EP1037842B1 - Verfahren und anordnung zur vorhersage und regelung einer papierwickelkenngrösse bei einer papierwickelvorrichtung - Google Patents

Verfahren und anordnung zur vorhersage und regelung einer papierwickelkenngrösse bei einer papierwickelvorrichtung Download PDF

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EP1037842B1
EP1037842B1 EP98965599A EP98965599A EP1037842B1 EP 1037842 B1 EP1037842 B1 EP 1037842B1 EP 98965599 A EP98965599 A EP 98965599A EP 98965599 A EP98965599 A EP 98965599A EP 1037842 B1 EP1037842 B1 EP 1037842B1
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EP
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paper
characteristic variable
paper winding
winding
winding characteristic
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Clemens SCHÄFFNER
Helmut Liepold
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Siemens AG
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    • B65H2557/2644—Calculating means; Controlling methods with key characteristics based on closed loop control characterised by PID control

Definitions

  • the average layer thickness is: during the reeling process here the number of layers wound up and the radius increase certainly. Average over 100 layers is obtained so the average layer thickness. To the average layer thickness between to be able to compare individual types of paper better, one relates this size to the paper thickness in the relaxed Condition of the respective variety. You get a key figure that is usually less than 1. The smaller it is, the more the roll is wound harder; one speaks in this context also of high winding hardness. In the other case it is the mean normalized layer thickness is relatively large, which with a corresponds to low winding hardness.
  • the problem underlying the invention therefore exists in providing a method and arrangement whereby a Relevant paper winding parameter during the paper winding process can be predicted or regulated.
  • the result of the prediction of the paper winding parameter can be advantageous to take advantage of the usual in paper winding devices constant forces according to the to influence the desired nominal paper winding parameter by a controller, the behavior of the paper winding parameter dependent on the influence force is embossed and this one from the nominal winding parameter and the predicted current paper winding parameter formed control difference is supplied, from which he determines a compensation force that one during the winding process significant influence is superimposed.
  • the method and the arrangement can also be advantageous then use if the paper winding from a larger Wrapping on smaller wraps is done and the paper in Is cut.
  • the result of the various predicted current paper roll parameters can advantageously be overlaid to a common size in order to control the controller.
  • simple measured variables such as the radius of the paper or the angular velocity of the different paper rolls, are advantageously detected in order to predict the current paper winding parameter or to determine the layer thickness from these variables.
  • the proposed methods can be particularly advantageous or arrangements for regulating the line force as well also use the regulation of the tractive force as an influencing force.
  • Neural networks can be used as a predictor and as Controllers Use PID controllers, because with these devices sufficient Experience exists and no great effort to Training or to adapt these facilities to the special Problems with paper wrapping is required.
  • the proposed arrangements can be advantageous Use paper roll cutters because there are high quality requirements exist and using the proposed procedures an improvement can be achieved.
  • the proposed method and the proposed method can be advantageous Arrangement also for paper-like materials are used that have similar mechanical properties, d. H. viscoelastic behavior and elastic / plastic deformation, like paper.
  • Figure 1 shows schematically the structure of a backup roller winder with the radius r as the winding radius, F as the web tension in front of the backup roller St and the web speed v.
  • the paper web is designated with P.
  • F AW is the developed web tension or also the web force on the reel.
  • M H denotes the drive torque of the center drive of the winding tube and M S denotes the drive torque of the back-up roll, the winding being designated Wi and the tube being Hul.
  • a line force Lin occurs which can be influenced by mechanical devices.
  • Several paper webs have already been wound over one another on the winding Wi, which is indicated by concentric circles.
  • the first paper roll which represents the drum, is not shown, but only the second paper roll Wi on which the paper web P is wound.
  • the first paper roll from which it is unwound is located in front of it in the direction of the force F and corresponds essentially to the second roll, whereby it can differ from it by its width.
  • the web force F AW depends on the control variables and other influencing variables such. B. the paper and the environment.
  • Control variables are, for example, the drive torques M S of the support roller St and the center drive M H , the line force Lin with which the winding Wi is pressed onto the support roller St, the web tensile force in front of the nip F, and occasionally friction damper settings with which vertical movements of the angle Wi on the support roller St by hydraulic dampers or by eddy current brakes.
  • Influencing variables are, for example, the paper properties, such as the modulus of elasticity, the weight per unit area in relation to the density, the roughness, the smoothness, the moisture, the porosity and the elongation at break of the paper the paper web widths are taken into account.
  • the machine data contain general information for the winding process.
  • the role data are preferably produced for each Role provided.
  • the measurable Data on these paper wrappers are currently under construction provided depending on the diameter, but it is also the provision depending on the time or conceivable from other measured variables of the device.
  • Figures 3 and 4 show, for example, the courses of different stations of a paper roll cutter.
  • the influencing force is the web tension and upwards the average layer thickness.
  • a relationship Z10 or Z20 results from these surveys, which can be used to control the paper winding parameter, in this case the mean normalized layer thickness, using an influencing force.
  • the roll-up curves for different web trains are determined individually depending on different types of paper or for different stations.
  • a predictor in particular a neuronal predictor, can be defined which, based on the curve data of the reeling and unrolling, has a current diameter or another measurable one Characteristic d (n) predicts the value rewinding to diameter d (n + ⁇ ).
  • the predictor can also use other / further characteristic data as input variables. That is, it predicts the current roll thickness as a paper winding parameter.
  • w (i) mean the parameters of the neural network NN 2 .
  • the index ⁇ means an estimated value, i the number of the station if several winding stations are used and ⁇ a value correlated with time.
  • the parameters w (i) / 2 must be determined for the respective stations i. This is usually done by minimizing a cost function using a gradient method and the values from the measured roll-up and roll-up curves to the different throws, ie winding processes. These data are preferably sorted according to paper types and within the paper types according to the stations used.
  • the special structure of the neural network enables a simplified, two-stage procedure.
  • z (n) is set to 0 for all n and the parameters W (i) / 1 ... W (i) / 3 are calculated by solving the resulting (over-determined) multilinear system of equations. Known standard methods such as singular value decomposition can be used for this purpose.
  • the parameter w (i) / 4 is now determined in such a way that the remaining residual error of the multilinear model is minimized.
  • the individual predictions y and (i) (n + ⁇ ) are preferably combined with the aid of a further neural network NN 3 to form a parameter if several paper winding stations are used in the reeling process.
  • y (n + ⁇ ) NN 3 ( y (I) (N + ⁇ ))
  • y (N + ⁇ ) ⁇ Mean y (I) (n + ⁇ )
  • y (N + ⁇ ) Max ⁇ y (I) (n + ⁇ )
  • This measure corresponds to a special implementation of a "Mixing of Experts" with neural networks. Any predictor provides a station-specific neuronal expert with regard to the roll thickness or another paper wrap parameter and the contributions of all experts an input variable for the controller is formed. Because during one Winding process, not all stations are always active, or in In extreme cases, only one station is operated, preferably only the contributions of the active stations are taken into account.
  • the prediction value y and serves as an estimate of the roll-up value for the diameter d or another time-corrected variable. This is intended to y in addition to the setpoint for the paper winding characteristic variable and preferably the preset value of the web tension F 'is to processed at the control process.
  • time is used as the argument here and a time delay T t for the stages of the control loop concerned has been assumed to simplify the illustration.
  • the diameter prediction horizon ⁇ must be selected so that the time delay in the individual stages is compensated for.
  • the controller R is supplied with a control difference from the setpoint specification y Soll and the estimated value y and (t).
  • the controller R is designed as a PID controller and uses the relationship between force and average layer thickness as the paper winding parameter that was determined at the input.
  • a motor controller KS predetermined target force F should be corrected '(t). Accordingly, by varying the impact force F soll (t) is obtained of the force controller KS at the individual winding stations S1 to S11 of the winding apparatus WV a desired winding layer thickness or a desired winding layer thickness profile during the winding process.
  • measured values are recorded at the individual stations S1 to S11 for the winding and at the unwinding station of the reel AB and a layer thickness is determined from this as a function of a dead time T t , this dead time being necessary for determining or calculating the influencing variable from the measured variables.
  • predictors P1 to P11 are provided, to which these specific influencing variables are fed, and which predict a current layer thickness at the current time. That is, the predictors compensate for the dead time that elapses to determine the influencing variables from the measured variables. If several stations are provided, as shown here in FIG. 6, a combination unit KOM is used, which in a suitable manner superimposes the individual prediction results to an estimated value y and (t).
  • the force controller KS is in common paper winding devices already prior art and serves to keep constant the set force F soll (t).
  • a correction force for the force F ' target (t) is determined.
  • the web tension correction compensates for the observed fluctuations in the roll-up curve, because the web tension increases with an increasing value of the roll-up layer thickness, and the web tension is reduced with a decreasing roll-up layer thickness compared to the nominal value. Because of the mechanical properties of the paper, ie due to the process, the web tension correction must not exceed or fall below certain values. For this reason, it is preferable to provide a limitation, for example by hard limits according to: or also by soft limits, which are characterized by a differentiable limitation function, for example based on the arctan function. In the case of more complicated relationships, the use of a neural network as a limiter is also conceivable.
  • a nominal paper winding parameter is corrected by a predicted paper winding parameter and in the controller R, which regulates the dependence of the influence on the paper winding parameter, a nominal correction force is generated which corresponds to the control difference from the predicted current paper winding parameter and nominal paper winding parameter.
  • a corrected target force F is to set (t) to fix the paper winding characteristic variable at the individual winding stations, and second paper winding S1 to S11. In some cases, more or fewer winding stations can also be provided on the winding device.
  • predictors do not have to be provided for each winding device, but in some cases only the measured values of such winding stations can be recorded and predicted to an estimated value, which is known to be at the upper or lower end of the spread of the quality parameters of the winding process are located. That is, a particularly good or a particularly bad station is preferably selected.
  • the influencing force is regulated in the same way for all winding stations.
  • the influencing forces can be regulated separately for each winding station.
  • the control arrangement from FIG. 5 can be used in such arrangements.
  • the line force as well as the web tensile force can be used to regulate the winding device both as an influencing force.
  • Figure 5 shows the regulation of the line force in a winding device.
  • the web tension can also be regulated in a corresponding manner without restricting the invention, provided that the web tension of individual winding stations F1 to F11 can be regulated separately.
  • the illustration in FIG. 5 differs from that in FIG. 6 only in that a line force L is entered instead of the web tensile force F and in that reel-specific regulators RI or KSI are provided. Analogous to the known mode of operation from FIG.
  • this controller or this control arrangement regulates a predetermined nominal paper winding parameter by means of a correction force influencing the default force for the force controller KSI, which is derived from a predicted estimated value y and (i) (t) to form the control difference, which is fed to the controller has been derived.
  • the individual individual winding device is designated by WVI in FIG. 5. It is conceivable that in addition to the described regulation of the roll-up thickness as a paper roll influencing variable, a further improvement can be achieved by the web tensile force if the line force is also regulated or in combination with the web tensile force.
  • the target line force L ' is influenced and corrected by the controller RI and that the force control loop already present on the winding device, which regulates the influence force L (i) (t), can be used without change, so that no change occurs existing paper winding devices is required. These are usually able to regulate a constant influence during the winding process.
  • the dependence of the mean roll thickness as a paper roll influencing variable on the line force as an influencing force is first determined and approximated by a linear trend line, or the relationship is learned by a function approximator.
  • the predictor PI is shaped on the basis of the known relationships between the processing of the reel and the winding of the paper wrap. That is, Measurements with different forces must also be carried out in advance and plotted for the line force in an analogous manner to that in FIG. 2.

Landscapes

  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Handling Of Continuous Sheets Of Paper (AREA)
  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Replacement Of Web Rolls (AREA)

Description

Bei der Herstellung von Papier wird dieses in bis zu 10 Meter breiten Bahnen auf einem Tambour zur Zwischenspeicherung und Weiterverarbeitung aufgewickelt. Der Durchmesser des Tambours kann dabei bis zu 3 Meter und mehr betragen. Bei ihrer weiteren Verarbeitung durchläuft diese Papierbahn einen Rollenschneider zur Konfektionierung nach kundenspezifischen Vorgaben, auf dem sie in Papierbahnbreiten unterschiedlicher Breite geschnitten und auf Hülsen aufgewickelt wird, welche an Kunden ausgeliefert werden können (US-A-4 743 811).
Bei der Herstellung dieser Kundenwickel treten einige papierspezifische Probleme auf: das Aufrollen des Papiers auf den Tambour erfolgte unter Zugspannung in horizontaler Richtung und durch Anpressung in radialer Richtung zur Hülse. Dabei kommen viskoelastische Effekte des Papiers zum tragen. Durch den Aufrollmechanismus können dem Papier bereits verschiedenste Eigenschaften aufgeprägt worden sein, da die dabei angewendeten Kräfte in den Lagen des Tambours gespeichert werden.
Beim Abrollen des Papiers vom Tambour auf eine Rolle wird dies wiederum tangentialen und radialen Kräften ausgesetzt. Das Ziel bei diesem Wickelvorgang ist es, die entstehende Papierrolle in einer optimalen Wickelhärte aufzurollen, so daß insbesondere kein Teleskopieren der Papierrolle entsteht und auch keine plastische Verformung des Papiers innerhalb der Rolle eintritt. Da die Materialeigenschaften des gewickelten Papiers sortenspezifisch variieren, handelt es sich dabei um ein sehr komplexes Problem.
Üblicherweise dient als Maß für die Beurteilung der Qualität des entstehenden Wickels die Wickelhärte oder die Aufwickelhärte. Für diese Papierwickelkenngröße existieren unterschiedliche Definitionen, von denen eine beispielsweise die mittlere Lagendicke ist: während des Aufrollvorganges wird hier die Anzahl aufgewickelter Lagen und die Radiuszunahme bestimmt. Gemittelt über üblicherweise 100 Lagen erhält man so die mittlere Lagendicke. Um die mittlere Lagendicke zwischen einzelnen Papiersorten besser vergleichen zu können, bezieht man diese Größe auf die Papierdicke im entspannten Zustand der jeweiligen Sorte. Man erhält eine Kennzahl, die in der Regel kleiner als 1 ist. Je kleiner sie ist, um so härter ist die Rolle gewickelt; man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer hohen Wickelhärte. Im anderen Fall ist die mittlere normierte Lagendicke relativ groß, was mit einer niedrigen Wickelhärte korrespondiert. Üblicherweise trägt man diese Größen über den Durchmesser auf, wie z. B. in Figur 2 dargestellt. Je nachdem, ob es sich dabei um eine Aufrollung oder Abrollung handelt, spricht man von Aufroll- bzw. Abrollkurven, oder auch von Aufrollagendickekurven. Der Verlauf einer solchen Kurve gibt Aufschluß über die Qualität der produzierten Wickel. Sie zeigt in der Regel starke Schwankungen, die eine Interpretation bezüglich der Qualität erheblich erschweren. In der Praxis wird ein Wickel als optimal gewickelt bezeichnet, wenn die Aufrollkurve mit Ausnahme von Begin und Ende des Wickelvorganges einen sonst nahezu konstanten Verlauf hat. Zur Beurteilung zieht man den Mittelwert der Kurve heran.
Analog zur Aufrollwickelhärte ist eine Abrollwickelhärte bezüglich des Tambours definiert. Aus den Kurven in Figur 2 kann erkannt werden, daß die Aufrollwickelkurve (AU) und die Abrollwickelkurve (AB) einander beeinflussen und das trotz der beim Wickelvorgang konstant geregelten Kraftverhältnisse, die Aufrollkurve in ihrem Verlauf der Abrollkurve des Tambours folgt. Ein solches Verhalten des Papierwickels beim Aufrollvorgang ist aber wie Eingangs geschildert, nicht gewünscht.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Anordnung anzugeben, womit eine beim Papierwickelvorgang maßgebliche Papierwickelkenngröße vorhergesagt bzw. geregelt werden kann.
Diese Aufgabe wird für die Verfahren gemäß den Patentansprüchen 1 und 2 und für die Anordnungen gemäß den Patentansprüchen 7 und 8 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteilhaft wird ausgenutzt, daß sich beim Abwickeln und beim Aufwickeln verschiedener Papierrollen das Verhalten des Papiers und der damit verbundenen Papierwickelkenngrößen ähnelt. Dieser Sachverhalt läßt sich ausnutzen, um einen Prädiktor zu trainieren, bzw. ihm dieses Verhalten aufzuprägen, um für künftige Wickelvorgänge das Verhalten der Papierwikkelkenngröße vorhersagen zu können.
Vorteilhaft läßt sich das Ergebnis der Vorhersage der Papierwickelkenngröße dazu ausnutzen, um die üblicherweise bei Papierwickelvorrichtungen konstantgehaltenen Kräfte gemäß der gewünschten Sollpapierwickelkenngröße zu beeinflussen, indem einem Regler das einflußkraftabhängige Verhalten der Papierwickelkenngröße aufgeprägt wird und diesem eine aus der Sollwickelkenngröße und der prädizierten aktuellen Papierwickelkenngröße gebildete Regeldifferenz zugeführt wird, woraus er eine Kompensationskraft bestimmt, die einer beim Wickelvorgang maßgeblichen Einflußkraft überlagert wird.
Vorteilhaft läßt sich das Verfahren und die Anordnung auch dann einsetzen, wenn die Papierwicklung von einem größeren Wickel auf kleinere Wickel erfolgt und das Papier dabei in Bahnen geschnitten wird.
Vorteilhaft läßt sich für den Fall, daß eine breite Papierbahn zerschnitten wird und auf schmalere Papierwickel aufgewickelt wird, das Ergebnis der verschiedenen prädizierten aktuellen Papierwickelkenngrößen zu einer gemeinsamen Größe überlagern, um den Regler anzusteuern.
Vorteilhaft werden bei Anwendung des vorgeschlagenen Verfahrens bzw. Einsatz der vorgeschlagenen Anordnungen einfache Meßgrößen, wie der Radius des Papiers, bzw. die Winkelgeschwindigkeit der unterschiedlichen Papierrollen erfaßt, um die aktuelle Papierwickelkenngröße zu prädizieren, bzw. aus diesen Größen die Lagendicke zu bestimmen.
Besonders vorteilhaft lassen sich die vorgeschlagenen Verfahren bzw. Anordnungen sowohl zur Regelung der Linienkraft, als auch der Regelung der Bahnzugkraft als Einflußkraft einsetzen.
Vorteilhaft lassen sich als Prädiktor neuronale Netze und als Regler PID-Regler verwenden, da mit diesen Einrichtungen hinreichende Erfahrungen bestehen und kein großer Aufwand zum Training bzw. zur Anpassung dieser Einrichtungen an die spezielle Problematik beim Papierwickeln erforderlich ist.
Vorteilhaft lassen sich die vorgeschlagenen Anordnungen bei Papierrollenschneidern einsetzen, da dort hohe Qualitätsanforderungen bestehen und mittels der vorgeschlagenen Verfahren eine Verbesserung erzielbar ist.
Vorteilhaft kann das vorgeschlagene Verfahren und die vorgeschlagene Anordnung aber auch bei papierähnlichen Materialien eingesetzt werden, die ähnliche mechanische Eigenschaften, d. h. viskoelastisches Verhalten und elastisch/plastische Verformung, wie Papier aufweisen.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren weiter erläutert:
Figur 1
zeigt eine schematische Darstellung eines Stützwalzenwicklers
Figur 2
zeigt Aufroll- und Abrollkurven.
Figuren 3 und 4
zeigen Kraft-Lagendickenzusammenhänge
Figur 5
zeigt einen Regelkreis für eine Wickelstation
Figur 6
zeigt einen Regelkreis für mehrere Wikkelstationen.
Figur 1 zeigt schematisch den Aufbau eines Stützwalzenwicklers mit dem Radius r als Wickelradius, F als der Bahnzugkraft vor der Stützwalze St und der Bahngeschwindigkeit v. Die Papierbahn ist mit P bezeichnet. Mit FAW ist die eingewikkelte Bahnzugkraft oder auch die Bahnkraft auf dem Wickel bezeichnet. Mit MH ist das Antriebsmoment des Zentrumsantriebs der Wickelhülse bezeichnet und mit MS das Antriebsmoment der Stützwalze, wobei der Wickel mit Wi und die Hülse mit Hul bezeichnet ist. Im Berührungspunkt der beiden Walzen, der auch als Nip Ni bezeichnet wird, tritt eine Linienkraft Lin auf, die mit mechanischen Einrichtungen beeinflußt werden kann. Auf dem Wickel Wi sind bereits mehrere Papierbahn übereinandergewickelt, was durch konzentrische Kreise angedeutet ist. In Figur 1 ist der erste Papierwickel, der den Tambour darstellt nicht dargestellt, sondern lediglich der zweite Papierwickel Wi auf den die Papierbahn P aufgewickelt wird. Der erste Papierwickel von dem abgewickelt wird, befindet sich davor in Richtung der Kraft F und entspricht im wesentlichen dem zweiten Wickel, wobei er sich von diesem durch seine Breite unterscheiden kann.
Bei Papierwickelvorrichtungen, wie sie insbesondere auch bei Rollenschneidern von Papierrollen eingesetzt werden, spielen für die Kriterien der erzielbaren Qualität die Bedingungen im sogenannten Nip, in dem die beiden Papierseiten von den verschiedenen Walzen berührt werden, eine besondere Rolle. Die Bahnkraft FAW hängt dabei von den Steuergrößen sowie von weiteren Einflußgrößen z. B. des Papiers und der Umgebung ab. Steuergrößen sind beispielsweise die Antriebsmomente MS der Stützwalze St und des Zentrumsantriebs MH, die Linienkraft Lin, mit welcher der Wickel Wi auf die Stützwalze St gepreßt wird, die Bahnzugkraft vor dem Nip F, sowie fallweise Reibdämpfereinstellungen, mit welchen vertikalen Bewegungen des Winkels Wi auf der Stützwalze St durch Hydraulikdämpfer oder durch Wirbelstrombremsen bedämpft werden. Einflußgrößen stellen beispielsweise die Papiereigenschaften, wie der Elastizitätsmodul, das Flächengewicht bezogen auf die Dichte, die Rauhigkeit, die Glätte, die Feuchte, die Porosität und die Bruchdehnung des Papiers dar. Ebenso müssen beispielsweise von den Stützwalzeneigenschaften deren Rauhigkeit und Reibwert, sowie Geometriedaten wie beispielsweise die Papierbahnbreiten berücksichtigt werden.
Wie Figur 2 zeigt, folgt der Verlauf einer Aufrollagendickenkurve AU dem Verlauf der Abrollagendickenkurve AB des Tambours. Nach oben ist die normierte Aufrollagendicke bzw. Abrollagendicke nach rechts der Durchmesser des Papierwickels, auf den aufgerollt wird, aufgetragen. Deutlich kann erkannt werden, daß die Aufrollagendickekurve AU den Verlauf der Abrollagendickenkurve des Tambours nachempfindet, obwohl bei gängigen Verfahren die Einflußkraft, welche die Linienkraft, bzw. in der Bahnzugkraft sein kann, konstant gehalten wird. Es gibt Abhandlungen, die den Einfluß der Kräfte während des Wickelvorgangs beschreiben: W. Wolfermann "Mathematischer Zusammenhang zwischen Bahnzugkraft und inneren Spannungen an Wickeln von elastischen Bahnen.", Dissertation der technischen Universität München 1976; H.-J. Schaffrath "Über das Kompressions-Reibverhalten von Papier vor dem Hintergrund des Rollenwickelns", Dissertation der technischen Universität Darmstadt, 1993. Dort wird ein mathematisch funktionaler Zusammenhang zwischen Bahnzug und physikalischen Größen hergestellt, die den Zustand des aufgewickelten Papiers, wie beispielsweise mittleren Lagendicke, Wickelhärte, Tangential- und Radialspannungen beschreiben. Bei diesen Arbeiten wird jedoch von idealisierten Voraussetzungen ausgegangen, weshalb eine Prognose der Wickelhärte im realen Betrieb mit Hilfe dieser Modelle allein nicht möglich ist. Insbesondere werden die Effekte am Nip, das ist die Stelle, an der Andruckrollen etc. das Papier auf die Hülse des Wickels drücken, vernachlässigt. Durch Einsatz der Verfahren und Anordnungen soll deshalb möglichst ein konstanter Verlauf dieser Papierwickelkenngröße erzielt werden, bzw. ein aufgeprägter gewünschter Verlauf dieser Papierwickelkenngröße vorgebbar sein. In der Praxis besonders häufig vorkommende Papierwickelvorrichtungen sind Rollenschneider, auf denen hergestelltes Papier, das auf Tambours gespeichert wurde, kundenspezifisch konfektioniert wird. Solche Maschinen weisen eine Vielzahl von Einstellmöglichkeiten und Parametern auf, die im folgenden dargestellt sind.
  • Maschinendaten: Randbeschnitt, Kurvennummer Bahnzug, Bremszeit, Nummer Rollenmaschine, Flächengewicht, Maximale Geschwindigkeit, Wurfnummer, Papiersorte, Kurvennummer Reibdämpfer, Kurvennummer Geschwindigkeit, Trimm.
  • Rollendaten: Hülsendurchmesser, Durchmesser der Rolle, mittlere Wickelhärte, Kurvennummer, Länge der Rolle, Messernummer, Rollennummer, Stationsnummer, Breite der Rolle
  • Tambourdaten: Tambourrestdurchmesser, Tambourrestlänge, Tambournummer
  • Kurventelegramme: (Grund-/Soll-und Istkurven)
    stationsunabhängige Kurven: Bahnzug, Geschwindigkeit, Reibdämpferdruck, Kompensationsdruck (innen/außen), Strom Hauptantrieb, Strom Bremsgenerator, Wickelhärte Tambour, Anpreßdruck Andruckrollen (innen/außen).
    stationsspezifische Kurven: Zylinderdruck Aufrollstation, Anpreßdruck Andruckrollen, Drehmoment Zentrumsantrieb, Wikkelhärte
  • Datum, Fehler, Zustandsmeldungen, Uhrzeit
Die Maschinendaten enthalten generelle Angaben für den Wikkelvorgang. Die Rollendaten werden vorzugsweise für jede produzierte Rolle bereitgestellt. Kurventelegramme geben dabei Auskunft über Soll- und Istkurven. Im wesentlichen sind dies die Bahnzug-, Geschwindigkeits- und Linienkraftkurven. Dabei wird für Rollenschneider mit mehreren Stationen insbesondere zwischen Kurven, die für alle Stationen gleich sind und solchen, die stationsspezifisch sind, unterschieden. Die meßbaren Daten an diesen Papierwickelvorrichtungen werden derzeit in Abhängigkeit des Durchmessers bereitgestellt, es ist jedoch auch die Bereitstellung in Abhängigkeit von der Zeit oder von anderen Meßgrößen der Vorrichtung denkbar.
In Vorbereitungsschritten zur Erstellung der vorgeschlagenen Anordnung, bzw. des vorgeschlagenen Verfahrens müssen von in Betrieb befindlichen Papierwickelvorrichtungen Daten erfaßt und gesammelt werden. Falls die Kurven für die Abrollung und die Aufrollung dabei durchmesserdiskret gemessen wurden, wird mit d(n)=d0+n·Δd der Durchmesser zum Sample n definiert. Δd bezeichnet das Durchmesserinkrement. Analog bedeutet dann z. B. y(n) den Wert der Aufrollkurve zum Durchmesser d(n). Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, besteht eine Abhängigkeit zwischen der Einflußkraft und der Aufrollagendicke. In diesem Fall wurde als Einflußkraft der Bahnzug untersucht. Ähnliche Verläufe sind jedoch auch mit der Linienkraft als Einflußkraft denkbar.
Figuren 3 und 4 zeigen beispielsweise die Verläufe von unterschiedlichen Stationen eines Papierrollenschneiders. Nach rechts ist die Einflußkraft also der Bahnzug und nach oben die mittlere Lagendicke aufgetragen. Durch Untersuchungen an realen Papierwickelvorrichtungen, d. h. Messungen und Aufnahme der Werte ergeben sich Meßpunkte MP1, MP2, MP7 und MP9. Der Übersichtlichkeit halber sind hier nicht alle Meßpunkte bezeichnet. Aus diesen Erhebungen ergibt sich ein Zusammenhang Z10, bzw. Z20, der für die Regelung der Papierwickelkenngröße, in diesem Fall der mittleren normierten Lagendicke unter Verwendung einer Einflußkraft herangezogen werden kann. Insbesondere werden dazu in Abhängigkeit von verschiedenen Papiersorten bzw. für verschiedene Stationen individuell die Aufrollkurven zu verschiedenen Bahnzügen ermittelt. Trägt man dabei den Mittelwert dieser Kurven in Abhängigkeit des Bahnzuges auf, so ergibt sich in erster Approximation eine Trendgerade, die die Abnahme der mittleren Lagendicke mit zunehmenden Bahnzug charakterisiert, was der Beobachtung entspricht, das mit zunehmendem Bahnzug die Wickelhärte steigt. Diese Trendgeraden sind hier mit Z10 und Z20 bezeichnet. Es ergibt sich dabei folgender Zusammenhang: Y(F)=a1F+a2
Darin bedeutet Y(F) die gemittelte Aufrollagendicke zum Bahnzug F. Die Steigerung a1 ist negativ. Dabei ist zu beachten, daß dieser funktionale Zusammenhang unabhängig vom Durchmesser ist. Für die spätere Verwendung in einem Regler benötigt man den umgekehrten Zusammenhang, der die Abhängigkeit des Bahnzuges von der gemittelten Aufrollagendicke angibt: F(Y)= Y-a2 a1
Im allgemeinen Fall und insbesondere für den Fall, daß kein linearer Zusammenhang erkennbar und damit auch keine einfache Bildung der Umkehrfunktion möglich ist, werden diese Meßpunkte in Abhängigkeit der Einflußkraft einem neuronalen Netz oder einem anderen Funktionsapproximator zugeführt und dieses mit dem entsprechenden Zusammenhang trainiert. Das neuronale Netz NN1 lernt dabei durch Anpassen seiner Parameter w auf Grundlage dieser Daten und mittels bekannter Lernverfahren den Zusammenhang zwischen Kraft und mittlerer Lagendicke oder anderer Papierwickelkenngröße, auf Basis der Gleichung: F(Y)= NN1(Y,w)
Dieser Zusammenhang ist auch die Grundlage für das Regelverhalten des später beschriebenen Reglers.
Aus der bereits in Figur 2 dargelegten Beobachtung, daß sich die Eigenschaften der Abrollung in der Aufrollung widerspiegeln, läßt sich ein Prädiktor, insbesondere ein neuronaler Prädiktor definieren, der aus den Kurvendaten der Auf- und Abrollung zu einem aktuellen Durchmesser, bzw. einer anderen meßbaren Kenngröße d(n) den Wert Aufrollung zum Durchmesser d(n+Δ) prädiziert. Der Prädiktor kann durchaus auch andere/weitere Kenndaten als Eingangsgrößen nutzen. D. h. er prädiziert die aktuelle Aufrollagendicke als Papierwickelkenngröße. Mit x(n) als Abrollagendicke zum Durchmesser d(n) und y(n) als der Aufrollagendicke, sowie z(n) als Zustandsvariable, läßt sich ein neuronales Netz mit diesem nichtlinearen Zusammenhang der Form: y (i)(n+Δ)=NN2(x(n), y(i)(n), z(i)(n), w(i)) zwischen zukünftiger Aufrollagendicke zum Durchmesser d(n+Δ) und dem aktuellen Durchmesser d(n) zur Station i erstellen. Darin bedeuten w(i) die Parameter des neuronalen Netzes NN2. Der Index ^ bedeutet dabei einen Schätzwert, i die Nummer der Station, falls mehrere Aufwickelstationen eingesetzt werden und Δ einen mit der Zeit korrelierten Wert. Aus Untersuchungen ergibt sich, daß sich auch eine einfachere Approximation verwenden läßt: y (i)(n+Δ)=w(i) 1x(n)+w(i) 2y(i)(n)+w3+z(i)(n+Δ) z(i)(n+Δ)=z(i)(n)+w(i) 4[y(i)(n)-y(i)(n)] z(i)(0)=...=z(i)(Δ-1)= 0
Hieraus müssen für die jeweiligen Stationen i die Parameter w (i) / 2 bestimmt werden. Dies geschieht in der Regel durch Minimieren einer Kostenfunktion mit Hilfe eines Gradientenverfahrens und der Werte von den gemessenen Abroll- und Aufrollkurven zu den unterschiedlichen Würfen, d. h. Aufwickelvorgängen. Vorzugsweise werden diese Daten nach Papiersorten und innerhalb der Papiersorten nach verwendeten Stationen geordnet. Die besondere Struktur des neuronalen Netzes ermöglicht jedoch dabei ein vereinfachtes, zweistufiges Vorgehen. In einem ersten Schritt wird dabei z(n) für alle n identisch 0 gesetzt und durch Lösen des sich ergebenden (überbestimmten) multilinearen Gleichungssystems die Parameter W (i) / 1 ... W (i) / 3 berechnet. Hierzu können beispielsweise bekannte Standardverfahren, wie die Singulärwertzerlegung eingesetzt werden. In einem weiteren Schritt wird nun der Parameter w (i) / 4 derartig bestimmt, daß der verbleibende Restfehler des multilinearen Modells minimiert wird.
Die einzelnen Prädiktionen y and (i)(n+Δ) werden vorzugsweise mit Hilfe eines weiteren neuronalen Netzes NN3 zu einer Kenngröße zusammengefaßt, falls mehrere Papierwickelstationen beim Aufrollvorgang eingesetzt werden. y(n+Δ)= NN3(y (i)(n+Δ)) y(n+Δ)=Mean{y (i)(n+Δ)|Station i aktiv} y(n+Δ)=Max{y (i)(n+Δ)|Station i aktiv}
Diese Maßnahme entspricht einer speziellen Realisierung eines "Mixing of Experts" mit neuronalen Netzen. Jeder Prädiktor stellt dabei einen stationsspezifischen neuronalen Experten bezüglich der Aufrollagendicke oder einer anderen Papierwikkelkenngröße dar und aus den Beiträgen aller Experten wird eine Eingangsgröße für den Regler gebildet. Da während eines Wickelvorgangs nicht immer alle Stationen aktiv sind, bzw. im Extremfall nur eine Station betrieben wird, werden vorzugsweise nur die Beiträge der aktiven Stationen berücksichtigt.
Wie Figur 6 zeigt, dient der Prädiktionswert y and als Schätzung des Aufrollwertes zum Durchmesser d oder einer anderen zeitkorellierten Größe. Vorzugsweise wird dieser neben der Sollwertvorgabe für die Papierwickelkenngröße ysoll und der Sollwertvorgabe des Bahnzuges F'soll beim Regelvorgang verarbeitet. Zu beachten ist, daß hier als Argument die Zeit verwendet und zur Vereinfachung der Darstellung eine Zeitverzögerung Tt für die betroffenen Stufen des Regelkreises angenommen wurde. Da jedoch derzeit sowohl Messungen, als auch das Modell für den Prädiktor durchmesserdiskret sind, ist der Durchmesser-Prädiktionshorizont Δ so zu wählen, daß die Zeitverzögerung in den einzelnen Stufen kompensiert wird.
Dem Regler R wird beispielsweise eine Regeldifferenz aus der Sollwertvorgabe ysoll und dem Schätzwert y and(t) zugeführt. Er ist beispielsweise als PID-Regler ausgeführt und nutzt den Zusammenhang zwischen Kraft und mittlerer Lagendicke als Papierwickelkenngröße aus, der Eingangs ermittelt wurde. Vorzugsweise wird über den Regler R die einem Kraftregler KS vorgegebene Sollkraft F'soll (t) korrigiert. Demgemäß wird durch Variation der Einflußkraft Fsoll(t) des Kraftreglers KS an den einzelnen Wickelstationen S1 bis S11 der Wickelvorrichtung WV eine gewünschte Wickellagendicke bzw. ein gewünschter Wickellagendickeverlauf beim Wickelvorgang erzielt. Hierzu werden an den einzelnen Stationen S1 bis S11 für die Aufwicklung und an der Abwickelstation des Tambours AB Meßwerte erfaßt und daraus eine Lagendicke in Abhängigkeit einer Totzeit Tt bestimmt, wobei diese Totzeit für die Bestimmung bzw. Berechnung der Einflußgröße aus den Meßgrößen erforderlich ist. Demnach sind Prädiktoren P1 bis P11 vorgesehen, denen diese bestimmten Einflußgrößen zugeführt werden, und die zum aktuellen Zeitpunkt eine aktuelle Lagendicke prädizieren. D. h. durch die Prädiktoren wird die Totzeit kompensiert, die zur Bestimmung der Einflußgrößen aus den Meßgrößen vergeht. Falls mehrere Stationen vorgesehen sind, wie hier in Figur 6 dargestellt, wird eine Kombinationseinheit KOM eingesetzt, welche die einzelnen Prädiktionsergebnisse auf geeignete Weise zu einem Schätzwert y and(t) überlagert. Der Kraftregler KS ist bei gängigen Papierwickelvorrichtungen bereits Stand der Technik und dient zum Konstanthalten der eingestellten Kraft Fsoll (t). Im vorgeschlagenen Regler R wird eine Korrekturkraft für die Kraft F'soll (t) bestimmt. Der Regler verwendet dabei den Zusammenhang aus Formel 3, der sich hierzu wie folgt darstellen läßt: δF(n)=NN1(y(n))-NN1(ysoll(n)) Fsoll(n)=F'soll(n)+δF(n)
Im Falle eines linearen Zusammenhangs gilt für die Korrektur beispielsweise: δF(n)= y(n)-ysoll(n)a1
Die Bahnzugkorrektur, bzw. die Korrektur der Linienkraft als Einflußkraft, kompensiert die beobachteten Schwankungen in der Aufrollkurve, weil bei einem zunehmenden Wert der Aufrollagendicke der Bahnzug erhöht, und bei abnehmender Aufrollagendicke im Vergleich zum Sollwert der Bahnzug reduziert wird. Wegen der mechanischen Eigenschaften des Papieres, d. h. prozeßbedingt, darf die Bahnzugkorrektur bestimmte Werte nicht über- bzw. unterschreiten. Aus diesem Grund ist bevorzugt eine Begrenzung vorzusehen, die beispielsweise durch Hardlimits gemäß:
Figure 00130001
oder auch durch Softlimits, die durch eine differenzierbare Begrenzungsfunktion gekennzeichnet sind, beispielsweise basierend auf der arctan-Funktion, realisiert werden. Bei komplizierteren Zusammenhängen ist auch die Verwendung eines neuronalen Netzes als Limiter denkbar.
Gemäß der vorliegenden Anordnung wird also eine Sollpapierwickelkenngröße durch eine prädizierte Papierwickelkenngröße korrigiert und in dem Regler R, der die Abhängigkeit der Einflußkraft von der Papierwickelkenngröße regelt, wird eine Sollkorrekturkraft erzeugt, die der Regeldifferenz aus prädizierter aktueller Papierwickelkenngröße und Sollpapierwickelkenngröße entspricht. Mit dieser Korrekturkraft wird der Kraftregelung KS, welche die Einflußkraft der Wickelvorrichtung WV regelt, eine korrigierte Sollkraft Fsoll (t) vorgegeben, um die Papierwickelkenngröße an den einzelnen Aufwickelstationen, bzw. zweiten Papierwickeln S1 bis S11 zu regeln. Fallweise können auch mehr oder weniger Aufwickelstationen an der Wickelvorrichtung vorgesehen sein. Es müssen ebenfalls nicht für jede Wickelvorrichtung Prädiktoren vorgesehen sein, sondern es können fallweise nur die Meßwerte solcher Aufwikkelstationen aufgenommen und zu einer Schätzgröße prädiziert werden, von denen bekannt ist, daß sie sich am oberen, bzw. am unteren Ende der Streuung der Qualitätsparameter des Wikkelprozesses befinden. D. h. es wird vorzugsweise eine besonders gute, bzw. eine besonders schlechte Station ausgewählt. Wie erkannt werden kann, wird bei dieser Wickelvorrichtung in Figur 6, die Einflußkraft für alle Aufwickelstationen gleich geregelt. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen die Einflußkräfte je Wickelstation separat geregelt werden können. Bei solchen Anordnungen kann die Regelanordnung aus Figur 5 Verwendung finden. Es soll nochmals betont werden, daß hier sowohl als Einflußkraft die Linienkraft, als auch die Bahnzugkraft zur Regelung der Wickelvorrichtung herangezogen werden kann.
Figur 5 zeigt die Regelung der Linienkraft bei einer Wickelvorrichtung. Wie zuvor bei der Beschreibung von Figur 6 erläutert wurde, kann jedoch ohne Beschränkung der Erfindung auch die Bahnzugkraft in entsprechender Weise geregelt werden, sofern die Bahnzugkräfte einzelner Wickelstationen F1 bis F11 separat regelbar sind. Die Darstellung in Figur 5 unterscheidet sich von der in Figur 6 lediglich dadurch, daß anstatt der Bahnzugskraft F eine Linienkraft L eingetragen ist und daß aufwickelrollenspezifische Regler RI bzw. KSI vorgesehen sind. Analog zur bekannten Funktionsweise aus Figur 6 wird durch diesen Regler, bzw. diese Regelanordnung eine vorgegebene Sollpapierwickelkenngröße durch eine, die Vorgabekraft für den Kraftregler KSI beeinflussende Korrekturkraft geregelt, die aus einem prädizierten Schätzwert y and (i)(t) zur Bildung der Regeldifferenz, die dem Regler zugeführt wird, abgeleitet wurde. Mit WVI ist in Figur 5 die individuelle einzelne Wickelvorrichtung bezeichnet. Es ist vorstellbar, daß neben der beschriebenen Regelung der Aufrollagendikke als Papierwickeleinflußgröße durch die Bahnzugkraft eine weitere Verbesserung erzielt werden kann, wenn ebenfalls, oder in Kombination mit der Bahnzugkraft, die Linienkraft geregelt wird. Charakteristisch ist dabei, daß die Sollinienkraft L'soll durch den Regler RI beeinflußt und korrigiert wird und daß der an der Wickelvorrichtung bereits vorhandene Kraftregelkreis, der die Einflußkraft L(i)(t) regelt ohne Änderung verwendet werden kann, so daß keine Änderung an vorhandenen Papierwickelvorrichtungen erforderlich ist. Diese sind üblicherweise in der Lage eine konstante Einflußkraft während des Wickelvorgangs zu regeln. In analoger Weise wie bei der Regelung mit der Bahnzugkraft als Einflußkraft, wird zunächst die Abhängigkeit der mittleren Aufrollagendicke als Papierwickeleinflußgröße von der Linienkraft als Einflußkraft ermittelt und durch eine lineare Trendgerade approximiert, bzw. der Zusammenhang durch einen Funktionsapproximator gelernt. Der Prädiktor PI wird anhand der bekannten Zusammenhänge aus Abwicklung des Tambours und Aufwicklung der Papierwickel geprägt. D. h. es müssen im Vorfeld ebenfalls Messungen mit unterschiedlichen Kräften vorgenommen werden und in analoger Weise, wie das bei Figur 2 geschehen ist, für die Linienkraft aufgetragen werden.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Vorhersage einer Papierwickelkenngröße einer Papierwickelvorrichtung, mit folgenden Merkmalen:
    a) das Papier wird dabei von einer ersten Papierrolle abgewickelt und auf eine zweite Papierrolle (Wi) aufgewickelt;
    b) in einem Vorbereitungsschritt wird in Abhängigkeit von mindestens einer zeitabhängigen meßbaren Kenngröße des Wickelvorganges (r) bei bekannter erster Einflußkraft (F, L) mindestens die erste Papierwickelkenngröße (x, h) der ersten und die zweite Papierwickelkenngröße (y) der zweiten Papierrolle bestimmt;
    c) anhand der Ergebnisse aus dem Vorbereitungsschritt wird ein Prädiktor (PI) geprägt, der mindestens in Abhängigkeit einer ihm zugeführten ersten und zweiten Papierwickelkenngröße (x, y, h) und der Zeit eine zukünftige zweite Papierwickelkenngröße (y) prädiziert;
  2. Verfahren zur Regelung einer Papierwickelkenngröße einer Papierwickelvorrichtung über eine die Papierwickelkenngröße beeinflussende Einflußkraft, mit folgenden Merkmalen:
    a) das Papier wird dabei von einer ersten Papierrolle abgewickelt und unter Einwirkung der Einflußkraft (F, L) auf eine zweite Papierrolle (Wi) aufgewickelt;
    b) in einem ersten Vorbereitungsschritt wird in Abhängigkeit von mindestens einer zeitabhängigen meßbaren Kenngröße des Wickelvorganges (r) bei konstanter erster Einflußkraft (F, L) mindestens die erste Papierwickelkenngröße (x, h) der ersten und die zweite Papierwickelkenngröße zweiten Papierrolle (y) bestimmt;
    c) in einem zweiten Vorbereitungsschritt wird in Abhängigkeit von mindestens der meßbaren Kenngröße des Wickelvorganges (r) bei bekanter zweiter Einflußkraft (F, L) mindestens die zweite Papierwickelkenngröße (y), sowie die Zeitdauer für den Bestimmungsvorgang als Bestimmungszeit (Tt) bestimmt;
    d) anhand der Ergebnisse aus dem ersten Vorbereitungsschritt wird ein Prädiktor (PI) geprägt, der mindestens in Abhängigkeit einer ihm zugeführten zweiten Papierwickelkenngröße (y) und der Zeit mindestens eine zukünftige zweite Papierwickelkenngröße (y) prädiziert;
    e) anhand mindestens der Ergebnisse aus dem ersten und zweiten Vorbereitungsschritt wird ein Regler (R) geprägt, der in Abhängigkeit der ihm zugeführten Papierwickelkenngröße (y) eine dieser Papierwickelkenngröße zugehörige Einflußkraft (F, L) regelt;
    f) beim Regelvorgang wird dem Regler eine soll-zweite-Papierwickelkenngröße (ysoll )zugeführt, mindestens die zweite Papierwickelkenngröße (y) wird an der Papierwickelvorrichtung als aktuelle Papierwickelkenngröße (y) bestimmt, die Papierwickelkenngröße wird mit der Bestimmungszeit (Tt) und der aktuellen Papierwickelkenngröße (y) vom Prädiktor als prädizierte Papierwickelkenngröße prädiziert und daraus mit der soll-zweite-Papierwickelkenngröße wird eine Regeldifferenz gebildet, die dem Regler (R) zur Regelung der Einflußkraft (F, L) zugeführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das Papier beim Wickeln in Bahnen geschnitten und auf mindestens zwei zweite Papierrollen (Wi) aufgewickelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, bei dem die Ergebnisse der Prädiktoren (PI) zu einer gemeinsamen Papierwickelkenngröße (y and)verarbeitet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem als Papierwickelkenngröße die Lagendicke des Papiers und/oder als meßbare Kenngröße die Winkelgeschwindigkeit einer Papierrolle und oder der Radius (r) einer Papierrolle und/oder als Prädiktor (PI) ein neuronales Netz verwendet wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, bei dem als Einflußkraft die Linienkraft (L) und/oder die Bahnzugkraft (F) geregelt wird.
  7. Anordnung zur Vorhersage einer Papierwickelkenngröße einer Papierwickelvorrichtung, mit folgenden Merkmalen:
    a) sie weist eine erste und mindestens eine zweite Papierrolle (Wi) auf, wobei das Papier von der ersten Papierrolle abgewickelt und auf die zweite Papierrolle aufgewickelt wird;
    b) sie weist mindestens ein Prädiktionsmittel (PI) auf das anhand der Ergebnisse aus einem Vorbereitungsschritt geprägt wurde, wozu in Abhängigkeit von mindestens einer zeitabhängigen meßbaren Kenngröße (r) des Wickelvorganges mindestens die erste Papierwickelkenngröße (x, h) der ersten und die zweite Papierwickelkenngröße zweiten Papierrolle (y) bestimmt wurde und das mindestens in Abhängigkeit einer ihm zugeführten ersten und zweiten Papierwikkelkenngröße (x, y, h) und der Zeit eine zukünftige zweite Papierwickelkenngröße (y) prädiziert;
    c) sie weist Bestimmungsmittel (WV) zur Bestimmung der Papierwickelkenngröße aus der meßbaren Kenngröße auf;
    d) sie weist Meßmittel (SI) zum messen der Kenngröße auf.
  8. Anordnung zur Regelung einer Papierwickelkenngröße einer Papierwickelvorrichtung über eine die Papierwickelkenngröße beeinflussende Einflußkraft, mit folgenden Merkmalen:
    a) sie weist eine erste und mindestens eine zweite Papierrolle (Wi) auf, wobei das Papier von der ersten Papierrolle abgewickelt und unter Einwirkung der Einflußkraft (F, L) auf die zweite Papierrolle aufgewickelt wird;
    b) sie weist mindestens ein Prädiktionsmittel (PI) auf, das anhand der Ergebnisse aus einem ersten Vorbereitungsschritt geprägt wurde, wozu in Abhängigkeit von mindestens einer zeitabhängigen meßbaren Kenngröße (r) des Wickelvorganges bei bekannter erster Einflußkraft (F, L) mindestens die erste Papierwickelkenngröße (x , h) der ersten und die zweite Papierwickelkenngröße (y) zweiten Papierrolle (Wi) bestimmt wurde und das mindestens in Abhängigkeit einer bestimmten und ihm zugeführten ersten und zweiten Papierwickelkenngröße (x, h, y) und einer Bestimmungszeit (Tt) eine zukünftige zweite Papierwickelkenngröße (y) prädiziert;
    c) sie weist Bestimmungsmittel (Tt) zur Bestimmung der Papierwickelkenngröße (y) aus der meßbaren Kenngröße (r) innerhalb der Bestimmungszeit (Tt) auf;
    d) sie weist Meßmittel (SI) zum messen der Kenngröße auf; und
    e) sie weist einen Regler (R) auf, der anhand mindestens der Ergebnisse aus dem ersten und zweiten Vorbereitungsschritt geprägt wurde, wozu in Abhängigkeit von mindestens der meßbaren Kenngröße (r) des Wickelvorganges bei bekanter zweiter Einflußkraft (F, L) mindestens die zweite Papierwickelkenngröße (y), sowie die Zeitdauer für den Bestimmungsvorgang (Tt) als Bestimmungszeit bestimmt wurde, der in Abhängigkeit der ihm zugeführten Papierwickelkenngröße (y) eine dieser Papierwickelkenngröße zugehörige Einflußkraft (F, L) regelt, wobei beim Regelvorgang eine sollzweite-Papierwickelkenngröße (ysoll) vorgegeben wird, mindestens die zweite Papierwickelkenngröße (y) an der Papierwickelvorrichtung (WV) als aktuelle Papierwickelkenngröße (y) durch die Bestimmungsmittel (Tt) bestimmt wird, die Papierwickelkenngröße (y) mit der Bestimmungszeit (Tt) und der aktuellen Papierwickelkenngröße (y) vom Prädiktor (PI) als prädizierte Papierwickelkenngröße (y) prädiziert wird und daraus mit der soll-zweite-Papierwickelkenngröße eine ysoll) Regeldifferenz gebildet wird, die dem Regler (R) zur Regelung der Einflußkraft (F, L) zugeführt wird.
  9. Anordnung nach Anspruch 7 oder 8, bei der mindestens als Prädiktor (PI) ein neuronales Netz vorhanden ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 8, bei der als Regler (R) ein PID-Regler vorhanden ist.
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