EP0803011A1 - Verfahren und einrichtung zur ermittlung der auswirkung der verstellung von stellgliedern - Google Patents

Verfahren und einrichtung zur ermittlung der auswirkung der verstellung von stellgliedern

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EP0803011A1
EP0803011A1 EP96937230A EP96937230A EP0803011A1 EP 0803011 A1 EP0803011 A1 EP 0803011A1 EP 96937230 A EP96937230 A EP 96937230A EP 96937230 A EP96937230 A EP 96937230A EP 0803011 A1 EP0803011 A1 EP 0803011A1
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EP
European Patent Office
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web
actuators
material web
adjustment
actuator
Prior art date
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EP96937230A
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English (en)
French (fr)
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EP0803011B1 (de
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Rudolf Münch
Wolfgang Griech
Ulrich MAILÄNDER
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Voith Patent GmbH
Original Assignee
Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
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Publication date
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Application filed by Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH filed Critical Voith Sulzer Papiermaschinen GmbH
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Publication of EP0803011B1 publication Critical patent/EP0803011B1/de
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Revoked legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21G—CALENDERS; ACCESSORIES FOR PAPER-MAKING MACHINES
    • D21G9/00—Other accessories for paper-making machines
    • D21G9/0009—Paper-making control systems
    • D21G9/0027—Paper-making control systems controlling the forming section
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/09—Uses for paper making sludge
    • Y10S162/10—Computer control of paper making variables
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S162/00—Paper making and fiber liberation
    • Y10S162/09—Uses for paper making sludge
    • Y10S162/10—Computer control of paper making variables
    • Y10S162/11—Wet end paper making variables

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the effect of the adjustment of actuators according to the preambles of claims 1 and 19, and to a method for producing a material web according to the preamble of claim 22.
  • the cross profile of the material web properties and the offset of the material web must be determined in order to be able to adjust certain actuators for setting a desired cross profile that are used in the production of the material web , are distributed over the web width and influence the material web properties.
  • test tests to determine the local assignment of actuator positions to measuring positions on the paper web.
  • test adjustments of individual actuators which are far enough apart with the aim of determining the locations and the geometric shape of the effects of these actuators on paper properties on the basis of transverse profile measurements.
  • Such test adjustments are then carried out automatically, for example periodically or at the request of the operator, in order to recognize a changed process behavior.
  • the test settings have to be chosen so large that the
  • ERSATZBLAH (RULE 26)
  • the result of the adjustment is clearly reflected in the paper and, after suitable measurement filtering, stands out from the process noise and measurement noise. So the tests disrupt the production process.
  • the accuracy with which the places of action of the adjusted actuators are determined is determined by the number of cross-profile measurement values available or by the spacing of individual data values. This distance is usually 1 cm to 10 cm. In any case, the accuracy achieved is not sufficient to determine an exact cross-shrink cross-profile from the determined locations, as the following example calculation shows:
  • the locations of the control elements are exactly known across the width of the production machine. Two actuators that are as far apart as possible are adjusted. The distance x ⁇ of these actuators is known. The distance between the profile changes x_ can be measured.
  • the measuring task is to clarify, for example, the question at which point on the paper web the shrinkage is minimal, whether it is symmetrical, how the edges of the paper web behave in relation to the center, etc.
  • the shrinkage must therefore be as small as possible be measured as precisely as possible on the paper web in order to obtain a meaningful cross-shrink cross profile.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26) is used, can be determined at any time in a simple manner without the need for the use of special marking devices or additional sensors which detect these markings. The production is not disturbed by test adjustments and by switching off any cross profile control that may be present. Due to the iterative procedure and the simultaneous consideration of many actuator adjustments and associated profile measurements, a much more precise local assignment of the actuator positions to positions on the material web is possible, so that a meaningful shrinkage curve can be determined.
  • the mathematical determination of the impact is based on knowledge of the behavior of the material web properties.
  • the computational determination of the effect is compared with actually measured values of a web property cross-profile obtained before and after an actuator adjustment in order to match the knowledge values in such a way that the computation results correspond as closely as possible with the measured results on the effect .
  • An embodiment of the method is particularly preferred in which a prediction about the place of action of the actuator adjustment is made.
  • This method is characterized in that it is relatively easy to carry out and to optimize.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) Also preferred is a method which is characterized in that a prediction is made about the form of the impact, for example about the width of the impact at the point of action or the amplitude of the change in the material web properties at the point of impact. This procedure is also relatively easy to carry out and leads to the fact that the prediction of the place of impact can be optimized very well.
  • a method is particularly preferred, in which actuators are taken into account which are used anyway for the production of the material web and are required for setting the transverse profile of the material web properties.
  • a method of this type is characterized in that it does not require any additional devices or actuators which enlarge the installation space of the device for producing the material web, increase the construction and production costs and, if appropriate, also require additional maintenance.
  • the ongoing production of the material web is not disturbed by an actuator adjustment, which is used only for measuring purposes. Current production remains unaffected.
  • a method is particularly preferred in which the actuators are only adjusted as much as is necessary during production to correct the process faults by means of an automatic cross-profile control. Larger adjustments would disrupt production and reduce paper quality.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26)
  • a method is preferred in which the predictions are modified step by step in such a way that first a general statement about the behavior of the material web properties is made, which is characterized in particular by the fact that it also produces a bad "noise to useful signal” Ratio "can still be made quickly with good accuracy.
  • a simple statement could be, for example: The edges of the paper web are shifted by a certain amount compared to the position they should have in the machine at the measuring point if there was no shrinkage and no lateral run. Determine the two amounts of the shift smd.
  • a first refinement of this statement would be, for example: the transverse shrinkage is stronger at the edges than in the middle and the resulting transverse shrinkage transverse profile has a bowl-shaped contour, the amplitude of which has to be determined.
  • the prediction of the material web properties comprises determining the transverse shrinkage behavior as accurately as possible.
  • REPLACEMENT BLA ⁇ (RULE 26)
  • a method is particularly preferred in which the results are averaged when determining the cross-shrink cross-profile for a number of predictions and / or for a number of actuator adjustments. Such averaging means that the error in the mathematical determination of the impact is reduced to a minimum.
  • the processing unit processes predictions or knowledge values about the behavior of the material web properties when adjusting an actuator and uses these knowledge values and by means of an assignment rule to determine the effect by calculation, it is possible at any time to determine the place where the change occurred Actuator is to be assigned to predict online and to determine an exact cross profile of a material web property and / or to determine a lateral offset of the web.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram of a device for determining the effect of actuators
  • FIG. 2 shows diagrams for explaining the method for determining a cross profile
  • FIG. 3 shows a schematic structure of a paper production machine
  • FIG. 4 shows a two-layer headbox for producing a fibrous web with a schematically illustrated line system.
  • various material web properties can be recorded, for example the weight per unit area, the moisture, the cross-hatch, the fiber layer, the roughness, the strength, the elasticity, the opacity, the smoothness, the filler content, the thickness, the formation.
  • the measured values recorded across the width of the web are referred to as the transverse profile.
  • a water-fiber suspension which may also include fillers, is introduced into a wire section (former) and that the fibrous web formed there, for example Paper web is fed over a press section dryer section.
  • the auftoffaufauf can be designed so that actuators are provided to influence the material properties.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) a so-called secondary material stream can be fed in, which consists, for example, of dilution water or a second type of paper material, but with a different, preferably lower, material density.
  • the transverse distribution in the flow head is set by a plurality of sectional feed lines, each of which has a control valve referred to as an actuator.
  • Mixing valves, referred to as actuators can in turn be provided when the water-fiber suspension is brought together with the secondary material flow.
  • Actuators of the type mentioned here can also be provided at other points on the paper machine, for example in a steam blow box in the press or dryer section or in a post-treatment device, for example in a coating machine.
  • FIG. 1 shows a device 1 for determining the effect of actuating element adjustments, which in addition serves to determine a cross-shrink cross profile and to determine the lateral path.
  • the material web 3 is guided from left to right through the illustration in FIG. 1, which is indicated by an arrow.
  • a headbox 5 is shown in broken lines on the left in FIG. 1 and has numerous actuators 7 distributed across the material web 3, only one of which is shown here. The others lie outside the representation level of FIG. 1.
  • the actuators 7 are connected to a computing unit 11 via a control line 9. At a distance from the headbox 5, a
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) arbitrary place of the device for producing the material web 3, a measuring device 13 for determining web property cross-sections. This can be arranged, for example, at the end of a paper-making machine beyond the dryer section. However, it is also possible to provide several such measuring devices within the paper making machine.
  • the measuring device 13 is connected to the computing unit 11 via a measuring line 15. Via an input line 17, additional information about the cross profile of the material web 3, which is dealt with below, can be input into the computing unit 11. The computing results of the computing unit 11 are output on an output line 19.
  • FIG. 1 shows a schematic bar diagram 21, on the basis of which it is to be indicated that the various actuators 7 which are distributed across the material web 3 have different settings.
  • a diagram 23 is shown schematically, which shows a measuring signal detected by the measuring device.
  • different measurement signals result over the web width.
  • the jagged line indicates that the measurement signal is heavily overlaid with measurement noise and process disturbances.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) The relationship between the setting of different actuators 7 and the measurement signal in diagram 23 will be explained in more detail with reference to FIG. 2.
  • FIG. 1 For this purpose, several diagrams are shown one above the other in FIG.
  • An actuator 7/1 is located, for example, at a distance x 1 from this reference line 25 and here has a "positive” setting with a corresponding "width effect”.
  • Another actuator 7/2 is at a distance x 2 from the reference line 25.
  • a “negative” setting with a corresponding "width effect” of this actuator is assumed here purely by way of example.
  • “Width effect” here denotes the width of the effect of the actuator adjustment at the point of action ".
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) Influenced actuator, set a locally increased moisture or a locally greater material thickness, which leads to a locally increased basis weight, also known as the basis weight.
  • a reduced humidity or reduced material thickness would occur at a location which is assigned to this second actuator.
  • curve a it is assumed in the context of a first prediction or first hypothesis based on knowledge values that the locations x 'corresponding to the setting of the actuators 7/1 and 7/2. and x ' 2 or positions of the answers or effects in the material web or paper web correspond exactly to the actuator positions x ⁇ and x-.
  • the expected response positions or impact locations are therefore at a distance x '. or x * 2 from the reference line 25. This is indicated here by arrows.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) supply of the cross profile, which is based on a change in the actuator 7/2.
  • the reaction in the cross profile is shifted from the reference line 25 once to the right and once to the left.
  • the shift of the reaction is here by ⁇ x. and ⁇ x. indicated.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) initial knowledge values as well as for the rules for coordinating the knowledge values can be used a priori knowledge or can be entered into the computer.
  • the knowledge values can be refined step by step in an advanced method step, for example by statements:
  • the transverse shrinkage is stronger at the edges than in the middle and the resulting transverse shrinkage transverse profile has a bowl-shaped contour, the amplitude of which has to be determined.
  • the transverse shrinkage occurs more strongly on one machine half than on the other.
  • the size of the asymmetry factor is to be determined.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26)
  • the actuator 7/1 or 7/2 is adjusted, the expected reaction in the transverse profile is calculated on the basis of a first prediction (see curve a).
  • curve a for example, the prediction is made that the position of the answers in the cross-section takes place exactly at the locations that also correspond to the actuator positions. It can be seen that there is a deviation between the calculated value of curve a and the actual measured value of curve b, which is caused by the transverse shrinkage or lateral run of the web.
  • ERSATZBU ⁇ differentiate, to test and to select the hypothesis with the best correspondence to the measurement signal shown in curve b.
  • a refinement of the procedure consists in a priori knowledge, for example, of the shrinkage behavior and the fact that the course of the tooth is incorporated into the calculation of the hypotheses.
  • the number of hypotheses to be examined can thereby be significantly reduced.
  • Feed actuator 7, which is at a distance x 1 x ⁇ - ⁇ x- j _ from the reference line 25. It is therefore possible in a simple manner to assign a local material web property to an actuator and thus to take into account a transverse shrinkage or also a lateral course of the web.
  • the method of correlation calculation has proven to be a particularly suitable calculation method for the mathematical determination of the degree of agreement of curves b and c. Another measure would be the mean square deviation of the two curves.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26)
  • only those actuators are taken into account that are required for the usual ongoing adjustment of the cross profile.
  • these can be actuators that influence the headbox.
  • a control valve or a mixing valve can therefore be used as an actuator in the feed lines of the headbox.
  • devices are used as actuators which, for example, can influence the heating output of the dryer section differently zone by zone over the web width.
  • the method described here or the device for determining the effect of an actuator adjustment can be used in the same way in all cases.
  • actuators can also be used which influence the weight per unit area, the moisture, the density or another property of the material or paper web.
  • the choice of the predictions or hypotheses for determining the various curves in FIG. 2 is preferably carried out step by step.
  • a prediction is made in which, on the one hand, only a few large values are to be determined and, on the other hand, a large number of manipulated values and profile measured values are available. This applies, for example, to a prediction of the total cross-shrinkage of the paper web and the location in the cross-section measured across the paper web, at which the change in an actuator is shown.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) a reliable determination of the locations happens very quickly, even if the manipulated variables are very small compared to the process noise.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) Cross profile determined with the aid of the computing unit 11 by comparing the predicted effect with the actually measured effect and using the deviations to modify the knowledge values until there is better or as good a match as possible between the predicted and the calculated effect results.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) are determined, taking into account many actuator adjustments.
  • the fact that a number of predictions and also a large number of actuating element adjustments are taken into account makes it possible to eliminate the measurement errors as far as possible, even if the amplitude of the actuating element adjustments is very small.
  • the device shown in FIG. 1 has only one measuring device 13. It is also mög ⁇ Lich However, 'within a device manufacturing be ⁇ relationship as paper machine several measuring points -in Ford construction of the web as seen lying one behind the other to arrange. Then the cross
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) cross-shrink profile can be calculated at several points within the machine, so that conclusions can be drawn as to how the cross-shrinkage has changed between different measuring points.
  • a further application of the invention consists in observing the influence of a special treatment of the material web in a suitable aftertreatment device, for example the sizing or rewetting of a paper web, on the cross-shrinkage on-line. Further process variables, for example the glue absorption of the paper, can then be derived from the shrinkage change. These process variables can then be used for the determination of further control interventions.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) fil can be specifically changed by moistening the web locally.
  • parameters influencing the shrinkage are, for example, production process parameters in the area of the wet part, the press, and the dryer section. Examples are: local temperature distribution of the paper web during the drying process, the moisture cross profile during the drying process or directly after the press, the fiber orientation, locally varying degrees of hindrance to the shrinking process by suitably differently strong fixing of the web in the web transverse direction. Other influencing factors are conceivable. Which influencing variables can be used practically will automatically emerge after a prolonged use of the presented method for the on-line measurement of the cross-shrink cross-profile.
  • the actuators in particular the control valves, for setting the specific basis weight in large numbers are provided at a very short distance from one another. It is therefore extremely important to be able to predict precisely which actuator must be addressed in order to influence a local material web property. This is precisely possible with the method described here and the device shown in detail.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) Possible applications of the invention are explained in more detail below with reference to FIGS. 3 and 4.
  • FIG. 3 shows a papermaking machine 31 with a headbox 33, which is comparable to the headbox 5 according to FIG. 1.
  • the papermaking machine 31 has a wire section 35, also referred to as a former, a press section 37 and a drying section 39.
  • This is provided with at least one zone-controllable steam blower box 41, by means of which the cross profile of the material web 43, for example the dry content cross profile, can be influenced.
  • the papermaking machine 31 also has a computing unit 45 which is comparable to the computing unit 11 shown in FIG. 1.
  • the headbox 33 is connected to the arithmetic unit 45 via signal lines 47 and 49, via which, on the one hand, the actual position of various actuators of the headbox 33 can be detected and which, on the other hand, serve to forward control signals to the actuators.
  • the papermaking machine 31 is also provided with a measuring device 51 which corresponds to the measuring device 13 shown in FIG. 1 and which outputs measurement signals to the computing unit 45 via a signal line 53.
  • a measuring device 51 which corresponds to the measuring device 13 shown in FIG. 1 and which outputs measurement signals to the computing unit 45 via a signal line 53.
  • This can be provided with a monitor 55 on which both measurement and control signals can be displayed.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) It is clear from FIG. 3 that with the aid of the measuring device 51 transverse profiles of the material web 43 can be detected.
  • a particularly important field of application of the invention is the so-called basis weight cross-section control, with the aid of which the most uniform possible surface-related mass distribution of the material web is to be set. If, with the help of the measuring device 51, deviations in the desired basis weight of the material web, i.e. deviations in the basis weight cross-section, are determined, certain actuators of the headbox 33 can be controlled via the computing unit 45 so that the desired thickness of the material web or the desired basis weight is set . It is therefore possible to locally influence the amount of fiber that is released via the headbox 33.
  • the cross-section of a material web can be influenced in a targeted manner with the aid of the invention described here, because the local material web properties can be adjusted by a specific adjustment of various actuators, be it actuators in the headbox or in a steam blow box. can be influenced.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) With reference to FIG. 4, the particularly important application of the invention is to be discussed once again, namely the basis weight cross profile control or the setting of a predetermined basis weight cross profile of a material web on a headbox.
  • FIG. 4 shows, by way of example only, a two-layer headbox 33, together with a schematically illustrated line system for feeding various fiber suspensions.
  • the headbox 33 comprises a nozzle 57, which is known to be delimited by two flow guide walls 57a and 57b which extend over the width of the papermaking machine 31.
  • the current guide walls 57a, 57b are each connected to a central stationary partition 61 via a known turbulence generator 59.
  • a lamella 65 is pivotally attached by means of a joint 63. Deviating from this, the lamella can also be rigidly attached to the partition 61.
  • a first main material flow which consists of a first type of paper material, reaches a one of the two turbulence generators 59 via a transverse distribution line 67 and via a row of sectional supply lines 69 branched off from it.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) an actuator designed as a volume flow controller can be provided.
  • a second main material flow consisting of a different type of paper material, reaches the other turbulence generator via a transverse distribution line 71 and via a row of sectional feed lines 73 branched off from it.
  • a third cross-distribution line 75 is provided, via which a so-called secondary material flow is fed.
  • This consists, for example, of dilution water or a second type of paper stock, but with a different, preferably lower stock density.
  • a plurality of sectional supply lines 77, each with an actuator designed as a control valve 79, are branched off from the transverse distribution line 75.
  • Each of the supply lines 77 thus leads a controllable sectional secondary material flow to a mixing point 81, where it is mixed with one of the sectional main material flows.
  • the line system 71 to 77 with the control valve 79 and the mixing points 81 will preferably be assigned to the middle layer.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) nale secondary streams could open into the section feed lines 69 for the first main stream.
  • the actuators can be arranged at a relatively short distance from one another. While in conventional types of a material casserole, the aperture adjustment of which is carried out in particular with adjusting spindles, the influence of the adjustment of an adjusting spindle on the surface weight cross-profile corresponds more than four times the actuator spacing, the adjustment of an adjusting element influencing the secondary material flow has an effect ⁇ links to the basis weight cross section approximately in the range of two and a half times the actuator distance.
  • the overall result of the description is that the method for determining the effect of an actuator adjustment can be carried out easily, and that the process for producing a material web is in no way disturbed, in particular not all parts of the measurement based on the measurement
  • the method is suitable, on the one hand, for predicting the place of action of an actuator adjustment, but also, on the other hand, for the course of the rail properties in the vicinity of the place of action, that is, for the form of the effect.
  • the predictions about the form of the impact that is to say about the extent of the impact at the impact location and about the amplitude of the changes in the material web properties at the impact location, are gradually improved further by comparison with measured values.
  • a superimposition of the effect of an actuator adjustment with the effects of adjacent actuator adjustments can be predicted. It can be seen, in particular, that the extent of the effect of the adjustment of an actuator is often so wide that it extends over several actuators.
  • both a transverse shrink cross profile of a material web and the lateral course of the material web within the production machine can be exactly determined, according to what has been said above.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26) fil is of interest on the one hand as an important quality parameter of the web produced, on the other hand it also enables conclusions to be drawn about the function of the production machine.
  • the effect can initially be roughly predicted on the basis of knowledge values and that when several spindles are adjusted and when determining the effect of the adjustments, the prediction about the effect can be coordinated in such a way that both a transverse shrinking transverse profile and lateral running of the web can be detected.
  • an actuator determines the effect after each adjustment and is checked by measurement, an abundance of measured values is obtained, so that the knowledge values can be optimally coordinated.
  • the large number of determinations of the effects can best be realized by automatically carrying out the method, so that finally an online determination of the effects is also possible.
  • ERSATZBU ⁇ (RULE 26)
  • a technological process assessment should be possible, for example, uniform drying over the web width in the dryer section or uniform fiber orientation in the wet section and a uniform longitudinal to transverse tensile strength ratio over the web width or the like.

Description

„ „„ ,„ PCT/EP96/04639 O 97/18349
Verfahren und Einrichtung zur Ermittlung der Auswirkung der Versteifung von Stellgliedern
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Ein¬ richtung zur Ermittlung der Auswirkung der Verstel¬ lung von Stellgliedern gemäß der Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 19 sowie ein Verfahren zum Herstel¬ len einer Materialbahn gemäß Oberbegriff des An¬ spruchs 22.
Bei der Herstellung von Materialbahnen, beispiels¬ weise von Papier- oder Kartonbahnen, müssen das Querprofil der Materialbahneigenschaften und der Versatz der Materialbahn bestimmt werden, um zur Einstellung eines gewünschten Querprofils bestimmte Stellglieder verstellen zu können, die bei der Her¬ stellung der Materialbahn eingesetzt werden, über die Bahnbreite verteilt angeordnet sind und die Ma¬ terialbahneigenschaften beeinflussen.
Es ist bekannt, Materialbahnabschnitte der Herstel- lungsmaschine zu entnehmen und im Labor zu untersu¬ chen, um das Querprofil bestimmter Bahneigenschaf- ten zu ermitteln. Dieses Verfahren ist sehr aufwen¬ dig und zeigt den Nachteil, daß unerwünschte Eigen¬ schaften erst sehr spät festgestellt werden können. Eine Vermeidung dieser Eigenschaften kann erst sehr viel später erfolgen, so daß häufig große Teile von Materialbahnen Qualitätsmängel aufweisen oder als
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Ausschuß wieder aufgearbeitet werden müssen.
Es ist außerdem bekannt, zur Ermittlung eines Quer- schrumpf-Querprofils einer Papierbahn mit geeigne¬ ten Vorrichtungen Markierungen auf die Bahn aufzu¬ bringen und diese mit Hilfe geeigneter Einrichtun¬ gen, beispielsweise Sensoren, zu erfassen (DE 40 08 282 AI) . Die Papiermaschine muß also so ausgelegt sein, daß sowohl die Markierungseinrichtung alε auch die geeigneten Erfassungseinrichtungen einge¬ bracht werden können. Häufig ist der dazu erforder¬ liche Bauraum nicht vorhanden oder aus Raumgründen nicht bereitstellbar. Außerdem erhöhen sich die Ko¬ sten für eine derartige Papiermaschine. Das Verfah¬ ren zur Querschrumpfermittlung ist überdies sehr aufwendig, da zusätzliche Markierungsmittel einge¬ setzt werden müssen. Zudem ist eine Markierung un¬ erwünscht, da sie die Papierqualitat mindert.
Es ist schließlich bekannt, zur Ermittlung der ort¬ lichen Zuordnung von Stellgliedpositionen zu Meßpo¬ sitionen auf der Papierbahn sogenannte "Bump-Tests" durchzufuhren. Es handelt sich dabei um Testver¬ stellungen einzelner weit genug auseinanderliegen- der Stellglieder mit dem Ziel, anhand von Querpro¬ filmessungen die Orte und die geometrische Form der Auswirkungen dieser Stellglieder auf Papiereigen¬ schaften festzustellen. Derartige Testverstellungen werden dann automatisch zum Beispiel periodisch oder auf Bedienerwunsch ausgeführt, um ein geänder¬ tes Prozeßverhalten zu erkennen. Die Testverstel¬ lungen müssen so groß gewählt werden, daß sich das
ERSATZBLAH (REGEL 26) Ergebnis der Verstellung im Papier deutlich wieder¬ findet und sich nach geeigneter Meßwertfilterung aus dem Prozeßrauschen und Meßrauschen abhebt. Die Tests stören also den Produktionsprozeß. Wahrend der Bump-Tests und ihrer Auswertung kann selbstver¬ ständlich nicht gleichzeitig mit Hilfe dieser Stellglieder auf den Prozeß eingewirkt werden, um zum Beispiel aktuelle Prozeßstorungen auszuglei¬ chen. Eine eventuelle Bahneigenschafts-Querprofil- regelung muß wahrend des Tests abgeschaltet werden. Die Genauigkeit mit der die Auswirkungsorte der verstellten Stellglieder bestimmt werden ist be¬ stimmt durch die Anzahl von Querprofilmeßwerten die zur Verfugung stehen, beziehungsweise durch den Ab¬ stand einzelner Datenwerte. Dieser Abstand beträgt üblicherweise 1 cm bis 10 cm. In jedem Fall iεt die erzielte Genauigkeit nicht ausreichend um aus den ermittelten Orten ein genaues Querschrumpf-Quer¬ profil zu ermitteln, wie folgende Beispielrechnung zeigt:
Die orte der Stellelemente sind über die Breite der Produktionsmaschine exakt bekannt. Zwei möglichst weit auseinanderliegende Stellglieder werden ver¬ stellt. Der Abstand xΞ dieser Stellglieder ist be¬ kannt. Der Abstand der Profiländerungen x_ kann ge¬ messen werden.
Der prozentuale Querschrumpf betragt. dann:
Schrumpf = ( (xs - x )/xs) -100=
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Bei einer Papierbahnbreite von beispielsweise 5000 mm, einem typischen Schrumpf von 5% = 250 mm und einem Meßdatenabstand von 25 mm ist so eine Ge- samt-Schrumpfbestimmung genau genug möglich.
Die Meßaufgabe lautet jedoch, zum Beispiel die Frage zu klären, an welcher Stelle der Papierbahn der Schrumpf minimal ist, ob er symmetrisch ist, wie sich die Rander der Papierbahn im Vergleich zur Mitte verhalten etc. Der Schrumpf muß also für mög¬ lichst kleine Bereiche auf der Papierbahn möglichst genau gemessen werden, um ein aussagefahiges Quer¬ schrumpf-Querprofil zu erhalten.
Um beispielsweise in einem 500 mm breiten Bereich den Schrumpf auf 0,5% absolute Genauigkeit bestim¬ men zu können, ist eine Meßgenauigkeit im Papier von 500*0,005 mm = 2,5 mm erforderlich. Bei einem Meßdatenabstand von 25 mm ist das mit einfachen Bump-Tests bei weitem nicht mόglich.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Ermittlung der Auswirkung einer Verstellung von Stellgliedern sowie ein Ver¬ fahren zur Herstellung einer Materialbahn zu schaf¬ fen, die die genannten Nachteile nicht aufweisen.
Diese Aufgabe wird mit Hilfe eines Verfahrens ge¬ lost, das die in Anspruch 1 genannten Schritte um¬ faßt und das regelungstechnisch im weiteren Sinne als "Prozeßbeobachter" bezeichnet werden kann. Der Ort an dem sich die Verstellung eines Stellgliedes auswirkt, das bei der Herstellung der Materialbahn
ERSATZBLAπ(REGEL26) eingesetzt wird, kann auf einfache Weise jederzeit bestimmt werden, ohne daß es des Einsatzes besonde¬ rer Markierungseinrichtungen oder zusätzlicher Sen¬ soren bedürfte, die diese Markierungen erfassen. Die Produktion wird nicht durch Testverstellungen und durch das Abschalten einer eventuell vorhan¬ denen Querprofilregelung gestört. Durch das itera¬ tive Vorgehen und durch die gleichzeitige Berück¬ sichtigung vieler Steligliedverstellungen und zuge¬ höriger Profilmessungen ist eine wesentlich ge¬ nauere ortliche Zuordnung der Stellgliedpositionen zu Positionen auf der Materialbahn möglich, so daß eine aussagefähige Schrumpfkurve ermittelt werden kann.
Die rechnerische Bestimmung der Auswirkung erfolgt unter Heranziehung von Erkenntniswerten über das Verhalten der Materialbahneigenschaften. Die rech¬ nerische Bestimmung der Auswirkung wird verglichen mit tatsachlich -vor und nach einer Stellgliedver¬ stellung- gewonnenen Meßwerten eines Bahneigen- schafts-Querprαfils, um die Erkenntniswerte so ab¬ zustimmen, daß die Rechenergebnisse möglichst genau mit den gemessenen Ergebnissen über die Auswirkung übereinstimmen.
Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform des Verfahrens, bei der eine Vorhersage über den Aus¬ wirkungsort der Stellgliedverstellung getroffen wird. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es relativ einfach durchfuhrbar und optimierbar ist.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Bevorzugt wird weiterhin ein Verfahren, das sich dadurch auszeichnet, daß eine Vorhersage über die Form der Auswirkung getroffen wird, beispielsweise über die Weite der Auswirkung am Auswirkungsort oder die Amplitude der Änderung der Materialbahnei¬ genschaften am Auswirkungsort. Auch dieses Verfah¬ ren ist relativ einfach durchfuhrbar und fuhrt dazu, daß die Vorhersage über den Auswirkungsort sehr gut optimierbar ist.
Besonders bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem solche Stellglieder berücksichtigt werden, die oh¬ nehin zur Herstellung der Materialbahn verwendet und zur Einstellung des Querprofils der Material¬ bahneigenschaften benotigt werden. Ein derartiges Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß es keiner zusätzlicher Einrichtungen beziehungsweise Stell¬ glieder bedarf, die den Bauraum der Einrichtung zur Herstellung der Materialbahn vergrößern, die Kon- struktions- und Produktionskosten erhohen und gege¬ benenfalls auch zusätzlichen Wartungsbedarf erfor¬ dern. Außerdem wird die laufende Herstellung der Materialbahn nicht durch eine Stellgliedverstellung gestört, die ausschließlich Meßzwecken dient. Die laufende Produktion bleibt also unbeeintrachtigt.
Besonders bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem die Stellglieder nur so viel verstellt werden, wie wah¬ rend der Produktion zur Korrektur der Prozeß-Stö¬ rungen durch eine selbsttätige Querprofilregelung erforderlich ist. Größere Verstellungen wurden die Produktion stören und die Papierqualitat mindern.
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Bevorzugt wird ein Verfahren, bei dem die Vorhersa¬ gen schrittweise in der Art abgewandelt werden, daß zunächst eine möglichst allgemeine Aussage über das Verhalten der Materialbahneigenschaften getroffen wird, die sich insbesondere dadurch auszeichnet, daß sie auch bei einem schlechten "Rausch zu Nutz- Signal Verhältnis" noch mit guter Genauigkeit schnell getroffen werden kann.
Eine einfache Aussage konnte zum Beispiel sein: Die Rander der Papierbahn sind um einen gewissen Betrag verschoben gegenüber der Position die sie in der Maschine an der Meßstelle haben sollten, wenn es keinen Schrumpf und kein seitliches Verlaufen gäbe. Die beiden Betrage der Verschiebung smd zu bestim¬ men.
Eine erste Verfeinerung dieser Aussage wäre bei¬ spielsweise: Der Querschrumpf ist an den Rändern starker als in der Mitte und das sich ergebende Querschrumpf-Querprofil hat eine schusselförmige Kontur, deren Amplitude zu bestimmen ist.
Es zeigt sich also, daß mit diesem Verfahren Hilfs¬ einrichtungen zur Messung der Position der Randab¬ schnittseinrichtungen und der Papierrander entfal¬ len können.
Weiterhin wird ein Verfahren bevorzugt, bei dem die Vorhersage über die Materialbahneigenschaften eine möglichst genaue Bestimmung des Querschrumpfverhal- tens umfaßt.
ERSATZBLAπ (REGEL 26) Besonders bevorzugt wird schließlich ein Verfahren, bei dem eine Mittelung der Ergebnisse bei der Be¬ stimmung des Querschrumpf-Querprofils für eine An¬ zahl von Vorhersagen und/oder für eine Anzahl von Stellglied-Verstellungen durchgeführt wird. Eine derartige Mittelung führt dazu, daß der Fehler bei der rechnerischen Bestimmung der Auswirkung auf ein Minimum reduziert wird.
Weitere Ausführungsformen des Verfahrens ergeben sich aus den übrigen Unteranspruchen.
Die oben genannte Aufgabe wird auch durch eine Ein¬ richtung gelöst, die die in Anspruch 19 genannten Merkmale umfaßt. Dadurch, daß die Recheneinheit Vorhersagen beziehungsweise Erkenntniswerte über das Verhalten der Materialbahneigenschaften bei der Verstellung eines Stellglieds verarbeitet und an¬ hand dieser Erkenntniswerte und mittels einer Zu¬ ordnungsregel die Auswirkung rechnerisch bestimmt, ist es jederzeit möglich, den Ort, der der Verände¬ rung eines Stellglieds zuzuordnen ist, on-line vor- herzusagen und ein exaktes Querprofil einer Materi¬ albahneigenschaft zu ermitteln und/oder einen seit¬ lichen Versatz der Bahn zu bestimmen.
Die genannte Aufgabe wird schließlich durch ein Verfahren mit den in Anspruch 22 genannten Merkma¬ len gelöst.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeich¬ nung näher erläutert. Es zeigen:
ERSATZBUπ (REGEL 26) Figur 1 ein schematisches Blockschaltbild einer Einrichtung zur Ermittlung der Auswirkung von Steligliedverstellungen;
Figur 2 Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens zur Ermittlung eines Querprofils;
Figur 3 einen schematischen Aufbau einer Papier- herstellungsmaschine und
Figur 4 einen Zweischichten-Stoffauflauf zur Er¬ zeugung einer Faserstoff-Bahn mit einem schematisch dargestellten Leitungssystem.
Bei einer Materialbahn können verschiedene Materi¬ albahneigenschaften erfaßt werden, beispielsweise das Flächengewicht, die Feuchte, der Querschruropf, die Faserlage, die Rauhigkeit, die Festigkeit, die Elastizität, die Opazität, die Glatte, der Füll¬ stoffgehalt, die Dicke, die Formation. Als Querpro¬ fil werden die über die Breite der Bahn erfaßten Meßwerte bezeichnet.
Unterstellt wird, daß zur Herstellung einer Materi¬ albahn über einen Stoffauflauf eine Wasser-Faser- stoff-Suspension, die gegebenenfalls auch Füll¬ stoffe umfaßt, in eine Siebpartie (Former) einge¬ bracht wird und daß die dort gebildete Faserstoff- Bahn -beispielsweise Papier-Bahn- über eine Pres¬ senpartie Trockenpartie zugeführt wird. Der Ξtoff- auflauf kann so ausgebildet sein, daß Stellglieder zur Beeinflussung der Materialeigenschaften vorge¬ sehen sind. Beispielsweise kann der Wasser-Faser-
ERSATZBUπ (REGEL 26) stoff-Suspension ein sogenannter Neben-Stoffstrom zugeleitet werden, der beispielsweise aus Verdün¬ nungswasser oder aus einer zweiten Papier¬ stoffsorte, jedoch mit anderer, vorzugsweise gerin¬ gerer Stoffdichte besteht. Die Querverteilung im Stσffauflauf wird durch mehrere sektionale Zuführ¬ leitungen eingestellt, die jeweils ein als Stell¬ glied bezeichnetes Steuerventil aufweisen. An der Zusammenführung der Wasser-Faserstoff-Suspension mit dem Neben-Stoffstrom können wiederum als Stell¬ glieder bezeichnete Mischventile vorgeεehen sein. Stellglieder der hier angesprochenen Art können auch an anderen Stellen der Papiermaschine, bei¬ spielsweise in einem Dampfblaskasten in der Pres¬ sen- oder Trockenpartie oder aber in einer Nachbe¬ handlungseinrichtung, zum Beispiel in einer Streichmaschine, vorgesehen sein.
In Figur 1 ist eine Einrichtung 1 zur Ermittlung der Auswirkung von Steligliedverstellungen darge¬ stellt, die hier zusätzlich zur Ermittlung eines Querschrumpf-Querprofils und zur Erfassung des seitlichen Bahnverlaufnes dient. Die Materialbahn 3 wird von links nach rechts durch die Darstellung in Figur 1 geleitet, was durch einen Pfeil angedeutet ist. Links in Figur 1 ist gestrichelt ein Stoffauf- lauf 5 eingezeichnet, der zahlreiche quer über die Materialbahn 3 verteilte Stellglieder 7 aufweist, von denen hier lediglich eines dargestellt ist. Die anderen liegen außerhalb der Darstellungsebene von Figur 1. Die Stellglieder 7 sind über eine Steuer¬ leitung 9 mit einer Recheneinheit 11 verbunden. In einem Abstand zum Stoffauflauf 5 ist an einer be-
ERSATZBUπ (REGEL 26) liebigen Stelle der Vorrichtung zur Herstellung der Materialbahn 3 eine Meßeinrichtung 13 zur Ermitt¬ lung von Bahneigenschafts-Querprofilen. Diese kann beispielsweise am Ende einer Papierherstellungsma- schine jenseits der Trockenpartie angeordnet sein. Es ist jedoch auch möglich, mehrere derartige Me߬ einrichtungen innerhalb der Papierherstellungsma- schine vorzusehen.
Die Meßeinrichtung 13 ist über eine Meßleitung 15 mit der Recheneinheit 11 verbunden. Über eine Ein¬ gabeleitung 17 können zusätzliche -unten noch ein¬ gehender abgehandelte- Informationen über das Quer¬ profil der Materialbahn 3 in die Recheneinheit 11 eingegeben werden. Auf einer Ausgabeleitung 19 wer¬ den die Rechenergebnisse der Recheneinheit 11 aus¬ gegeben.
In Figur 1 ist ein schematisches Balkendiagramm 21 eingezeichnet, an Hand dessen angedeutet werden soll, daß die verschiedenen quer über die der Mate¬ rialbahn 3 verteilten Stellglieder 7 unterschied¬ liche Einstellungen aufweisen.
Neben der Meßeinrichtung 13 ist schematisch ein Diagramm 23 wiedergegeben, das ein von der Meßein¬ richtung erfaßtes Meßsignal wiedergibt. Entspre¬ chend der verschiedenen Einstellungen der Stell¬ glieder 7 und weiterer Prozeßparameter ergeben sich unterschiedliche Meßsignale über die Bahnbreite. Durch die gezackte Linie wird angedeutet, daß das Meßsignal stark von Meßrauschen und Prozeßstörungen überlagert ist.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Anhand von Figur 2 soll der Zusammenhang zwischen der Einstellung verschiedener Stellglieder 7 und dem Meßsignal im Diagramm 23 naher erläutert wer¬ den.
Dazu sind in Figur 2 mehrere Diagramme übereinander dargestellt. In dem obersten Diagramm 1 ist der Ab¬ stand x eines Stellglieds 7 zu einer beispielsweise außerhalb der Papierbahn liegenden, entlang der Pa- pierherstellungsmaschine verlaufenden, gedachten Bezugslinie 25 angedeutet, die hier gestrichelt eingezeichnet ist. In dem darunterliegenden, zwei¬ ten Diagramm von oben ist eine Anzahl von durch Kreuze angedeuteten Stellgliedern dargestellt. Ein Stellglied 7/1 befindet sich beispielsweise in ei¬ nem Abstand x1 zu dieser Bezugslinie 25 und hat hier eine "positive" Einstellung mit einer entspre¬ chenden "Breitenwirkung". Ein weiteres Stellglied 7/2 hat einen Abstand x2 zu der Bezugslinie 25. Es wird hier rein beispielhaft von einer "negativen" Einstellung mit einer entsprechenden "Breitenwir¬ kung" dieses Stellglieds ausgegangen. Mit "Breiten¬ wirkung" wird hier die Weite der Auswirkung der Stellgliedverstellung am Auswirkungsort bezeichnet".
Unterhalb des zweiten Diagramms, in dem die einzel¬ nen Stellglieder durch Kreuze gekennzeichnet sind, ist die erwartete Reaktion im Querprofil der Mate¬ rialbahn 3 beziehungsweise die vorausgesagte Aus¬ wirkung in dem als Kurve a gekennzeichneten dritten Diagramm wiedergegeben. Aufgrund der "positiven" Einstellungen des Stellglieds 7/1 könnte sich im Querprofil, je nachdem, welche Bahneigenschaft das
ERSATZBUπ (REGEL 26) Stellglied beeinflußt, eine ortlich erhöhte Feuch¬ tigkeit oder eine ortlich größere Materialstarke einstellen, die zu einem ortlich erhöhten auch als basis weight bezeichneten Flachengewicht fuhrt. Entsprechend wurde sich aufgrund der "negativen" Einstellung des Stellglieds 7/2 eine reduzierte Feuchtigkeit beziehungsweise verminderte Material- starke an einem Ort einstellen, der diesem zweiten Stellglied zugeordnet ist. In der Kurve a wird im Rahmen einer ersten auf Erkenntniswerten beruhenden Vorhersage beziehungsweise ersten Hypothese davon ausgegangen, daß die der Einstellung der Stellglie¬ der 7/1 und 7/2 entsprechenden Orte x'. und x'2 be¬ ziehungsweise Positionen der Antworten beziehungs¬ weise Auswirkungen in der Materialbahn beziehungs¬ weise Papierbahn exakt den Stellgliedpositionen x^ und x- entsprechen. Die erwarteten Antwort-Positio¬ nen beziehungsweise Auswirkungsorte liegen also im Abstand x'. beziehungsweise x*2 von der Bezugslinie 25. Dies ist hier durch Pfeile angedeutet.
Durch eine Änderung der Stellglieder 7/1 und 7/2, die sich gemäß dem ersten Diagramm an den Positio¬ nen x1 und x2 befinden, ergibt sich eine Änderung des von der in Figur 1 dargestellten Meßeinrichtung 13 erfaßten Querprofils, das in der Kurve b wieder¬ gegeben ist, und das in Figur 1 im Diagramm 23 dar¬ gestellt wurde. Auch in Figur 2 ist angedeutet, daß das dem Querprofil entsprechende Meßsignal durch Meßrauschen und Prozeßstorungen überlagert ist. Eine örtliche Erhöhung des Querprofils, die auf eine Verstellung des Stellglieds 7/1 zurückzuführen ist, ist erkennbar, ebenso eine ortliche Erniedri-
ERSATZBUπ (REGEL 26) gung des Querprofils, die auf einer Änderung des Stellglieds 7/2 beruht. Es wird jedoch deutlich, daß zum Beispiel infolge einer beim Trocknen der Bahn erfolgten Querschrumpfung oder eines seitli¬ chen Verlaufens der Bahn die Reaktion im Querprofil gegenüber der Bezugslinie 25 -einmal nach rechts und einmal nach links- verschoben ist. Die Verlage¬ rung der Reaktion ist hier durch Δx. und Δx. an¬ gedeutet.
Es zeigt sich, daß die in der Kurve a wiedergege¬ bene Vorhersage, daß die Reaktion im Querprofil, also der Auswirkungsort exakt den Stellgliedposi- tionen entspricht, nicht genau zutrifft. Es werden daher mehrere auf abgewandelten Erkenntniswerten beruhende weitere Vorhersage bezüglich der erwarte¬ ten Auswirkung im Querprofil getroffen. Die beste Vorhersage ist in der Kurve c wiedergegeben. Es zeigt sich, daß die Antwort des Stellglieds 7/1 na- herungsweise an der Stelle x'^ erfolgt und daß die Antwort auf eine Verstellung des Stellglieds 7/2 näherungsweise an dem Ort x"2 erfolgt. Die zugrun¬ deliegenden Erkenntniswerte wurden so optimiert, daß die Übereinstimmung zwischen dem Meßsignal in der Kurve b und dem aufgrund der Vorhersage berech¬ neten Ort gemäß der Kurve c optimal ist. Zusätzli¬ che Erkenntniswerte beziehungsweise Erkenntniswerte die zur ersten Vorhersage a führten, können dem Rechner 11, beispielsweise über die in Figur 1 ein¬ gezeichnete Leitung 15, eingegeben werden. Der Rechner kann die Erkenntniswerte jedoch auch voll- standig automatisch generieren und daraus Voraussa¬ gen bezuglich der Auswirkungen berechnen. Für die
ERSATZBUπ (REGEL 26) anfanglichen Erkenntniswerte sowie für die Regeln zur Abstimmung der Erkenntniswerte sind a priori Kenntnisse verwendbar beziehungsweise in den Rech¬ ner eingebbar.
Es ist möglich, daß die Erkenntniswerte über die Orte der Auswirkung von Stellgliedverstellung zunächst nur auf folgenden einfachen Aussagen ba¬ sieren:
Es gibt em seitliches Verlaufen der Bahn, dessen Amplitude zu bestimmen ist.
Es gibt einen Querschrumpf der Bahn wahrend des Fertigungsprozesses, der zunächst an allen Orten der Bahn als gleich groß (prozentual) angenommen wird, und dessen Größe zu bestimmen ist.
Die Erkenntniswerte können in einem fortgeschrit¬ tenem Verfahrensschritt schrittweise verfeinert werden beispielsweise durch Aussagen:
Der Querschrumpf ist an den Randern starker als in der Mitte und das sich ergebende Quer- schrumpf-Querprofil hat eine schusselförmige Kontur, deren Amplitude zu bestimmen ist.
Der Querschrumpf tritt auf der einen Maschi¬ nenhälfte stärker auf als auf der anderen. Die Große des Unsymmetriefaktors ist zu be¬ stimmen.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Aus Figur 2 wird also das Grundprinzip des hier an¬ gesprochenen Verfahrens zur Ermittlung eines Quer¬ schrumpf-Querprofils deutlich. Zunächst wird also bei einer Verstellung eines Stellglieds, hier des Stellglieds 7/1 beziehungsweise 7/2, an Hand einer ersten Vorhersage die erwartete Reaktion im Quer¬ profil berechnet (siehe Kurve a) . In der Kurve a wird beispielsweise die Vorhersage getroffen, daß die Position der Antworten im Querprofil exakt an den Orten erfolgt, die auch den Stellgliedpositio- nen entspricht. Es zeigt sich, daß hier eine Abwei¬ chung zwischen dem berechneten Wert der Kurve a und dem tatsächlichen Meßwert der Kurve b gegeben ist, die durch das Querschrumpfen oder seitliche Verlau¬ fen der Bahn hervorgerufen wird.
Es werden daher die Erkenntniswerte beziehungsweise die Vorhersage abgewandelt und die erwartete Reak¬ tion neu berechnet. Die unter Heranziehung der be¬ sten Vorhersage getroffene Berechnung ist in der Kurve c wiedergegeben. Die hier vorliegende Vorher¬ sage geht davon aus, daß die Antwort der Verstel¬ lung des Stellglieds 7/1 an der Stelle x"-,^ erfolgt und daß die Antwort von dem Stellglied 7/2 an dem Ort x"2 erfolgt. Dabei wird von folgender Beziehung ausgegangen: x" = x' +^x. Es zeigt sich, daß bei der hier gewählten Vorhersage c die Abweichung zwi¬ schen dem in Kurve b gezeigten Meßsignal und dem berechneten Signal der Kurve c sehr gering ist.
Ein Weg, um zu der dieser Vorhersage entsprechenden Kurve c zu gelangen, wäre es, viele Hypothesen über die Orte x"., und x"?' die sich nur geringfügig un-
ERSATZBUπ (REGEL 26) terscheiden, zu prüfen und die Hypothese mit der besten Übereinstimmung zu dem in Kurve b darge¬ stellten Meßsignal auszuwählen.
Eine Verfeinerung der Vorgehensweise besteht darin, a priori Kenntnisse zum Beispiel über das Schrumpf¬ verhalten und daε ßahnverlaufen in die Berechnung der Hypothesen einfließen zu lassen. Dadurch kann die Anzahl der zu untersuchenden Hypothesen deut¬ lich reduziert werden.
Aus dem zu Figur 2 Gesagtem ergibt sich folgendes:
Wenn man an der Stelle x 1 eine Abweichung bei¬ spielsweise des ortlichen Flachengewichts von einem geforderten Maß feststellt, so muß man die aus der Abweichung resultierende Stellgroße demjenigen
Stellglied 7 zuführen, das sich im Abstand x1 = x ^ -Δx-j_ von der Bezugslinie 25 befindet. Es ist also auf einfache Weise möglich, eine lokale Material- bahneigenschaft einem Stellglied zuzuordnen und da¬ mit ein Querschrumpf oder auch ein seitliches Ver¬ laufen der Bahn zu berücksichtigen.
Es ist offensichtlich, daß sich das beschriebene Verfahren auch zu einer on-line Bestimmung eines seitlichen Verlaufens der Papierbahn eignet.
Als besonders geeignetes Berechnungsverfahren zur rechnerischen Bestimmung des Grades der Überein¬ stimmung der Kurven b und c hat sich das Verfahren der Korrelationsrechnung erwiesen. Ein anderes Maß wäre die mittlere quadratische Abweichung der bei¬ den Kurven.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Vorzugsweise werden bei dem hier beschriebenen Ver¬ fahren lediglich solche Stellglieder berücksich¬ tigt, die zur üblichen laufenden Einstellung des Querprofils benotigt werden. Somit kann es sich hier beispielsweise um Stellglieder handeln, die den Stoffauflauf beeinflussen. Es kann also als Stellglied ein Steuerventil oder ein Mischventil in den Zufuhrleitungen deε Stoffauflaufs verwendet werden. Denkbar ist aber auch, daß als Stellglieder Einrichtungen verwendet werden, die beispielsweise die Heizleistung der Trockenpartie zonenweise über die Bahnbreite unterschiedlich beeinflussen können. Das hier beschriebene Verfahren beziehungsweise die Einrichtung zur Ermittlung der Auswirkung einer Stellgliedverstellung sind in allen Fallen auf gleiche Weise einsetzbar. Nach dem hier Gesagten können also auch Stellglieder verwendet werden, die das Flächengewicht, die Feuchte, die Dichte oder eine andere Eigenschaft der Material- beziehungs¬ weise Papierbahn beeinflussen.
Bei der Wahl der Vorhersagen beziehungsweise Hypo¬ thesen zur Bestimmung der verschiedenen Kurven in Figur 2 wird vorzugsweise schrittweise vorgegangen. Zunächst wird eine Vorhersage getroffen, bei der einerseits nur wenige Großen zu bestimmen sind und andererseits sehr viele Stellwerte und Pro¬ filmeßwerte zur Verfugung stehen. Dies gilt bei¬ spielsweise für eine Vorhersage über den Gesamt- Querschrumpf der Papierbahn und den -quer zur Pa¬ pierbahn gemessenen- Ort im Querprofil, an dem sich die Veränderung eines Stellglieds zeigt. Bei der Berücksichtigung einer derartigen Vorhersage kann
ERSATZBUπ (REGEL 26) eine zuverlässige Bestimmung der Orte sehr schnell geschehen, auch wenn die Stellgroßen sehr klein im Vergleich zum Prozeßrauschen sind.
Bei einer weiteren Vorhersage kann eine etwas ge¬ nauere Bestimmung des Schrumpfverhaltens getroffen werden. Beispiel: Angenommen es stehen bei einer Produktionsmaschine 50 Querprofilstellglieder 150 gemessenen Querproflldatenwerten gegenüber. Bei je¬ dem Eingriff einer Querprofilregelung werden norma¬ lerweise alle Stellglieder um einen kleinen Betrag verstellt, um die Prozeßstorungen auszugleichen. Nach der Verstellung und nach dem Vergleich der Querprofile vor und nach der Verstellung stehen also 150 + 50 Informationen zur Verfugung, die aus¬ gewertet werden können. Soll zum Beispiel nur eine Aussage über den Gesamtschrumpf und über den Betrag des seitlichen Verlaufens der Bahn eine Aussage ge¬ macht werden, sind nur zwei Informationen bezie¬ hungsweise zwei Zahlenwerte aus den zur Verfugung stehenden 200 Informationen zu ermitteln. Das ist auch bei einem sehr großen Prozeß- und Meßrauschen noch gut möglich. Je mehr Aussagen getroffen werden müssen, zum Beispiel zusatzlich über die Weite der Prozeßantwort auf eine Stellgliedverstellung, desto ungunstiger wird das "Rausch zu Nutz-Signal Ver¬ hältnis", so daß auch die Informationen beziehungs¬ weise Zahlenwerte die ermittelt werden mit einem Fehler behaftet sind.
Vorzugsweise wird, um ein möglichst genaues Quer¬ schrumpf-Querprofil berechnen zu können, nach jeder Verstellung eines Stellglieds 7 das Querschrumpf-
ERSATZBUπ (REGEL 26) Querprofil mit Hilfe der Recheneinheit 11 ermit¬ telt, indem ein Vergleich der vorhergesagten Aus¬ wirkung mit der tatsächlich gemessenen Auswirkung erfolgt und anhand der Abweichungen die Erkenntnis¬ werte abgewandelt werden, bis sich eine bessere oder möglichst gute Übereinstimmung zwischen vor¬ hergesagter und berechneter Auswirkung ergibt.
Um die Genauigkeit des Verfahrens zusatzlich zu er¬ hohen sind spezielle Verfahren zur Aufbereitung der Querprofilmessungen vor und nach der Verstellung denkbar. Gangige Verfahren waren zum Beispiel der Einsatz von Filteralgorithmen um den Rauschanteil zu reduzieren. Wenn eine Aussage über den zeitli¬ chen Verlauf des Rauschens oder statistischer Kenn¬ großen getroffen werden kann, zum Beispiel unter Verwendung gemessener Größen, die das Rauschen ver¬ ursachen, oder die nebenbei entstehen, ist es mόg¬ lich, das gemessene Querprofil nachtraglich teil¬ weise vom bekannten Teil des Rauschens wieder zu befreien, oder die Filter optimal darauf abzustim¬ men.
Aussichtsreich sind auch ortliche Transformationen und Gewichtungen der gemessenen Profile mit dem Ziel, diejenigen Anteile im gemessenen Profil zu dampfen, die für die Ermittlung der Auswirkung der Stellglieder wenig gewinnbringend sind.
Um die auf Meßrauschen und Prozeßstbrungen beruhen¬ den Fehler auf ein Minimum reduzieren zu können, werden die berechneten Ergebnisse x"n, wie sie bei¬ spielsweise in den Kurven a und c in Figur 2 darge-
ERSATZBUπ (REGEL 26) stellt sind, unter Berücksichtigung vieler Steli¬ gliedverstellungen ermittelt. Dadurch, daß eine An¬ zahl von Vorhersagen und auch eine Vielzahl von Steligliedverstellungen berücksichtigt werden, ist es möglich, die Meßfehler weitestgehend zu elimi¬ nieren, auch wenn die Amplitude der Steligliedver¬ stellungen sehr klein ist.
Im Sinne der vorgeschlagenen Abstufung ist es sinn¬ voll nur jeweils so viele zeitlich aufeinanderfol¬ gende Stellvorgange zu benutzen, wie notig sind um für die gewünschte Aussage eine ausreichende Genau¬ igkeit zu erzielen.
Beispielsweise sind für die Ermittlung des Gesamt- schrumpfes nur wenige oder gar keine Mittelungen erforderlich. Der Gesamtschrumpf wird also inner¬ halb weniger Verstellungen aller Stellglieder sehr genau ermittelt. Eine feinere Auflösung des Quer- schrumpf-Querprofils benotigt entsprechend mehr In¬ formationen aus mehr Verstellungen. Die Ermittlung dauert also entsprechend langer.
Anstelle von Mittelungen, wie sie hier vorgeschla¬ gen wurden, können naturlich auch komplexere Fil¬ ter- oder Schatzalgorithmen eingesetzt werden.
Die in Figur 1 dargestellte Einrichtung weist nur eine Meßeinrichtung 13 auf. Es ist jedoch auch mög¬ lich, innerhalb einer Herstellungs'vorrichtung be¬ ziehungsweise Papiermaschine mehrere Meßstellen -in Forderrichtung der Materialbahn gesehen- hinterein- anderliegend anzuordnen. Es kann dann das Quer-
ERSATZBUπ (REGEL 26) schrumpf-Querprofil an mehreren Stellen innerhalb der Maschine berechnet werden, so daß sich Rück¬ schlüsse darauf ableiten lassen, wie sich der Quer¬ schrumpf zwischen verschiedenen Meßstellen verän¬ dert hat.
Eine weitere Anwendung der Erfindung besteht darin, den Einfluß einer speziellen Behandlung der Materi¬ albahn in einer geeigneten Nachbehandlungseinrich¬ tung, beispielsweise die Leimung oder Nachbefeuch¬ tung einer Papierbahn, auf den Querschrumpf on-line zu beobachten. Aus der Schrumpfanderung sind dann weitere Prozeßgroßen, beispielsweise die Leimauf¬ nahme des Papiers, ableitbar. Diese Prozeßgroßen können dann für die Bestimmung weiterer Stellein¬ griffe herangezogen werden.
Aus der Beschreibung der Figuren 1 und 2 ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich durch das Verfahren zur Ermittlung eines Querschrumpf-Querprofils einer Materialbahneigenschaft bei der Herstellung einer Faserstoffbahn aus einer Wasser-Faserstoff-Suspen¬ sion große Vorteile ergeben: Es ist ohne weiteres möglich, an verschiedenen Punkten einer Papierher- stellungsmaschine über die Breite einer Material¬ bahn verschiedene Eigenschaften zu erfassen und ge¬ zielt bestimmte Stellglieder der Papierherstel- lungsmaschine anzusprechen, um die Materialbahnei¬ genschaften gezielt zu beeinflussen. Auf diese Weise können Querprofile für das Flachengewicht, die Feuchte, des Querschrumpfs und/oder der Dicke der Bahn genau eingestellt und beeinflusst werden, beispielsweise kann sogar das Querschrumpf-Querpro-
ERSATZBUπ (REGEL 26) fil durch ortliches Befeuchten der Bahn gezielt verändert werden.
Andere Einflußgroßen auf den Schrumpf, die gezielt verstellt werden konnten sind beispielsweise Pro- duktions-Prozeßparameter im Bereich des Naßteils, der Presse, der Trockenpartie. Exemplarisch seien hier genannt: ortliche Temperaturverteilung der Pa¬ pierbahn wahrend des Trocknungsprozesεes, das Feuchtequerprofil innerhalb des Trocknungsprozesses oder direkt nach der Presse, die Faserorientierung, ortlich unterschiedlich starke Behinderung des Schrumpfvorganges durch geeignete unterschiedlich starke Fixierung der Bahn in Bahn-Querrichtung. Weitere Einflußgroßen sind denkbar. Welche Einflu߬ größen praktisch nutzbar sind, wird sich nach einem längeren Einsatz der vorgestellten Methode zur on¬ line Messung des Querschrumpf-Querprofils automa¬ tisch herausstellen.
In modernen Papierherstellungsmaschinen sind die Stellglieder, insbesondere die Steuerventile zum Einstellen des spezifischen Flachengewichts in großer Anzahl in sehr geringem Abstand zueinander vorgesehen. Es ist daher überaus wichtig, genau vorhersagen zu können, welches Stellglied zur Be¬ einflussung einer lokalen Materialbahneigenschaft angesprochen werden muß. Gerade dies ist mit dem hier beschriebenen Verfahren und der im einzelnen dargestellten Einrichtung ohne weiteres möglich.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Anwendungsmögüchkeiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Figuren 3 und 4 naher erläu¬ tert.
Figur 3 zeigt eine Papierherstellungsmaschme 31 mit einem Stoffauflauf 33, der mit dem Stoffauflauf 5 gemäß Figur 1 vergleichbar ist. Darüber hinaus weist die Papierherstellungsmaschme 31 eine auch als Former bezeichnete Siebpartie 35, eine Pressen¬ partie 37 sowie eine Trockenpartie 39 auf. Diese ist mit mindestens einem zonenweise regulierbaren Dampfblaskasten 41 versehen, mit dessen Hilfe das Querprofil der Materialbahn 43, beispielsweise das Trockengehalts-Querprofil beeinflußbar ist.
Die Papierherstellungsmaschme 31 weist außerdem eine Recheneinheit 45 auf, die mit der in Figur 1 dargestellten Recheneinheit 11 vergleichbar ist. Der Stoffauflauf 33 ist mit der Recheneinheit 45 über Signalleitungen 47 und 49 verbunden, über die einerseits beispielsweise die Ist-Stellung ver¬ schiedener Stellglieder des Stoffauflaufs 33 erfaßt werden können und die andererseits dazu dienen, Steuersignale an die Stellglieder weiterzuleiten.
Die Papierherstellungsmaschme 31 ist außerdem noch mit einer Meßeinrichtung 51 versehen, die der m Figur 1 dargestellten Meßeinrichtung 13 entspricht und die über eine Signalleitung 53 Meßsignale an die Recheneinheit 45 abgibt. Diese kann mit einem Monitor 55 versehen sein, auf dem sowohl Meß- als auch Steuersignale darstellbar sind.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Aus Figur 3 wird deutlich, daß mit Hilfe der Me߬ einrichtung 51 Querprofile der Materialbahn 43 er¬ faßt werden können. Ein besonders wichtiges Anwen¬ dungsfeld der Erfindung ist die sogenannte Flächen- gewichts-Querprofilregelung, mit deren Hilfe eine möglichst gleichmaßige flächenbezogene Massevertei¬ lung der Materialbahn eingestellt werden soll. Wenn also mit Hilfe der Meßeinrichtung 51 Abweichungen im gewünschten Flachengewicht der Materialbahn, also Abweichungen im Flächengewichts-Querprofil , festgestellt werden, können über die Recheneinheit 45 bestimmte Stellglieder des Stoffauflaufs 33 so angesteuert werden, daß sich die gewünschte Dicke der Materialbahn beziehungsweise das gewünschte Flächengewicht einstellt. Es ist also eine ortliche Beeinflussung der Fasermenge möglich, die über den Stoffauflauf 33 abgegeben wird.
Ebenso ist es mit Hilfe der Recheneinheit 45 mög¬ lich, den Dampfblaskasten 41 so anzusteuern, daß einzelne Zonen der Materialbahn 43 mehr oder weni¬ ger erwärmt werden. Auf diese Weise laßt sich ein bestimmtes Feuchtigkeits-Querprofil der Material¬ bahn 43 einstellen und damit letztlich auch das Querschrumpf-Querprofil gezielt beeinflussen.
Es wird nach allem deutlich, daß mit Hilfe der hier beschriebenen Erfindung ein Querprofil einer Mate¬ rialbahn gezielt beeinflußbar ist, .weil die ortli¬ chen Materialbahneigenschaften durch eine gezielte Verstellung verschiedener Stellglieder, sei es von Stellgliedern im Stoffauflauf oder in einem Dampf¬ blaskasten, beeinflußbar sind.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Anhand von Figur 4 soll noch einmal auf die beson¬ ders wichtige Anwendung der Erfindung eingegangen werden, namlich auf die Flachengewichts-Querprofil¬ regelung beziehungsweise auf die Einstellung eines vorbestimmten Flachengewichts-Querprofils einer Ma¬ terialbahn an einem Stoffauflauf.
Figur 4 zeigt rein beispielhaft einen Zweischich- ten-Stoffauflauf 33, zusammen mit einem schematisch dargestellten Leitungssystem zum Zufuhren von ver¬ schiedenen Faserstoff-Suspensionen.
Der Stoffauflauf 33 umfaßt eine Düse 57, die m be¬ kannter Weise durch zwei sich über die Breite der Papierherstellungsmaschine 31 erstreckende Strom- führungswande 57a und 57b begrenzt wird. Die Strom- führungswande 57a, 57b sind über je einen bekannten Turbulenzgenerator 59 mit einer mittleren stationä¬ ren Trennwand 61 verbunden. Am auslaufseitigen Ende der Trennwand 61 iεt wiederum mittels eines Gelenks 63 eine Lamelle 65 schwenkbar befestigt. Abweichend hiervon kann die Lamelle auch starr an der Trenn¬ wand 61 befestigt sein.
Ein erster Hauptstoffström, der aus einer ersten Papierstoffsorte besteht, gelangt über eine Quer- Verteilleitung 67 und über eine davon abgezweigte Reihe von sektionalen Zufuhrleitungen 69 zu einem der beiden Turbulenzgeneratσren 59.
Abweichend von der in Figur 4 gewählten Darstellung kann in jeder der sektionalen Zufuhrleitungen 69
ERSATZBUπ (REGEL 26) ein als Volumenstromregler ausgebildetes Stellglied vorgesehen werden.
Ein zweiter Hauptstoffström, bestehend aus einer anderen Papierstoffsorte, gelangt über eine Quer- Verteilleitung 71 und über eine davon abgezweigte Reihe von sektionalen Zufuhrleitungen 73 zu dem an¬ deren Turbulenzgenerator. Damit, falls erforder¬ lich, daß Flachengewichts-Querprofil der herzustel¬ lenden Papier- beziehungsweise Materialbahn korri¬ giert werden kann, ist eine dritte Quer-Verteillei¬ tung 75 vorgesehen, über die ein sogenannter Neben- Stoffstrom zugeführt wird. Dieser besteht zum Bei¬ spiel aus Verdunnungswasser oder aus einer zweiten Papierstoffsorte, jedoch mit anderer, vorzugsweise geringerer Stoffdichte. Von der Quer-Verteilleitung 75 sind mehrere sektionale Zufuhrleitungen 77 mit je einem als Steuerventil 79 ausgebildeten Stell¬ glied abgezweigt.
Jede der Zufuhrleitungen 77 fuhrt somit einen steu¬ erbaren sektionalen Neben-Stoffstrom zu einer Mischstelle 81, wo er mit einem der sektionalen Hauptstoffströme vermischt wird.
Im Falle eines Dreischicht-Stoffauflaufes wird man das Leitungssystem 71 bis 77 mit dem Steuerventil 79 und den Mischstellen 81 vorzugsweise der mittle¬ ren Schicht zuordnen.
Abweichend von der Darstellung in Figur 4 konnte zusatzlich noch folgendes vorgesehen werden: Wei¬ tere Zufuhrleitungen für einzeln steuerbare sektio-
ERSATZBUπ (REGEL 26) nale Neben-Stoffstrome konnten in die sektionale Zufuhrleitungen 69 für den ersten Hauptstoffstrom einmunden.
Bereits aus der in Figur 4 darstellten Prin¬ zipskizze wird deutlich, daß die Stellglieder in relativ geringem Abstand zueinander angeordnet sein können. Wahrend bei herkömmlichen Typen eines Stof¬ fauflaufs, deren Blendenverstellung insbesondere mit Stellspindeln vorgenommen wird, der Einfluß der Verstellung einer Stellspindel auf das Flachenge¬ wichts-Querprofil mehr als den vierfachen Stell¬ gliedabstand entspricht, wirkt sich die Verstellung eines den Neben-Stoffstrom beeinflussenden Stell¬ glieds auf das Flachengewichts-Querprofil etwa im Bereich des zweieinhalbfachen Stellgliedabstandes aus.
Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, trotz des geringen Abstands der Stellglieder, bei einer ort¬ lichen Abweichung des Querprofils der Materialbahn, genau das Stellglied anzusprechen, mit dessen Hilfe sich das gewünschte Querprofil einstellen laßt. Da¬ bei kann aufgrund der relativ hohen Dichte der Stellglieder eine wesentlich verbesserte Papierqua- litat erreicht werden.
Aus der Beschreibung ergibt sich insgesamt, daß das Verfahren zur Ermittlung der Auswirkung einer Stellgliedverstellung einfach durchfuhrbar ist, und daß dabei der Prozeß zur Herstellung einer Materi¬ albahn in keiner Weise gestört wird, insbesondere keine allem auf der Messung beruhenden Nacnteile
ERSATZBUπ (REGEL 26) „„ .ft PCT/EP96/04639 O 97/18349
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für die Bahneigenschaften eintreten. Es bedarf le¬ diglich der Vorhersage der erwarteten Auswirkung anhand von Erkenntniswerten. Durch den Vergleich der theoretisch vorhergesagten Auswirkung mit ge¬ messenen Bahneigenschafts-Querprofil-Werten kann eine Verbesserung der Erkenntniswerte vorgenommen werden, bis die Vorhersage mit dem gemessenen Wer¬ ten weitgehend übereinstimmt.
Das Verfahren eignet sich zur Vorhersage einerseitε über den Auswirkungsort einer Stellgliedverεtellung aber auch andererseits über den Verlauf der Bahnei- genschaften in der Nahe des Auswirkungsortes,also über die Form der Auswirkung. Die Vorhersagen über die Form der Auswirkung, also über die Weite der Auswirkung am Auswirkungsort und über die Amplitude der Änderungen der Materialbahneigenschaften am Auswirkungsort, werden durch Vergleich mit gemesse¬ nen Werten schrittweise immer weiter verbessert. Auf diese Weise kann auch eine Überlagerung der Auswirkung einer Stellgliedverstellung mit den Aus¬ wirkungen benachbarter Steligliedverstellungen vor¬ hergesagt werden. Es zeigt sich namlich, daß die Weite der Auswirkung der Verstellung eines Stell¬ gliedes oft so breit ist, daß sie sich über mehrere Stellglieder hinweg erstreckt.
Mit Hilfe des Verfahrens zur Ermittlung der Auswir¬ kung der Steligliedverstellungen kann, nach dem Obengesagten, sowohl ein Querschrumpf-Querprofil einer Materialbahn exakt bestimmt werden als auch das seitliche Verlaufen der Materialbahn innerhalb der Herstellungsmaschine. Das Querschrumpf-Querpro-
ERSATZBUπ (REGEL 26) fil ist einerseits als wichtiger Qualitatsparameter der erzeugten Bahn von Interesse, andererseits er¬ möglicht es auch Rückschlüsse auf die Funktion der Produktionsmaschine.
Es zeigt sich, daß die Auswirkung anhand von Er- kenntniswerten zunächst ungefähr vorausgesagt wer¬ den kann und daß bei der Verstellung mehrerer Spin¬ deln und bei der Ermittlung der Auswirkung der Ver¬ stellungen die Vorhersage über die Auswirkung so abgestimmt werden kann, daß sowohl ein Quer¬ schrumpf-Querprofil als auch ein seitliches Verlau¬ fen der Bahn erfaßt können.
Insbesondere dadurch, daß nach jeder Verstellung eine Stellgliedes die Auswirkung vorherbestimmt und durch Messung geprüft wird, erhalt man eine Fülle von Meßwerten, so daß die Erkenntniswerte optimal abgestimmt werden können. Die Vielzahl der Ermitt¬ lungen der Auswirkungen läßt sich am besten durch eine automatische Durchführung des Verfahrens re¬ alisieren, so daß schließlich auch eine on-line Be¬ stimmung der Auswirkungen möglich ist.
Aus dem Obengesagten werden die Ziele der beschrie¬ benen Querεchrumpfmessung deutlich: Erstenε soll eine Querprofilregelung ermöglicht werden, mit de¬ ren Hilfe die Zuordnung der Stellgliedpoεitonen zu den Meßgliedpositonen gegeben ist, so daß die für die optimale Beeinflussung des Querprofils anzusprechenden Stellglieds geortet werden können.
ERSATZBUπ (REGEL 26) Außerdem soll eine technologische Prozeßbeurteilung möglich sein, beispielsweise in der Trockenpartie eine gleichmaßige Trocknung über die Bahnbreite oder in der Naßpartie eine gleichmaßige Faserorien¬ tierung und ein gleichmaßiges Längs- zu Quer-Reiß- festigkeits-Verhaltnis über die Bahnbreite oder dergleichen.
Bei der technologischen Prozeßbeurteilung ist die exakte Kurvenform des Querschrumpf-Querprofils be¬ deutsam. Bei der Realisierung einer Querprofilrege¬ lung muß der Fehler an jeder Ξtellgliedposition kleiner als der 0,5-fache Stellgliedabεtand sein, damit eine Regelung möglich ist. Bei einem Fehler, der kleiner als der 0,2-fache Stellgliedabstand ist, kann eine sinnvolle Regelung realisiert wer¬ den.
ERSATZBUπ (REGEL 26)

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Ermittlung der Auswirkung einer Verstellung von bei der Herstellung einer Material¬ bahn eingesetzten, über die Bahnbreite verteilt an¬ geordneten, die Materialbahneigenschaften beein¬ flussenden Stellgliedern, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verstellung mindestens eines Stellglie¬ des eine aus Erkenntniswerten über das Verhalten des Bahneigenschafts-Querprofils bei der Verände¬ rung von Stellgliedern abgeleitete Vorhersage über die Auswirkung der Stellgliedverstellung getroffen wird, daß mindestens ein Bahneigenschafts-Querpro- fil vor und nach der Verstellung der Stellglieder gemessen wird, daß die Vorhersage über die Auswir¬ kung der Steligliedverstellungen mit der gemessenen Auswirkung verglichen wird, daß die bestehenden Erkenntniswerte abgewandelt werden, bis sich eine bessere Übereinstimmung zwischen vorhergesagter und gemessener Auswirkung ergibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß eine Vorhersage über die Auswir¬ kungsorte von Steligliedverstellungen getroffen wird.
ERSATZBUπ (REGEL 26)
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vorher¬ sage über die geometrische Form der Auswirkungen getroffen wird.
4- Verfahren nach Anspruch 3 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Weite der Auswirkung am jeweili¬ gen Auswirkungsort vorhergesagt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß die Amplitude der Änderung der Materialbahneigenschaften im jeweiligen Auswir¬ kungsort vorhergesagt wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Quer¬ schrumpf-Querprofil aus den Auswirkungsorten ermit¬ telt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das seitliche Verlaufen der Materialbahn aus den Auswirkungsorten ermittelt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nur die Ver¬ stellung der Stellglieder berücksichtigt wird, die zur laufenden Einstellung der Bahneigenschafts- Querprofile benötigt werden.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstel¬ lung der Stellglieder nur so gewählt wird, wie es
ERSATZBUπ (REGEL 26) zur laufenden Einstellung der Bahneigenschafts- Querprofile notwendig ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, daß die Verstellung der Stellglieder durch eine automatische Bahneigenschafts-Querprofilrege¬ lung erfolgt.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren durch einen Steuerungsrechner automatisch durchge¬ führt wird.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren on-line durchgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, daß die Verstellung der Stellglieder zur Beeinflussung von Flachengewicht, Feuchte und/oder Dichte der Materialbahn berücksichtigt wird.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennt¬ niswerte über das Verhalten der Materialbahneigen¬ schaften zunächst aufgrund allgemeiner, einfacher Aussagen über das Verhalten der Materialbahneigen¬ schaften gewonnen werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennt¬ niswerte schrittweise abgewandelt werden, wobei zunächst eine möglichst allgemeine, einfache Aus¬ sage über das Verhalten der Materialbahneigenschaf-
ERSATZBUπ (REGEL 26) ten getroffen wird und schließlich eine Voraussage, die das tatsächliche Querprofil der Materialbahn möglichst genau wiedergibt.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprü¬ che, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder Ver¬ stellung der Stellglieder das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 durchgeführt wird.
17. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mittelung oder Filterung der Ergebnisse bei der Bestimmung der Auswirkung für eine Anzahl von Vorhersagen, und/oder für eme Anzahl von zeitlich nacheinander- liegenden Steligliedverstellungen und/oder für eine Anzahl einzelner Querprofilmessungen durchgeführt wird.
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Grad der Übereinstimmung von Messung und Vorhersage rechne¬ risch bestimmt wird, vorzugsweise mit mittels einer Korrelationsrechnung oder durch Auswertung der mittleren quadratischen Abweichung.
19. Einrichtung zur Ermittlung der Auswirkung der Verstellung von bei der Herstellung einer Material¬ bahn eingesetzten, über die Bahnbreite verteilt an¬ geordneten, die Materialbahneigenschaften beein¬ flussenden Stellgliedern, insbesondere zur Durch¬ führung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 18, mit einer Meßeinrichtung zur Erfassung des Querprofils einer Materialbahneigenschaft, mit
ERSATZBUπ (REGEL 26) Stellgliedern zur Beeinflussung des Querprofils der Materialbahneigenschaft und mit einer Recheneinheit zur Bestimmung der Auswirkung einer Stellgliedver¬ stellung, dadurch gekennzeichnet, daß in der Re¬ cheneinheit (11) Erkennntniswerte über das Verhal¬ ten der Materialbahneigenschaften bei der Verstel¬ lung eines Stellgliedes (7) verarbeitet werden.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Recheneinheit (11) die Auswirkung anhand der Erkenntniswerte on-line bestimmt.
21. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß mehrere -in Laufrichtung der Mate¬ rialbahn hinteremanderliegende- Meßeinrichtungen vorgesehen sind.
22. Verfahren zur Herstellung einer Materialbahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn aus ei¬ ner Wasser-Faserstoff-Suspension, bei dem eine An¬ zahl über die Bahnbreite verteilt angeordneten und wenigstens eine der Bahn-Eigenschaften (beispiels¬ weise das spezifische Flachengewicht) beeinflussen¬ den Stellgliedern eingesetzt werden, bei dem man mittels einer Meßeinrichtung das Querprofil der ge¬ nannten Bahneigenschaften mißt und aus den Meßwer¬ ten Stellgrößen gewinnt, die auf die Stellglieder derart wirken, daß sich das gewünschte Bahneigen¬ schafts-Querprofil einstellt, dadurch gekennzeich¬ net, daß bei der Verstellung eines Stellgliedes die nach Anspruch 1 bis 18 ermittelten Auswirkungen von Steligliedverstellungen berücksichtigt werden.
ERSATZBUπ (REGEL 26)
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß das ermittelte Querschrumpf-Querpro¬ fil die Grundlage für eine on-line Überwachung und Beeinflussung des Querschrumpf-Querprofils selbst ist.
24. Verfahren nach Anspruch 21 und 22, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß das Flachengewichts-Querprofil durch eine sektional einstellbare Faserstoffmenge in einem Stoffauflauf geregelt wird.
25. Vorrichtung zur Herstellung einer Material¬ bahn, insbesondere einer Papier- oder Kartonbahn, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 22 bis 24.
ERSATZBUπ (REGEL 26)
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