FI100831B - Toimikennon vasteen ja vaikutusalan määrittely rainaa muodostavissa ko neissa - Google Patents

Description

1 100831

Toimikennon vasteen ja vaikutusalan määrittely rainaa muodostavissa koneissa - Bestämning av svarssignal och svarsomräde för manövercell i banformande maskiner 5

Esillä oleva keksintö liittyy yleisesti koneisiin, joilla muodostetaan rainaa arkkimateriaalista, ja tarkemmin menetelmään ja laitteeseen, jolla määritetään sellaisissa koneissa 10 säätöön käytettyjen toimikennojen poikkisuuntaiset vasteet ja vaikutusalat.

Arkkimateriaalista, kuten paperista, muovista ja alumiinista rainoja tuottavissa koneissa esiintyy yhteisiä prosessin säätö-15 ongelmia tuottettaessa rainoja, jotka täyttävät annetulle arkkimateriaalille asetetut vaatimukset. Rainalle asetettuihin vaatimuksiin kuuluvat tavallisesti rainan ominaisuuksille, kuten paksuudelle, kosteuspitoisuudelle, pinta-alayksikön painolle, ja vastaaville asetetut raja-arvot. Laadunvalvonta 20 mutkistuu, koska vaaditut ominaisuudet voivat vaihdella ko-nesuunnassa (MD) eli rainan liikesuunnassa koneen läpi, ja poikkisuunnassa (CD) eli sivusuunnassa rainan yli.

Konesuunnan vaihteluihin vaikuttavat yleensä sellaiset tekijät, 25 jotka vaikuttavat rainan koko leveydellä, kuten koneen nopeus, koneella rainaksi muodostettavan perusmateriaalin lähde, vaikuttavien juoksevien aineiden, kuten höyryn yhteiset lähteet, ja samankaltaiset tekijät. Poikkisuunnan vaihtelut, joita edustavat profiilit tai profiilisignaalit, säädetään tavalli-30 sesti toimikennojen joukoilla, jotka jakaantuvat koneen leveyden yli. Paperikoneissa, joihin esillä olevaa keksintöä erityisesti voidaan soveltaa, poikkisuunnan toimikennoihin sisältyvät perä-laatikon huulirakoa säätävät neliömassan toimikennot, höy-rysuihkujen suuttimet, poikkisuunnan kosteusvaihteluja säätävät 35 infrapunalämmittimet, ja muut tunnetut laitteet.

Poikkisuunnan toimikennojen säätäminen vaikuttaa yleensä pro- 100831 ettei rainaa häiritä rainaile määriteltyjen vaatimusten ulkopuolelle, häiriösignaalin amplitudia lisätään edullisesti asteittain, ja se lopetetaan jokaisen toimikennon osalta yksilöllisesti, kun käyttökelpoinen amplitudi on saavutettu.

En vanlig styrsignal i en banformande maskin avbryts temporärt och ersätts med en störsignal eller -signaler som leds tili en, en grupp eller alla manöverceller i en serie i den banformande maskinen. En eller flera manöverceller drivs med en alternerande störsignal(er), som ästadkommer en motsvarande verkan i manövercellen (-cellerna).

Störsignalen (-signalerna) varierar frän en neutral ställning hos cellen och väljes att minimera de genomsnittliga effekterna under en given tids-period. Den alternerande signalens (signalernas) effekt pk banan syns pk ett s&dant omräde av banan som päverkas av manövercellen {-cellerna), sk att manövercellens (-cellernas) svarssignal och svarsomräde kan bestammas genom att övervaka den del av banan som formas medan den alternerande signalen (signalerna) leds tili manövercellen (-cellerna). Manövercellens (-cellernas) svarssignal och svarsomräde erhälles genom att korre-lera störsignalen (-signalerna) och banans egen-skapsignal eller profilsignal, som man erh&ller genom att övervaka banan som formas av maskinen.

Störsignalen (-signalerna) definieras av en pseu-doslumpartad binärsekvens med flera signaler som väljs att vara statistiskt oberoende av varandra.

För att säkra att banan inte störs utanför definierade specifikationer ökas störsignalens amplitud gradvis och avslutas individuellt för varje manövercell dk en användbar amplitud har n&tts.

2 100831 fiilin sellaiseen osaan, joka on leveämpi kuin erillinen toimikenno. Rainaa muodostavan koneen poikkisuunnan profiilin säätämiseksi on tärkeätä tietää mihin profiilin osaan kukin poikkisuunnan toimikenno vaikuttaa ja miten profiili muuttuu 5 kutakin toimikennoa säädettäessä. Funktioyhteyksiä, jotka kuvaavat mihin profiilin osaan kukin poikkisuuntainen toimikenno vaikuttaa, sanotaan poikkisuuntaisten toimikennojen "vaikutusalaksi". Funktiokäyrää, joka osoittaa miten prosessin profiili muuttuu poikkisuunnan toimikennoa säädettäessä, sanotaan 10 poikkisuunnan toimikennon "vasteeksi".

Toimikennon poikkisuunnan vaste leviää tyypillisesti paljon suuremmalle alueelle kuin kennon oma alue, ja lisäksi erilaisissa käyttöolosuhteissa toimikennon vaikutusala voi vaihdella tai 15 siirtyä. Halutun profiilin saamiseksi muodostettavalle arkkima-teriaalin rainalle on oleellista, että käsillä on vaste- ja vaikutusalainformaatiota, joka täsmällisesti vastaa kutakin toimikennoa, ja myös niitä eri käyttöolosuhteita, joita kennoon voi kohdistua.

20

Aikaisemmin vasteinformaatio määritettiin tyypillisesti on-line-olosuhteissa takaisinkytkentä järjestelyllä. Rainan muodos-tamisprosessin pitämiseksi sopivissa rajoissa näissä järjestelmissä koneelle johdettuja säätösignaaleja valvotaan ja verrataan . 25 profiilisignaaliin, joka muodostetaan valvomalla materiaalirai-naa koneessa tai kun se tulee koneesta. Valitettavasti tuloksena olevat vasteen ja vaikutusalan ominaiskäyrät eivät ole niin edustavia kuin toivotaan koneen tarkkaa säätöä varten, koska säätösignaaleja on oleellisesti rajoitettava amplitudin heilah-30 telujen osalta.

Erästä toista järjestelmää on selitetty artikkelissa A. Graser ja W. Neddermeyer: "Self-Tuning Cross Profile Control For a Paper Machne", IFAC Microcomputer Application in Process Control, 35 Istanbul, Turkki 1986, sekä vaste- että vaikutusalainformaation määrittämiseksi johtamalla järjestelmäsäätäjälle keskeytys ja sitten muuttamalla annetun toimikennon asetusta. Toimikennoa 3 100831 muutetaan joitakin kertoja ja tuloksena olevia rainan muutoksia valvotaan. Näitä muutoksia suummaamalla ja muulla tavalla käsittelemällä voidaan määrittää toimikennon vaste ja vaikutusala. Valitettavasti selitetty järjestelmä vaatii huomattavan 5 pitkän ajan sarjan yhden tai useamman toimikennon arvioimiseksi. Lisäksi ei ole mitään varmuutta siitä, että arvioimisen aikana tuotettu raina olisi vaadittujen spesifikaatioiden raja-arvojen puitteissa, niin että rainaa voitaisiin käyttää.

10 Patenttijulkaisussa EP-A-0 041 486 Karlsson selittää menetelmän paperirainan poikkisuunnan ominaisuuksien säätämiseksi paperikoneessa. Tässä julkaisussa rainan poikkisuunnan profiili mitataan ja sitä verrataan haluttuun poikkisuunnan profiiliin, jolloin näiden kahden mahdollinen poikkeama johtaa virheprofii-15 liin. Virheprofiilia käytetään perälaatikon huuliraon asetukset määrittävien asetusruuvien suhteellisten muutosten laskemiseksi, niin että mitattu poikkisuunnan profiili vastaa haluttua poikkisuunnan profiilia. Tässä julkaisussa luotetaan siihen, että tunnnetaan perälaatikon huuliraon vaste asetusruuvien 20 muutoksilla, ja että asetusruuvien määrätyt asennon muutokset aina johtavat poikkisuunnan profiilin samaan muutokseen. Valitettavasti hakijat ovat huomanneet, että muuttuvissa käyttöolosuhteissa poikkisuunnan profiilivasteet vaihtelevat, niin ettei vasteita voi olettaa tunnetuiksi, vaan ne on määritettävä koneen . 25 parasta säätöä varten.

Patentissa US-A-4 855 658 Moon selittää järjestelyä, jolla prosessin säätämistä varten määritetään prosessin kuollut aika, eli aika joka kuluu siitä kun vaikutetaan tuotteen, kuten 30 paperirainan, valmistus- tai käsittelyprosessiin, siihen hetkeen, kun tuloksena oleva tuote havaitaan anturilla, joka sijaitsee alavirtaan käsittelyasemasta. Käsittelyasemaan johdetaan lyhyt häiriösignaalin purske pienellä amplitudilla, niin että aiheutetaan pieniä muutoksia tämän aseman valvomaan 35 parametriin. Tämän käsittelyaseman ohjaaman parametrin pienet muutokset, jotka johtuvat häiriösignaalista, ilmaistaan anturilla vasta ajan T, kuolleen ajan kuluttua niiden kehittämisestä 4 100831 käsittelyasemalla. Pienet muutokset ilmaistaan anturilla risti-korreloimalla käsittelyasemalla alunperin aiheutetun häiriösig-naalin kanssa, jotta kuollut aika voidaan määrittää. Vaikka kuollut aika on tärkeä säätöparametri, sen määritys ei edistä 5 vaikutusalan tai vasteen määritystä poikkisuunnan toimikennoil-la, joita käytetään materiaalirainaa muodostavissa koneissa.

Näin ollen tarvitaan parempi eri toimikennojen vasteen ja vaikutusalan ominaisuuksien määritys rainaa muodostavissa ko-10 neissa. Vasteen ja vaikutusalan ominaisuudet tulisi saada nopeasti ja tarkasti, myös koneen toimiessa ja vaikuttamatta haitallisesti muodostettavan rainan laatuun. Mahdollinen menetelmä ja/tai laite vasteen ja vaikutusalan ominaisuuksien määrittämiseksi pitäisi edullisesti voida halvalla liittää 15 uusiin koneisiin ja myös jälkiasentaa olemassa oleviin koneisiin, oleellisesti yhtä suurin parannuksin olemassa olevien koneiden käytön kannalta.

Tämä tarve täytetään esillä olevan keksinnön menetelmällä ja 20 laitteella, jossa rainaa muodostavan koneen tavallinen säätösig-naali katkaistaan väliaikaisesti ja korvataan häiriösignaalil-la, joka johdetaan rainaa muodostavan koneen yhdelle toimiken-nolle, toimikennojen ryhmälle tai sarjan kaikille toimikennoil-le. Useimmissa perussovellutuksissa toimikennoa käytetään vaihte-. 25 levällä häiriösignaalilla, joka aiheuttaa vastaavan toiminnan toimikennolla. Signaali vaihtelee kennon neutraalista asennosta ja se valitaan minimoimaan keskimääräiset vaikutukset jonkin annetun jakson aikana. Vaihtelevan signaalin vaikutukset rainaan ilmenevät rainan sillä alueella, johon toimikennolla on vaikutettu, 30 niin että toimikennon vaste ja vaikutusala voidaan määrittää valvomalla rainan sitä osaa, joka muodostuu kun toimikennoon johdetaan vaihteleva signaali. Esillä olevassa keksinnössä toimikennon vaikutusala ja/tai vaste saadaan korreloimalla häiriösig-naalia ja rainan erään ominaisuuden signaalia eli profiilisignaa-35 lia, joka saadaan koneen muodostamaa rainaa valvomalla.

Rainan muodostuskoneen kaikkien toimikennojen vasteen ja vaiku- 5 100831 tusalan määrittämisen nopeuttamiseksi voidaan häiriösignaalit johtaa toimikennojen ryhmille, jolloin jokaisessa ryhmässä toimikennot ovat riittävillä keskinäisillä etäisyyksillä, niin että oleellisesti estetään häiriövaikutukset häiriösignaalien 5 välillä. Tuloksena olevat vaikutusalat ja vasteet voidaan interpoloida tai voidaan aktivoida lisää ryhmiä, niin että saadaan kaikkien toimikennojen vaikutusalat ja vasteet.

Määrityksen nopeuden lisäämiseksi vielä enemmän, voidaan kaikkia 10 toimikennoja ohjata samanaikaisesti, jolloin tuloksena olevia vaikutuksia rainaan valvotaan ja erotellaan, niin että määritetään kaikkien toimikennojen vaikutusalat ja vasteet. Kaikkien toimikennojen samanaikaista aktivoimista varten jokaista kennoa käytetään vaihtelevan signaalin määrätyllä sekvenssillä, joka 15 on ominainen tälle kennolle, ja joka siten voidaan tunnistaa tuloksena olevista häiriöistä siinä rainan osassa, joka muodostui kun signaaleja käytettiin. Yksilöllisistä toimikennoista johtuvien häiriöiden tunnistaminen on mahdollista, vaikka viereisten kennojen häiriöt limittyvät ja näyttävät visuaali-20 sesti erottamattomilta, koska aktivointisignaalit valitaan toisistaan oleellisesti riippumattomiksi.

Tätä varten aktivointisignaalit edullisesti määritellään näen-näissatunnaisiksi sekvensseiksi, jotka valitaan tilastollisesti . 25 toisistaan riippumattomiksi. Eri sekvenssien valinnan yksinkertaistamiseksi on havaittu, että voidaan toistaa riippumattomien sekvenssien joukkoa ryhmiteltynä koneen poikkisuunnassa, edellyttäen että ryhmät ovat riittävän suuria, jotta jokainen jossakin ryhmässä oleva signaali voidaan erottaa viereisen 30 ryhmän samasta signaalista, niin ettei esiinny oleellisesti mitään vuorovaikutusta näiden kahden kesken. Jotta varmistettaisiin ettei rainaa häiritä rainalle määriteltyjen vaatimusten ulkopuolelle, häiriösignaalin amplitudia lisätään edullisesti asteittain. Häiriösignaalin amplitudia lisätään, kunnes sen 35 tulos on riittävän hyvin havaittavissa rainassa, niin että tyydyttävästi voidaan määrittää rainaa muodostavan koneen toimikennojen vaikutusalat ja vasteet, muttei niin paljon että s 100831

O

ylitetään vaatimusten raja-arvot.

Esillä olevan keksinnön erään näkökohdan mukaisesti menetelmä arkkimateriaalin rainan valmistusta varten käytetyn koneen 5 leveyden yli jakaantuvien toimikennojen poikkisuunnan vasteiden ja vaikutusalojen määrittämiseksi käsittää vaiheet, joissa: ainakin yhteen toimikennoon johdetaan häiriösignaali, joka vaihtelee toimikennon neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa 10 annetun jakson aikana; mitataan koneella tuotetun arkkimateri-aalirainan ominaisuutta häiriösignaalin käytön aikana vastaavan rainan ominaisuuden signaalin muodostamiseksi; ja korreloidaan häiriösignaalia ja rainan ominaisuuden signaalia ainakin yhden toimikennon poikkisuunnan vasteen ja vaikutusalan määrittämi-15 seksi tätä ominaisuutta varten.

Esillä olevan keksinnön toisen näkökohdan mukaan menetelmä arkkimateriaalin rainan valmistusta varten käytetyn koneen leveyden yli jakaantuneiden toimikennojen poikkisuunnan vastei-20 den ja vaikutusalojen määrittämiseksi käsittää vaiheet, joissa: toimikennojen joukolle johdetaan häiriösignaaleja, jotka vaih-televat toimikennojen neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana; mitataan koneella tuotetun arkkimateri-25 aalirainan ominaisuutta häiriösignaalien käytön aikana vastaavan rainan ominaisuuden signaalin muodostamiseksi; ja korreloidaan häiriösignaaleja ja rainan ominaisuuden signaalia poikkisuunnan vasteiden määrittämiseksi ja toimikennojen joukon vaikutusalojen määrittämiseksi tätä ominaisuutta varten.

30

Menetelmä voi lisäksi käsittää vaiheen, jossa moduloidaan häiriösignaalia siten, että nostetaan asteittain sen amplitudia pieneltä tasolta sellaiselle tasolle, jolla häiriösignaalista johtuvat rainan ominaisuuden häiriöt voidaan erottaa ko-35 hinahäiriöistä, joita esiintyy koneen normaalissa käytössä, mutta jolla rainalle asetetut vaatimukset eivät vaarannu. Edullisesti jokaisen häiriösignaalin vaihtelujen kestoajat 7 100831 jakaantuvat satunnaisesti määriteltyjen rajojen puitteissa, jos rainaa valvotaan pyyhkäisylaitteella tuloksena olevien häiriöiden ilmaisun varmistamiseksi. Vaihe, jossa johdetaan häiriösig-naalia, voi käsittää häiriösignaalin johtamisen toimikennojen 5 joukolle, jotka ovat sellaisilla keskinäisillä etäisyyksillä, että häiriösignaalin johtamisesta joukon mihin tahansa toimi-kennoon johtuvat häiriöt eivät oleellisesti vaikuta niihin häiriöihin, jotka muodostuvat häiriösignaalin johtamisesta joukon mihin tahansa toiseen toimikennoon.

10

Toimikennojen vasteen täydellistä määrittelyä varten menetelmä edelleen käsittää vaiheen, jossa määritetään toimikennojen vasteen keskipiste. Jotta oleellisesti estettäisiin lähekkäin sijaitsevien toimikennojen väliset vuorovaikutukset, häiriösig-15 naalit voivat käsittää joukon oleellisesti riippumattomia herätekuvioita. Edullisesti häiriösignaalit käsittävät joukon tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisek-venssejä, erityisesti kun häiriösignaaleja johdetaan kaikkiin toimikennoihin. Sellaisten sekvenssien lukumäärän rajoittami-20 seksi, joita tarvitaan annetulla koneella, häiriösignaaleja voidaan käyttää ryhminä, jotka käsittävät toistuvasti esiintyviä tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisek-venssejä, jolloin ryhmät ovat riittävän suuria, jotta toistuvat häiriösignaalit sijaitsevat riittävän kaukana toisistaan niiden 25 välisen merkittävän häiriön välttämiseksi.

Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökohdan mukaisesti menetelmä arkkimateriaalin rainan valmistusta varten käytetyn koneen leveyden yli jakaantuneiden toimikennojen poikkisuunnan 30 vasteiden ja vaikutusalojen määrittämiseksi vaiheet, joissa: k:nteen toimikennoon johdetaan häiriösignaali u(k, t) ajan t aikana, jolloin häiriösignaali u(k, t) vaihtelee k:nnen toimi-kennon neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson 35 aikana; mitataan koneella tuotetun arkkimateriaalirainan ominaisuutta häiriösignaalin u(k, t) käytön aikana vastaavan rainan ominaisuuden signaalin y(i, t) muodostamiseksi, jossa i osoittaa 8 100831 poikkisuunnan kohtaa ja t osoittaa käyttöaikaa; ja korreloidaan häiriösignaalia u(k, t) ja rainan ominaisuuden signaalia y(i, t) k:nnen toimikennon poikkisuunnan vasteen r(k, i) määrittämiseksi iinnessä poikkisuunnan kohdassa, joka poikkisuunnan vaste 5 myös määrittelee k:nnen toimikennon vaikutusalan poikkisuunnan kohdissa i tätä ominaisuutta varten. Vaihe, jossa korreloidaan häiriösignaalia u(k, t) ja rainan ominaisuuden signaalia y(i, t) käsittää edullisesti vaiheet, joissa muodostetaan suureiden u(k, t) ja y(i, t+d) kovarianssi ja jaetaan tuloksena oleva 10 kovarianssi suureen u(k, t) omalla kovarianssilla, jolloin d on kuljetusviive siitä kun häiriösignaali u(k, t) johdetaan siihen kun arkkimateriaalirainasta mitataan rainan ominaisuuden signaalin y(i, t) muodostamiseksi, lisättynä dynaamisilla viiveillä, jotka liittyvät k:nnen toimikennon säätöön.

15

Esillä olevan keksinnön erään toisen näkökohdan mukaisesti järjestelmä arkkimateriaalin rainan valmistusta varten käytetyn koneen leveyden yli jakaantuneiden toimikennojen poikkisuunnan vasteiden ja vaikutusalojen määrittämiseksi käsittää heräteku-20 vion muodostamisvälineet häiriösignaalin johtamiseksi ainakin yhteen toimikennoon. Häiriösignaali vaihtelee toimikennon neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana. Anturivälineet valvovat arkkimateriaalirainaa ja muodostavat 25 profiilisignaalin, joka edustaa arkkimateriaalirainan yhtä tai useampaa ominaisuutta poikkisuunnassa. Ainakin yhden toimikennon poikkisuunnan vasteen ja vaikutusalan määrittämiseksi yhtä tai useampaa ominaisuutta varten on järjestetty prosessoriväli-neet häiriösignaalin ja profiilisignaalin korreloimiseksi. 30 Häiriösignaalin amplitudia nostetaan asteittain pieneltä tasol- • ta sellaiselle tasolle, jolla häiriösignaalista johtuvat rainan ominaisuuden häiriöt voidaan erottaa kohinahäiriöistä, joita esiintyy koneen normaalissa käytössä. Tällä tavalla voidaan taata, että järjestelmä tarkasti määrittää vaikutusalat ja vasteet 35 pakottamatta rainaa määriteltyjen raja-arvojen ulkopuolelle.

Esillä olevan keksinnön erään lisänäkökohdan mukaisesti järjes- • > 9 100831 telinä arkkimateriaalin rainan valmistusta varten käytetyn koneen leveyden yli jakaantuneiden toimikennojen poikkisuunnan vasteiden ja vaikutusalojen määrittämiseksi käsittää herätekuvion muodostamisvälineet häiriösignaalin johtamiseksi toimikennojen 5 joukolle. Häiriösignaalit vaihtelevat toimikennojen neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana. Anturivä-lineet valvovat arkkimateriaalirainaa ja muodostavat profii-lisignaalin, joka edustaa arkkimateriaalirainan yhtä tai useam-10 paa ominaisuutta poikkisuunnassa. Toimikennojen joukon poikkisuunnan vasteen ja vaikutusalan määrittämiseksi yhtä tai useampaa ominaisuutta varten on järjestetty prosessorivälineet häiriösignaalin ja profiilisignaalin korreloimiseksi.

15 Esillä olevan keksinnön erään toisen lisänäkökohdan mukaisesti järjestelmä arkkimateriaalin rainan valmistusta varten käytetyn koneen leveyden yli jakaantuneiden toimikennojen poikkisuunnan vasteiden ja vaikutusalojen määrittämiseksi käsittää herätekuvion muodostamisvälineet häiriösignaalin u(k, t) johtamisen 20 k:nteen toimikennoon ajan t aikana. Häiriösignaali u(k, t) vaihtelee kinnen toimikennon neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana. Anturivälineet valvovat arkkimateriaalirainaa ja muodostavat profiilisignaalin y(i, t), jossa 25 i osoittaa poikkisuunnan kohtaa ja t osoittaa aikaa; jolloin profiilisignaali edustaa arkkimateriaalirainan yhtä tai useampaa ominaisuutta poikkisuunnassa ja sisältää häiriösignaalin u(k, t) vaikutukset mainittuun yhteen tai useampaan ominaisuuteen. Prosessorivälineet on järjestetty korreloimaan häiriösig-30 naalia u(k, t) ja profiilisignaalia y(i, t) k:nnen toimikennon poikkisuunnan vasteen r(k, i) määrittämiseksi isnnessä poik kisuunnan kohdassa, joka poikkisuunnan vaste myös määrittelee ksnnen toimikennon vaikutusalan poikkisuunnan kohdissa i mainittua yhtä tai useampaa ominaisuutta varten.

Esillä olevan keksinnön eräänä tavoittena on siten aikaansaada parannettu menetelmä ja laite, jolla nopeammin ja tarkemmin 35 10 100831 määritetään rainaa muodostavien koneiden toimikennojen vaikutusalat ja vasteet; aikaansaada parannettu menetelmä ja laite, jolla nopeammin ja tarkemmin määritetään rainaa muodostavien koneiden toimikennojen vaikutusalat ja vasteet johtamalla 5 toimikennoille häiritseviä signaaleja, mittaamalla tuloksena olevat rainan häirityt signaalit, ja korreloimalla häirittyjä signaaleja ja häiritseviä signaaleja; aikaansaada parannettu menetelmä ja laite, jolla nopeammin ja tarkemmin määritetään rainaa muodostavien koneiden toimikennojen vaikutusalat ja 10 vasteet, jolloin neutraalin kohdan ympärillä vaihtelevat häiritsevät signaalit johdetaan toimikennoille ja muodostetaan sellaisiksi, että ne minimoivat keskimääräiset vaikutukset rainaan minkä tahansa annetun jakson aikana, niin että toimikennojen vaikutusalat ja vasteet voidaan määrittää katkaisematt 15 tai häiritsemättä koneen toimintaa; ja aikaansaada parannettu menetelmä ja laite, jolla nopeammin ja tarkemmin määritetään rainaa muodostavien koneiden toimikennojen vaikutusalat ja vasteet, jolloin joukon näennäissatunnaisia binäärisekvenssejä käsittävät häiritsevät signaalit johdetaan toimikennoille, ja 20 jolloin niitä korreloidaan tuloksena oleviin häirittyihin signaaleihin, niin että saadaan toimikennojen vaikutusalat ja vasteet. Keksinnön muita tavoitteita ja etuja ilmenee seuraa-vasta selityksestä, oheisista piirustuksista ja oheisista patenttivaatimuksista.

25

Piirustustusten lyhyt selitys:

Kuvio 1 on kaaviollinen perspektiivikuva paperikoneesta, johon esillä olevaa keksintöä erityisesti voidaan soveltaa, ja 30 jossa esitetään perälaatikko, höyryprofilointilaite ja • vastaavasti rainan anturisilta, sekä myös erilaisia rainaa kuljettavia teloja ja viiroja.

Kuvio 2 on tekniikan tason järjestelyn lohkokaavio, jolla tunnistetaan kennotoimilaitteiden vaikutusalat ja vasteet 35 prosessin säätösignaalien ja rainan profiilisignaalin avulla.

Kuvio 3 on lohkokaavio järjestelystä, jolla esillä olevan 11 100831 keksinnön mukaisesti määritetään toimikennon vaikutusalat ja vasteet rainaa muodostavassa koneessa.

Kuvio 4 on herätekuvion käyrä, jota voidaan käyttää esillä olevassa keksinnössä.

5 Kuvio 5 on vastekuvion käyrä, joka johtaisi profiiliin eli rainan ominaisuuden signaaliin kuvion 4 esittämän herätekuvion tuloksena.

Kuvio 6 esittää kuviota 4 vastaavan häiriösignaalin, joka johdetaan 20:nteen toimikennoon rainaa muodostavassa ko-10 neessa.

Kuvio 7 esittää vasteet kuvion 6 häiriösignaalille.

Kuvio 8 esittää sekä suodatetun että suodattamattoman vaste-käyrän 20:tta toimikennoa varten, joka on tuloksena kuvion 6 häiriösignaalista ja kuvion 7 häiriösignaalin vasteesta.

15 Kuvio 9 esittää kaksi oleellisesti riippumatonta herätesignaa-lia, jotka johdetaan 20:nteen ja 22:nteen toimikennoon rainaa muodostavassa koneessa.

Kuvio 10 esittää limittyvät häiriöt, jotka johtavat profiiliin eli rainan ominaisuuden signaaleihin vasteena kuvion 9 20 häiriösignaaleille.

Kuvio 11 esittääyksilölliset vastekäyrät 20:tta ja vastaavasti 22:tta toimikennoa varten, jotka on laskettu esillä olevan keksinnön mukaisesti kuvioiden 9 ja 10 signaalien vasteina; ja 25 Kuvio 12 esittää ehjällä viivalla vastekäyrän, joka on laskettu esillä olevan keksinnön mukaisesti 20:nnen kennon yksilöllisellä, kuvion 6 signaalin herätteellä, ja katkoviivalla vastekäyrän, joka on laskettu 20:nnen kennon ja 22;nnen kennon useammalla, kuvion 9 signaalien herätteellä.

30

Vaikka esillä oleva keksintö yleisesti ottaen voidaan soveltaa koneisiin, joilla valmistetaan tai käsitellään arkkimateriaali-rainoja, se soveltuu erityisesti paperikoneisiin, ja vastaavasti sitä selitetään tässä sellaiseen koneeseen viitaten. Kuvio 1 on .15 kaaviollinen perspektiivikuva paperikoneesta 100, joka sisältää perälaatikon 102 rajaaman huuliraon 104 huulilistalla 106, jota säädetään pituuskohdissa toimikennojen avulla, jotka käsittävät 12 100831 neliömassa-toimilaitteet 108. Massalietettä kuljetetaan perä-laatikkoon sulppuputken 110 kautta, niin että liete voidaan levittää viiralle 112 paperirainan 114 muodostamiseksi. Rainan 114 kulkiessa viiraa 112 pitkin ja paperikoneen 100 muiden osien 5 ohi, sitä käsitellään johtamalla se päästölistojen, kääntötelo-jen ja imulaatikoiden ohi (ei esitetty).

Rainaan 114 voidaan myös vaikuttaa yhdessä tai useammassa käsittelyasemassa pitkin koneen 100 pituutta, esimerkiksi 10 höyryprofilointilaitteella 116, joka sisältää kennotoimilait-teita, kuten höyrysuihkusuuttimia. Vaikka esillä olevaa keksintöä selitetään neliömassan toimilaitteiden 108 säätöön viitaten, havaitaan että sitä voidaan yleisesti soveltaa minkä tahansa muotoisen toimikennon säätöön, mukaan lukien höyrysuihkusuutti-15 met, vesisuihkun infrapunalämmittimet, paksuusprofilointilait-teet, ja muihin kennotoimilaitteet, olkoot ne sitten nykyisin käytössä tai tulevaisuudessa kehitettäviä, arkkimateriaalirai-nan profiilin säätöä varten. Raina 114 kulkee myös anturiväli-neiden läpi, jotka käsittävät rainan poikkisuunnan mittaussillan 20 118 ja anturin 120, kuten ydinfysikaalisen tai muun sopivan anturin, joka on tuettu sillalle 118 ja liikkuu sitä pitkin. Anturi 120 kehittää profiilisignaalin, joka edustaa rainan yhtä tai useampaa ominaisuutta poikkisuunnassa, niin että voidaan säätää ominaisuutta prosessorivälineellä, joka sisältyy ope-25 raattorin asemaan 121, rainan 114 laadun parantamiseksi.

Vaikka kuviossa 1 on esitetty pyyhkäisyanturi 120, esillä olevaa keksintöä voidaan voidaan yhtä hyvin soveltaa ja se on itse asiassa edullisempi, jos sitä käytetään sellaisen anturin 30 yhteydessä, joka samanaikaisesti valvoo rainan 114 koko poik-kisuuntaa. Esimerkiksi voitaisiin esillä olevaa keksintöä käyttää toimikennojen koko sarjan vaikutusalan ja vasteen määrittämiseksi niinkin lyhyessä ajassa kuin 15:ssä minuutissa tai mahdollisesti lyhyemmässä ajassa, kun poikkisuunnan monito-35 reiden ryhmä samanaikaisesti suorittaisi valvomisen.

Aikaisemmin vasteinformaatio on määritetty takaisinkytkentäjär- 13 100831 jestelyjen avulla, joita on havainnollistettu kuvion 2 lohko-kaaviossa. Näissä järjestelmissä prosessin säätösignaalit muodostetaan säätäjällä 122 rainan anturilla 120 muodostetun profiilisignaalin ja tavoitesignaalin perusteella, joka märit-5 telee rainalle 114 asetettujen vaatimusten raja-arvot. Prosessin säätösignaalit johdetaan prosessilohkon 124 edustaman säädettävän prosessin toimikennoille, kuten neliömassan toimilaitteille 108. Säätäjä 122 käyttää hyväksi vasteen on-line tunnistimen 126 muodostamia parametreja, jotka se muodostaa säätäjästä 122 10 tulevien prosessin säätösignaalien ja anturin 120 profiilisignaalin perusteella.

Vasteen tunnistinta 126 voidaan käyttää tunnetulla tavalla, kuten esimerkiksi on selitetty artikkelissa S-C Chen, R.M. Snyder 15 ja R.G. Wilhelm Jr: "Adaptive Profile Control for Sheetmaking Processes", joka esitettiin konferenssissa 6th International IFAC/IFIP/IMEKO Conferece on Instrumentation and Automation in the Paper, Rubber, Plastics and Polymerization Industries (PRP-6), 27 - 29 lokakuuta 1986, Akron, Ohio, joka artikkeli 20 liitetään tähän viitteeksi. Valitettavasti tuloksena olevat vasteen ja vaikutusalan ominaiskäyrät eivät ole niin edustavia kuin olisi toivottavaa koneen 100 optimaalista säätöä varten, koska prosessin säätösignaaleja on oleellisesti rajoitettava amplitudin poikkeamien osalta.

25

Off-line järjestelmä on myös kuvattu artikkelissa A. Graser ja W Neddermeyer: "Self-Tuning Cross Profile Control For A Paper Making Machine", IFAC Application in Process Control, Istanbul, Turkki, 1086. Tämän järjestelmän käyttö on kuitenkin aikaa 30 vievää, eikä se takaa että muodostuva tai käsiteltävä raina pysyy asetettujen vaatimusten raja-arvojen puitteissa, niin että rainaa voitaisiin käyttää.

Toimikennojen, kuten neliömassan toimilaitteiden 108 vaiku-35 tusalat ja vasteet saadaan suhteellisen nopeasti ja tarkasti esillä olevan keksinnön menetelmällä ja laitteella. Esillä olevassa keksinnössä koneen 110 säätäjän 122 säätösignaalit 14 100831 katkaistaan väliaikaisesti ja korvataan vaihtelevalla häi-riösignaalilla, joka muodostetaan kuviogeneraattorilla 128. Häiriösignaali johdetaan koneen 100 annettua tyyppiä olevalle toimikennolle, kuten toimilaitteiden 108 yhdelle toimikennolle, 5 toimikennojen ryhmälle tai sarjan kaikille toimikennoille, ks. kuvio 3. Vaihtelevan signaalin vaikutukset rainaan ilmenevät rainan sillä alueella, johon toimikennolla (-kennoilla) on vaikutettu, niin että toimikennon (-kennojen) vaste ja vaikutusala voidaan määrittää valvomalla rainan sitä osaa, joka 10 muodostetaan kun toimikennoon (-kennoihin) johdetaan vaihteleva signaali.

Esillä olevassa keksinnössä jokaisen toimikennon vaikutusala ja/tai vaste saadaan korreloimalla tai sovittamalla häiriösig-15 naalin ja rainan erään ominaisuuden signaalin eli profiilisig-naalin kuvioita, jolloin profiilisignaali saadaan valvomalla koneen 100 muodostamaa rainaa anturilla 120. Kuvion 3 lohkokaaviossa korrelointi tehdään kuviotunnistimella 130. Havaitaan, että samanaikaisesti esillä olevalla keksinnöllä voidaan tutkia 20 useampia kuin yhden lajisia toimikennoja, edellyttäen että eri toimikennojen vaikutuksia rainan ominaisuuksiin voidaan valvoa samanaikaisesti ja etteivät ne häiritse toisiaan. Eri kennola-jien vuorovaikutuksia voitaisiin jopa hyväksyä, edellyttäen että sovellettaisiin riippumattomia signaaleja, ja ettei sellainen 25 vuorovaikutus aiheuttaisi rainan ominaisuuksilta vaadittujen raja-arvojen ylityksiä.

Esillä olevan keksinnön avainkohtia on herätekuvio tai -kuviot, jotka muodostetaan kuviogeneraattorilla 128. Käytännössä korre-30 lointitoimet ja herätesignaalin kuvioiden muodostaminen tehdään prosessorivälineellä, joka voidaan esimerkiksi sisällyttää kuvion 1 operaattorin asemaan 121. Havaitaan, että toimikennoon johdettu häiriösignaali prosessin tutkimista eli herätetarkoi-tuksia varten tulisi olla riittävän suuri, niin että se kehittää 35 häiriön, joka voidaan erottaa prosessin normaalin käytön aiheuttamasta kohinasta. Häiriösignaali on kuitenkin myös riittävän pieni, niin että raina 114 pysyy vaatimusten raja-ar- 15 100831 vojen puitteissa, koska muutoin koneen tutkimusten aikaista tuotantoa ei voida käyttää.

Kun tämä pidetään mielessä, tulisi herätekuviolla olla seuraavat 5 ominaisuudet: 1) häiriösignaalin tulisi vaihdella häirityn toimikennon neturaalin aseman ympärillä; 2) häiriösignaali tulisi valita niin, että minimoideen keskimääräiset vaikutukset rainan ominaisuuksiin, joita tutkitaan jonkin annetun jakson ajan; 3) ainakin prosessin ensimmäistä tutkimista varten tulisi 10 häiriösignaalin amplitudia nostaa vähitellen hyvin pieneltä tasolta, jopa nollasta, kunnes voidaan havaita käyttökelpoinen häiriö rainassa, ja kunnes saavutetaan hyväksyttävä toimikennon mekaaninen raja-arvo, tai kunnes on ylitetty määritelty aikaraja häiriösignaalin käyttöä varten; ja 4) jokaisen liikkeen kesto 15 on satunnaisesti jakautunut määriteltyjen raja-arvojen puitteissa, jotka riippuvat tutkitusta toimikennosta, esim. vaaditaan pidempiä jaksoja rainalla jota pyyhitään, esim. 2-10 pyyhkäisyllä, kuin sellaisella rainalla, jota valvotaan samanaikaisesti sen koko leveydeltä.

20

Kuviossa 4 esitetään herätekuvio 132, joka täyttää nämät ehdot, ja kuviossa 5 esitetään vastaava vastekuvio 134, joka johtaisi profiiliin eli rainan ominaisuuden signaaliin herätekuvion johdosta. Kuvio vaihtelee näennäissatunnaisen binäärisekvenssin 25 muodossa toimikennon netraalista asemasta, joka määritetään sillä hetkellä, kun herätekuviota käytetään. Keskimääräiset vaikutukset rainaan 114 jonkin annetun jakson aikana rajoitetaan vaihteluilla neutraalin aseman ympärillä sekä jokaisen vaihtelun keston raja-arvolla. Vaihteluiden amplitudia nostetaan lähtien 30 oleellisesti nollasta, kunnes vaste on riittävän suuri erotettavaksi prosessin kohinasta (tai kunnes mekaaniset rajat tai aikarajat on saavutettu).

On huomattava, että kuviossa 5 esitettyä vastekuviota on 35 liioiteltu havainnollistavassa tarkoituksessa, koska häiriöt on rajoitettava vaatimusten raja-arvojen puitteissa oleviin tasoihin, niin että estetään käyttökelvottoman tuotteen tuotanto.

« 16 100831

Sellaisia suuria herätteitä ei tarvita esillä olevan keksinnön menetelmän ja laitteen käyttämiseksi. Lisäksi, vaikka sellaisia kuvioita pidetään edullisinia, joilla on kaikki toivotut ominaisuudet, keksinnön sovellutuksissa voidaan haluttaessa 5 käyttää useita muita kuvioita. Esimerkiksi sakara-aaltoja, siniaaltoja ja säännöllisiä näennäissatunnaisia binäärisekvens-sejä voidaan käyttää määrätyissä sovellutuksissa. Sellaiset vaihtelevat kuviot ovat erityisen käyttökelpoisia, kun on tutkittava yksilöllisiä toimikennoja tai erillisten toimikenno-10 jen ryhmiä.

Kun kuviossa 4 esitettyä herätekuviota vastaava häiriösignaali 136 johdetaan toimikennoon, esimerkiksi 20:nteen kennoon kuten esitetään kuviossa 6, niin häiriösignaalin 136 vasteet esiinty-15 vät rainan 114 määrätyllä alueella 138 ja tunnistetaan anturilla 120, kuten kuviossa 7 on esitetty. Kuvion 7 alueella 138, jossa vasteet voidaan nähdä, vasteiden kuviot ovat samanlaiset kuin häiriösignaalilla 136 tai herätekuviolla 132. Häiriösignaalin 136 ja tuloksena olevien, kuviossa 7 esitettyjen profiilisig-20 naalien korrelointi tuottaa tutkitun eli herätetyn toimikennon vasteen ja vaikutusalan, ts. kuviossa 6 esitetyn 20:nnen kennon osalta. Korrelointi- eli kuvioiden sovitusmenetelmä on esillä olevan keksinnön avainpiirre.

25 Kuvio 7 esittää rainan mittaukset kaikissa poikkisuunnan kohdissa, kun häiriösignaali 136 johdetaan 20:nteen toimikennoon. Näkyvät häiriösignaalin vasteet häviävät määrätyn poikkisuunnan matkan päässä primäärivasteen keskikohdasta. Se poikkisuunnan alue, johon häiriösignaali 136 vaikuttaa, edustaa 30 tutkitun eli herätetyn toimikennon vaikutusalaa. Häiriösignaalin 136 tai herätekuvion 132 ja näkyvien vasteiden korrelointi alueella 138 määrittää vasteen koon jokaisessa poikkisuunnan kohdassa ja tutkitun eli herätetyn toimikennon vaikutusalan. Seuraavassa selitetään sopivia korrelointilaskelmia käytettä-35 viksi esillä olevassa keksinnössä.

Määritellään u(k, t) niin, että se edustaa kznteen toimikennoon 17 100831 hetkellä t vaikuttavaa häiriösignaalia 136. Rainan 114 ominaisuuksien kaksiulotteisia mittauksia, jotka tehdään anturilla 120, edustaa y(i, t), jossa i osoittaa poikkisuunnan kohtaa ja t on mittauksen y(i, t) "aikaleima" ja osoittaa epäsuorasti 5 mittauksen konesuunnan kohdan rainalla 114. Suureiden u(k, t) ja y(i, t) välinen korrelointi kaikille poikkisuunnan kohdille i lasketaan käyttämällä kaavaa: r(k, i) = [kovarianssi eli suureiden u(k, t) ja 10 y(i, t+d) todennäköisyysfunktio]/a(k) (1) jossa d kuljetusviive toimikennon ja mittauksen välillä lisättynä toimikennon ja prosessin dynaamisilla viiveillä; 15 a(k) on suureen u(k, t) itseiskovarianssi; ja r(k, i) on k:nnen toimikennon vaste poikkisuunnan i:nnessä kohdassa.

Kaava (1) voidaan laskea joko erinä tai rekursiivisesti. 20 Rekursiivinen laskenta säädettävällä unohduskertoimella näyttää tällä hetkellä edullisemmalta. Kun suure r(k, i) on laskettu kaikille arvoille i, sovelletaan nolla-vaihesiirron tilasuoda-tinta kohinan poistamiseksi vastekäyristä r(k, i). Tilasuodatin määritellään seuraavalla yhtälöllä: 25 rf(k, i) = fo * r(k, i) + fi * [r(k, i+1) + r(k, i-1)] + f2 * [r(k, i+2) + r(k, i-2)] +.....

+ fs * [r(k, i+s) + r(k, i-s)] 30 jossa fo, fi, f2,···,fs ovat tilasuodattimen kertoimet, kuten esimerkiksi selitetään viiteartikkelissa Chen ym.

Kuvioissa 6 ja 7 esitettyä esimerkkiä varten tyypillinen 35 vastekäyrä 140, joka on laskettu suureiden u(k, t) ja y(i, t) korreloinnista kaikkia poikkisuunnan kohtia i varten, on piirretty katkoviivoin kuviossa 8. Suodatettu vastekäyrä 142 on 18 100831 myös piirretty eheänä viivana kuviossa 8. Alue, johon krnnes toimikenno vaikutta, määritetään vertaamalla vastetta prosessin kohinan erottelukynnykseen. Kuviossa 8 alue välillä cm - cn osoittaa vasteen leveyttä k:nnella toimikennolla ja skaalattu 5 korrelaatiokäyrä välillä cm - cn on k:nnen toimikennon vaste. Edullisesti määritetään myös k:nnen toimikennon vasteen keskikohta m(k), ja sellainen määritys voidaan tehdä soveltamalla seuraavaa kaavaa: 10 m(k) = [sumi/sum2] - 0,5 jossa sumi on tulojen rf(k, i) * i summa 15 kaikilla arvoilla i = cm.·.Cn; ja sum2 on suureiden rf(k, i) summa kaikilla arvoilla i = cm...cn.

Häiriösignaali voidaan johtaa toimikennojen ryhmälle koneen 20 poikki, jotka kennot ovat keskenään sellaisilla etäisyyksillä, ettei häiriösignaalien välillä ole oleellisesti mitään keskinäistä vaikutusta. Sellaiset signaalit voidaan korreloida tuloksena oleviin häiriöihin vaikutusalojen ja vasteiden määrittämiseksi niillä toimikennoilla, jotka herätettiin tai joita 25 häirittiin. Kun tämän kennoryhmän vasteet on määritetty, voidaan herättää toinen kennoryhmä niiden vasteiden ja vaikutusalojen määrittämistä varten. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää pätkit-täistä lineaarista interpolointia vastekohtien ja vastemuotojen estimoimiseksi niille toimikennoille, joita ei ole tutkittu.

50 ; Esillä olevan keksinnön eräänä tärkeänä piirteenä on mahdolli suus soveltaa useita herätekuvioita joihinkin tai kaikkiin toimikennoihin, jopa sellaisin kennoihin jotka ovat välittömästi vierekkäin. Sellaista useampikertaista herätettä varten muodos-35 tetaan ja talletetaan joukko oleellisesti riippumattomia heräte-eli häiriökuvioita. Toimikennojen jatkuvassa ryhmässä jokainen kuvio on ainutlaatuinen siten, että sillä yksilöllisesti 19 100831 tunnistetaan toimikenno, johon se on johdettu. Toimikennojen jollain määrätyllä jatkuvalla ryhmällä voidaan siten ajatella, että jokaisen kennon yksilöllinen kuvio muodostaa kennon "viivakoodin" tai "sormenjäljen". Tällä tavalla annetun kennon 5 herättämisestä kennojen jatkuvasssa ryhmässä johtuvat häiriöt voidaan tunnistaa ja erottaa niistä häiriöistä, jotka johtuvat ryhmän muiden kennojen herättämisestä.

Vaikka kennoryhmän ei tarvitse olla jatkuva jotta voitaisiin 10 käyttää oleellisesti riippumattomia heräte- eli häiriökuvioita, niin laajimmassa sovellutuksessaan kuvioiden sellaisen joukon käyttäminen sallii kaikkien koneen yli olevien toimikennojen herättämisen tai tutkimisen samanaikaisesti. Samanaikainen stimulointi vähentää oleellisesti aikaa, joka varvitaan vaiku-15 tusalojen ja vasteiden muodostamiseksi toimikennoja varten. Samanaikaista stimulointia varten toimikennot jaetaan useampaan kennoryhmään. Herätesignaalien joukko järjestetään siten, että kuviot johdetaan ryhmiin samassa järjestyksessä, ts. kuvio nro 1, kuvio nro2, ..., kuvio nro x; kuvio nro 1, kuvio nro2, ..., 20 kuvio nro x; kuvio nro 1, kuvio nro2, ..., kuvio nro x; jne, kunnes jokaiselle toimikennolle on osoitettu yksilöllinen kuvio omassa ryhmässään. Tällä tavalla toistuvat kuviot sijoitetaan riittävän kauaksi toisistaan, niin että ei esiinny oleellisesti mitään häiriöitä toistuvien kuvioiden kesken tai niiden välillä. 25

Edullisesti kuvioiden joukko valitaan näennäissatunnaisten binäärisekvenssien suuresta joukosta tunnetulla tavalla. Binää-risekvenssi valitaan joukkoon, jos sekvenssin korrelaatio joukon kaikkien muiden sekvenssien kanssa on alle 5 %. Vastaavasti ovat 30 joukon kaikki sekvenssit tilastollisesti riippumattomia toisis-·. taan.

Kun jokin toimikennoryhmä herätetään tai kun sitä tutkitaa vastaavalla erilaisten kuvioiden ryhmällä oleellisesti riippu-35 mattomien kuvioiden joukosta, jokainen kenno aktivoidaan omalla tunnistettavissa olevalla herätekuviollaan. Kuviossa 9 esitetään esimerkiksi kaksi sellaista signaalia 144, 146, jotka ,n 100831 20 johdetaan kahteen kennoon, 20:nteen ja 22:nteen kennoon. Profiilin eli rainan ominaisuuden signaalien alueella 148 esiintyvät limittyvät häiriöt, jotka on muodostettu anturilla 120, on esitetty kuviossa 10.

5

Vaikka ei ole helppo nähdä signaalien 144, 146 vaikutuksia erikseen tuloksena olevissa alueen 148 häiriöissä, niin 20:nnen ja 22:nnen toimikennon vastekäyrät voidaan tarkasti tunnistaa ja erottaa soveltamalla edellä määriteltyjä korrelointilaskel-10 mia. Kuvio 11 esittää yksilölliset 20:nnen ja 22:nnen toimikennon yksilölliset vastekäyrät 150, 152, jotka lasketaan kun esillä olevan keksinnön korrelointilaskemat on tehty kuvioiden 9 ja 10 signaaleille.

15 Sellaisten vastekäyrien, jotka muodostuvat johdettaessa yksilöllisiä herätesignaaleja, vertaamiseksi vastekäyriin, jotka muodostuvat soveltamalla useampia herätesignaaleja, herätettiin koneen 20:s toimikenno pelkästään signaalilla 144 ja yhdessä 22:nnen toimikennon signaalin 146 kanssa. Kuvio 12 esittää 20 eheällä viivalla vastekäyrän 154, joka on laskettu esillä olevan keksinnön mukaisesti 20:nnen kennon yksilöllisellä herätteellä signaalin 144 avulla, ja katkoviivalla vastekäyrän 156, joka on laskettu useamman herätteen avulla, 20:nnen kennon signaalilla 144 ja 22:nnen toisen kennon signaalilla 146. Vastekäyrät 154 25 ja 156 ovat keskenään lähes identtiset, kuten on ilmeistä.

Vastaavasti esillä olevalla keksinnöllä voidaan tutkia kaikki toimikennot samanaikaisesti täydellisen vaikutusala- ja vas-teinformaation saamiseksi samalla kerralla. Voidaan kuitenkin 30 pitää edullisempana koneen toimikennojen tutkimista peräkkäin ·, useammissa ryhmissä. Jokaisessa ryhmässä toimikennoihin sovel letaan oleellisesti riippumattomien kuvioiden joukkoa. Tutki-mistoimet suoritetaan ryhmä kerrallaan, kunnes kaikki toimikennot on tutkittu ja on muodostettu vaikutusala- ja vasteinfor-35 maation täydellinen joukko. Luonnollisesti voidaan myös tutkia yhtä ainoat toimikennoa tai kennojen jotain määrää, jos ongelma syntyy kennon tai kennoryhmän hoitamalla alueella, joka ongelma 21 100831 tunnistetaan poikkeamista rainalle asetetuista vaatimuksista.

Esillä olevan keksinnön todellisissa sovellutuksissa ei välttämättä ole ilmeistä, nikä herätesignaalin amplitudi on riittävän 5 suuri, niin että saataisiin käyttökelpoisia häiriöitä rainan ominaiskäyrässä, mutta joka ei kuitenkaan ole niin suuri että rainan häiriöt ylittäisivät sille asetettujen vaatimusten hyväksyttävät raja-arvot. Näitä tapauksia varten on varovainen lähestymistapa se, että aloitetaan häiriösignaalin hyvin pie-10 neliä amplitudilla, ellei jopa nollasta, ja nostetaan sitten asteittain häiriösignaalin amplitudia, kunnes tuloksena olevat rainan häiriöt saavuttavat halutun signaali-kohinasuhteen, saavutetaan maksimaalinen mekaaninen raja tutkittavalla toimi-kennolla tai tutkittavilla toimikennoilla, tai kunnes tutkimis-15 toimien aikavalvonta on signaloitu.

Sitten lopullinen amplitudi talletetaan ja sitä voidaan käyttää häiriösignaalin amplitudina, kun toimikennoa tai -kennoja jälleen on tutkittava samanlaisissa käyttöolosuhteissa. Tallet-20 tamalla tyydyttävä amplitudi häiriösignaalia varten, minimoidaan tarvittava tutkimusaika ja kuitenkin mahdollisuudet koneella tuotettavan tuotteen rikkimenemiseen on minimoitu. Tätä alustustoimenpidettä voidaan käyttää erilaisten käyttöolosuhteiden, erilaisten tuotelaatujen tai rainaa muodostavan tai 25 käsittelevän koneen muiden muuttujien joukkojen mille tahansa määrälle. Käyttämällä esillä olevaa keksintöä jokaista tuote-laatua varten tai koneen määrättyjä käyttöolosuhteita varten, ja muodostamalla laatua/olosuhteita vastaavat tietokannat, mahdollistetaan lyhyemmät siirtymäajat laadun muutoksissa ja 30 koneen käynnistyksessä.

Esillä olevaa keksintöä voidaan käyttää joko käynnistystoimen-piteenä, kun uusi kone asennetaan, tai on-line tunnistus- ja korjaustoimenpiteenä olemassa olevalla koneella. Prosessin 35 ollessa käynnissä poikkisuunnan kennojen automaattisella säätäjällä voidaan keksintö liipaista, kun säädön muuttuja, kuten arkin paksuus, ylittää tuotettavalle tuotteelle asetettujen 22 100831 vaatimusten raja-arvot. Esillä olevalla keksinnöllä voidaan tutkia kaikkia toimikennoja tai vain niitä kennoja, jotka vastaavat rainan sitä osaa, joka on ylittänyt raja-arvot. Joka tapauksessa automaattisen säädön osa tai koko säätö otetaan 5 väliaikaisesti pois käytöstä, kun tutkimusta tehdään ongelman aiheuttaneella toimikennojen osalla* Kun vastekäyrät ja vaiku-tusalainformaatio on määritetty, automaattinen säätö jatkaa päivitettyä vaste- ja vaikutusalainformaatiota käyttäen.

10 Kuten edellä huomautettiin, tutkimussignaalia voidaan asteittain nostaa, kunnes on saavutettu toimiva amplitudi. On tärkeätä, että häiriösignaali keskeytetään sen jälkeen, kun on saatu tyydyttäviä tuloksia, niin että estetään muut häiriöt koneella tuotettavassa tuotteessa. Häiriösignaalin keskeyttämisen mää-15 rittäminen pitäisi tehdä yksilöllisesti jokaista toimikennoa varten.

Kun näin on yksityiskohtaisesti selitetty esillä olevan keksinnön menetelmää ja laitetta rainaa muodostavien tai käsittelevien 20 koneiden toimikennojen vasteen ja vaikutusalan määrittämiseksi, ja kun on viitattu sen edullisiin suoritusmuotoihin, on ilmeistä että muutokset ja muunnelmat ovat mahdollisia poikkeamatta oheisissa patenttivaatimuksissa määritelyn keksinnön suoja-alalta.

25 30 35

Claims (22)

1. 23 100831
2. 1. Menetelmä koneen käyttämiseksi, jota käytetään arkkimateri-aalirainan valmistamiseksi, jossa menetelmässä mitataan poikki- 5 suunnan profiili, verrataan mitattua poikkisuunnan profiilia haluttuun poikkisuunnan profiiliin virheprofiilin muodostamiseksi, jota käytetään koneen leveyden yli jakaantuneiden toimiken-nojen säätämistä varten toimikennoja vastaavien poikkisuunnan vasteiden ja vaikutusalojen mukaisesti, tunnettu siitä, että 10 menetelmässä lisäksi määritetään mainittujen toimikennojen poikkisuunnan vasteet ja vaikutusalat suorittamalla vaiheet, joissa: ainakin yhteen toimikennoon johdetaan häiriösignaali, joka vaihtelee toimikennon neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa anne-15 tun jakson aikana; mitataan koneella tuotetun arkkimateriaalirainan ominaisuutta häiriösignaalin käytön aikana vastaavan rainan ominaisuuden signaalin muodostamiseksi; ja korreloidaan häiriösignaalia ja rainan ominaisuuden signaa-20 lia kyseisen ainakin yhden toimikennon poikkisuunnan vasteen ja vaikutusalan määrittämiseksi tätä ominaisuutta varten.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa moduloidaan häiriösig- 25 naalia siten, että nostetaan asteittain sen amplitudia pieneltä tasolta sellaiselle tasolle, jolla häiriösignaalista johtuvat rainan ominaisuuden häiriöt voidaan erottaa kohinahäiriöistä, joita esiintyy koneen normaalissa käytössä.
4. 3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että häiriösignaalin vaihtelujen kestoajat määriteltyjen rajojen puitteissa jakaantuvat satunnaisesti.
5. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa määritetään kyseisen ainakin yhden toimikennon vasteen keskikohta. 24 100831
6. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se lisäksi käsittää vaiheen, jossa häiriösignaalin johtaminen käsittää häiriösignaalin johtamisen toimikennojen joukolle.
7. 6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisäksi käsittää toimikennojen joukon sijoittamisen keskinäisin välein sellaiselle etäisyydelle, että häiriösignaalin johtamisesta toimikennojen joukon mihin tahansa toimikennoon johtuvat häiriöt eivät oleellisesti vaikuta niihin häiriöihin, 10 jotka muodostuvat häiriösignaalin johtamisesta toimikennojen joukon mihin tahansa toiseen toimikennoon.
8. 7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että häiriösignaalit käsittävät joukon oleellisesti riippumatto- 15 mia herätekuvioita.
9. 8. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että häiriösignaalit käsittävät joukon tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisekvenssejä. 20
10. 9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että häiriösignaalit johdetaan kaikiin mainittuihin toimikennoi-hin, jolloin häiriösignaalit käsittävät joukon tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisekvenssejä.
11. 10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että häiriösignaalit johdetaan ryhminä, jotka käsittävät toistuvasti esiintyviä tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisekvenssejä, jolloin mainitut ryhmät ovat riittä- 30 vän suuria, jotta toistuvat häiriösignaalit sijaitsevat riittävän kaukana toisistaan niiden välisen merkittävän häiriön välttämiseksi.
12. 11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, 35 että: vaiheessa, jossa johdetaan häiriösignaali, k:nteen toimikennoon johdetaan häiriösignaali u(k, t) ajan t aikana, jolloin mainittu häiriösignaali u(k, t) vaihtelee krnnen toimikennon 25 100831 neutraalin tilan ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana; vaiheessa, jossa mitataan arkkimateriaalirainan erästä ominaisuutta, mitataan koneella tuotetun arkkimateriaalirainan omi-5 naisuutta häiriösignaalin u(k, t) käytön aikana vastaavan rainan ominaisuuden signaalin y (i, t) muodostamiseksi, jossa i osoittaa poikkisuunnan kohtaa ja t osoittaa käyttöaikaa; ja vaiheessa, jossa korreloidaan häiriösignaalia ja rainan ominaisuuden signaalia, korreloidaan häiriösignaalia u{k, t) ja 10 rainan ominaisuuden signaalia y(i, t) k:nnen toimikennon poikkisuunnan vasteen r (k, i) määrittämiseksi i:nnessä poikkisuunnan kohdassa, joka poikkisuunnan vaste myös määrittelee k:nnen toimikennon vaikutusalan poikkisuunnan kohdissa i tätä ominaisuutta varten. 15
13. 12. Patenttivaatimuksen li mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaihe, jossa korreloidaan häiriösignaalia u(k, t) ja rainan ominaisuuden signaalia y(i, t), käsittää vaiheet, joissa: muodostetaan suureiden u(k, t) ja y(i, t+d) kovarianssi; ja £0 - jaetaan tuloksena oleva kovarianssi suureen u(k, t) omalla kovarianssilla, jolloin d on kuljetusviive siitä, kun häiriösig-naali u(k, t) johdetaan, siihen, kun arkkimateriaaliraina mitataan rainan ominaisuuden signaalin y{i, t) muodostamiseksi, lisättynä dynaamisilla viiveillä, jotka liittyvät k:nnen toimiken-25 non säätöön.
14. 13. Järjestelmä arkkimateriaalin rainan (114) valmistusta varten käytetyn koneen (100) käyttämistä varten, jolloin mitataan poikkisuunnan profiili, verrataan mitattua poikkisuunnan profii- 30 lia haluttuun poikkisuunnan profiiliin virheprofiilin muodostamiseksi, jota käytetään koneen (100) leveyden yli jakaantuneiden toimikennojen (108) säätämistä varten toimikennoja (108) vastaavien poikkisuunnan vasteiden ja vaikutusalojen mukaisesti, tunnettu siitä, että mainittu järjestelmä käsittää: 35. herätekuvion muodostamisvälineet (128) häiriösignaalin joh tamiseksi ainakin yhteen toimikennoon (108), jolloin häiriösig-naali vaihtelee toimikennon (108) neutraalin tilan ympärillä 26 100831 keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana, anturivälineet (120) arkkimateriaalirainan (114) valvomista ja profiilisignaalin muodostamista varten, joka edustaa arkkima-5 teriaalirainan (114) yhtä tai useampaa ominaisuutta poikkisuun-nassa; ja prosessorivälineet (121) häiriösignaalin ja profiilisignaalin korreloimiseksi ainakin yhden toimikennon (108) poikkisuun-nan vasteen ja vaikutusalan määrittämiseksi yhtä tai useampaa 10 ominaisuutta varten.
15. 14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu lisäksi siitä, että häiriösignaalin (132) amplitudia nostetaan asteittain pieneltä tasolta sellaiselle tasolle, jolla häiriö- 15 signaalista (132) johtuvat rainan ominaisuuden häiriöt voidaan erottaa kohinahäiriöistä, joita esiintyy koneen normaalissa käytössä.
16. 15. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu li-;20 säksi siitä, että häiriösignaalin vaihtelujen kestoajat määriteltyjen rajojen puitteissa jakaantuvat satunnaisesti.
17. 16. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu lisäksi siitä, että herätekuvion muodostamisvälineet (128) aikaan- 25 saavat häiriösignaalien johtamisen toimikennojen (108) joukolle.
18. 17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestelmä, tunnettu lisäksi siitä, että häiriösignaalit käsittävät joukon oleellisesti riippumattomia herätekuvioita. 30
19. 18. Patenttivaatimuksen 16 mukainen järjestelmä, tunnettu lisäksi siitä, että häiriösignaalit käsittävät joukon tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisekvenssejä.
20. 19. Patenttivaatimuksen 18 mukainen järjestelmä, tunnettu li säksi siitä, että häiriösignaalit johdetaan ryhminä, jotka käsittävät toistuvasti esiintyviä tilastollisesti riippumattomia näennäissatunnaisia binäärisekvenssejä, jolloin ryhmät ovat 27 100831 riittävän suuria, jotta toistuvat häiriösignaalit sijaitsevat riittävän kaukana toisistaan niiden välisen merkittävän häiriön välttämiseksi.
21. 20. Patenttivaatimuksen 13 mukainen järjestelmä, tunnettu li säksi siitä, että: häiriösignaali käsittää häiriösignaalin u(k, t) , joka johdetaan k:nteen toimikennoon (108) ajan t aikana, jolloin häiriö-signaali u(k, t) vaihtelee k:nnen toimikennon neutraalin tilan 10 ympärillä keskimääräisten vaikutusten minimoimiseksi signaalin käytön minkä tahansa annetun jakson aikana; profiilisignaali käsittää profiilisignaalin y(i, t), jossa i osoittaa poikkisuunnan kohtaa ja t osoittaa aikaa, jolloin mainittu profiilisignaali y(i, t) edustaa arkkimateriaalirainan 15 (114) yhtä tai useampaa ominaisuutta sen poikkisuunnassa ja si sältää mainitun häiriösignaalin u(k, t) vaikutukset yhteen tai useampaan ominaisuuteen; ja prosessorivälineet (121) aikaansaavat häiriösignaalin u(k, t) ja profiilisignaalin y(i, t) korreloimisen k:nnen toimiko kennon poikkisuunnan vasteen r(k, i) määrittämiseksi irnnessä poikkisuunnan kohdassa, joka poikkisuunnan vaste myös määrittelee k:nnen toimikennon vaikutusalan poikkisuunnan kohdissa i yhtä tai useampaa ominaisuutta varten.
22. 25 Patentkrav