述幅材（W）的横向分布。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述工艺的转换阶段之前已经使用的最后的控制信号、从所述致动器接收的致动器分布以及校正分布序列（PA）的校正分布（PA_k）均存储在存储装置（10）中。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述工艺的转换阶段之前已经使用的最后的控制信号和/或从所述致动器获得的致动器分布用于确定所述控制信号（CA_k）。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

a)在所述幅材（W）的横向上由测量装置（3）连续测量所述幅材（W）的至少一个特性，从而获得测量结果；以及

b)将所述测量结果与所述特性的预定目标值相比较，从而确定误差分布（P_D）。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，通过所述校正分布（PA_k）和在所述转换阶段中较早使用的误差分布（P_D）来确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从所述存储装置（10）取回在所述工艺的转换阶段的之前计算中使用的控制信号（CA_k-1），且基于校正后的误差分布（P_D’_k）和在所述工艺的转换阶段的之前计算中确定的控制信号（CA_k-1）来形成至少一个新的控制信号（CA_k）。

9.如权利要求4所述的方法，其特征在于，从所述存储装置（10）选出在所述转换阶段中较早使用的校正分布序列（PA），并且所述存储装置（10）中较早使用的校正分布（PA_k）用于确定校正后的误差分布（P_D’_k）。

10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，用于确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）的所述校正分布（PA_k）是在与用于确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）的计算阶段相对应的计算阶段确定的校正分布。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，用于确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）的所述校正分布（PA_k）是在与用于确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）的计算阶段相对应的计算阶段确定的校正分布。

12.如权利要求4、9和11中任一项所述的方法，其特征在于，在所述工艺的转换阶段的之前计算中使用的校正分布（PA_k-1）从所述存储装置（10）取回，并通过所述误差分布（P_D）更新，且更新后的校正分布（PA_k-1）存储在所述存储装置（10）中。

13.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述新的控制信号（CA_k）存储在所述存储装置（10）中。

14.如权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述幅材（W）的特性的新的测量结果和预定目标值，在每次所述工艺的转换阶段的计算中重新确定所述误差分布（P_D）。

15.如权利要求1或7所述的方法，其特征在于，所述误差分布（P_D）、所述校正后的误差分布（P_D’_k）、所述校正分布（PA_k）以及所述控制信号（CA_k）均为所述幅材（W）的横向分布。

16.如权利要求6所述的方法，其特征在于，已经在所述幅材（W）的横向上确定了所述幅材特性的预定目标值。

17.如权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述测量结果（M）确定所述幅材特性的横向特性分布，并且基于所述预定目标值确定所述幅材特性的目标分布，比较这些分布并且基于所述比较来确定误差分布（P_D）。

18.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所形成的至少一个控制信号（CA_k）控制与至少一个下述转换阶段相关的轧光工艺：启动、停止或减速轧光机（8）或启动所述轧光工艺。

19.一种用于在工艺的转换阶段控制纤维幅材的制造或整饰工艺的系统，所述系统包括：

-至少一个致动器（6），用于影响所述工艺并且控制所述幅材（W）的特性，

-控制单元（2），用于控制所述工艺，所述控制单元（2）包括控制装置（5），所述控制装置（5）配置为形成用于控制所述至少一个致动器（6）的至少一个控制信号（CA_k），

其特征在于，所述控制单元（2）还包括用于确定校正后的误差分布的装置（7），所述用于确定校正后的误差分布的装置（7）配置为基于误差分布（P_D）和一校正分布（PA_k）来确定校正后的误差分布（P_D’_k），并且所述控制装置（5）配置为基于所述校正后的误差分布（P_D’_k）来形成新的控制信号（CA_k）。

20.如权利要求19所述的系统，其特征在于，用于确定校正分布的装置（7）配置为将所述转换阶段之前确定的误差分布或将零分布用作所述误差分布（P_D）。

21.如权利要求19所述的系统，其特征在于，用于确定校正后的误差分布的装置（7）配置为将之前相应的转换阶段中使用的校正分布或者将通过实验确定的校正分布用作校正分布（PA_k）。

22.如权利要求19到21中任一项所述的系统，其特征在于，所述控制装置（5）配置为基于所述校正后的误差分布（P_D’_k），以及基于最后的在所述工艺的转换阶段之前从所述致动器获得的致动器分布或者在所述工艺的转换阶段之前使用的控制信号，来确定新的控制信号（CA_k）。

23.如权利要求22所述的系统，其特征在于，所述控制单元（2）包括存储装置（10），所述存储装置（10）用于存储在所述工艺的转换阶段之前已经使用的最后的控制信号和从所述致动器接收的致动器分布，并且将新的校正分布（PA_k）存储至校正分布序列（PA）。

24.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述控制装置（5）配置为使用在所述工艺的转换阶段之前已经使用的最后的控制信号和/或从所述致动器获得的所述致动器分布，来确定所述控制信号（CA_k）。

25.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述系统包括：

-测量装置（3），用于在所述幅材（W）的横向上连续测量所述幅材（W）的至少一个特性，以及

-比较装置（4），配置为基于对所述纤维幅材的横向特性的测量和所述特性的预定目标值来形成误差分布（P_D）。

26.如权利要求25所述的系统，其特征在于，用于确定校正后的误差分布的装置（7）配置为基于在所述转换阶段中较早使用的校正分布（PA_k），并基于所述误差分布（P_D），来确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）。

27.如权利要求23所述的系统，其特征在于，所述控制单元（5）配置为基于从所述存储装置（10）取回的并用于所述工艺的转换阶段的之前计算的控制信号（CA_k-1），并基于所述校正后的误差分布（P_D’_k），来形成至少一个新的控制信号（CA_k）。

28.如权利要求24所述的系统，其特征在于，所述控制单元（5）配置为基于从所述存储装置（10）取回的并用于所述工艺的转换阶段的之前计算的控制信号（CA_k-1），并基于所述校正后的误差分布（P_D’_k），来形成至少一个新的控制信号（CA_k）。

29.如权利要求23所述的系统，其特征在于，用于确定校正后的误差分布的装置（7）配置为从所述存储装置（10）选择在所述转换阶段较早使用的校正分布序列（PA），并且使用其中的校正分布（PA_k）来确定校正后的误差分布（P_D’_k）。

30.如权利要求26所述的系统，其特征在于，用于确定校正后的误差分布的装置（7）配置为使用校正分布（PA_k），所述校正分布（PA_k）是在与用于确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）的计算阶段对应的计算阶段较早确定的校正分布（PA_k）。

31.如权利要求29所述的系统，其特征在于，用于确定校正后的误差分布的装置（7）配置为使用校正分布（PA_k），所述校正分布（PA_k）是在与用于确定所述校正后的误差分布（P_D’_k）的计算阶段对应的计算阶段较早确定的校正分布（PA_k）。

32.如权利要求23、29或31所述的系统，其特征在于，所述控制单元（2）包括用于更新校正分布的装置（9），所述用于更新校正分布的装置（9）配置为从所述存储装置（10）取回在所述工艺的转换阶段的之前计算中使用的校正分布（PA_k-1），并通过所述误差分布（P_D）更新所取回的校正分布（PA_k-1），且将更新后的校正分布（PA_k-1）发送至所述存储装置（10）以进行存储。

33.如权利要求27所述的系统，其特征在于，所述存储装置（10）配置为存储新的控制信号（CA_k）。

34.如权利要求25所述的系统，其特征在于，所述比较装置（4）配置为基于所述幅材（W）的特性的新的测量结果和所述预定目标值，在每次所述工艺的转换阶段的计算中重新确定校正分布（P_D）。

35.如权利要求19或26所述的系统，其特征在于，所述误差分布（P_D）、所述校正后的误差分布（P_D’_k）、所述校正分布（PA_k）以及所述控制信号（CA_k）均为所述幅材（W）的横向分布。

36.如权利要求26所述的系统，其特征在于，已经在所述幅材（W）的横向上确定了所述幅材（W）的特性的预定目标值。

37.如权利要求26所述的系统，其特征在于，所述比较装置（4）配置为基于从所述测量装置（3）获得的测量结果（M）来确定所述幅材特性的横向特性分布，并且基于所述预定目标值来确定所述幅材特性的目标分布，比较这些分布并且基于所述比较来确定误差分布（P_D）。

38.如权利要求19所述的系统，其特征在于，所述控制单元（2）配置为形成至少一个控制信号（CA_k）来控制与至少一个下述转换阶段相关的轧光工艺：启动、停止或减速轧光机（8）或启动所述轧光工艺。