WO2010012335A1 - Verfahren zur modellierung eines regelkreises für eine bearbeitungsmaschine - Google Patents

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WO2010012335A1
WO2010012335A1 PCT/EP2009/004426 EP2009004426W WO2010012335A1 WO 2010012335 A1 WO2010012335 A1 WO 2010012335A1 EP 2009004426 W EP2009004426 W EP 2009004426W WO 2010012335 A1 WO2010012335 A1 WO 2010012335A1
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time
sensor
speed
dead time
web
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PCT/EP2009/004426
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English (en)
French (fr)
Inventor
Stephan Schultze
Holger Schnabel
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0036—Devices for scanning or checking the printed matter for quality control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41F—PRINTING MACHINES OR PRESSES
    • B41F33/00—Indicating, counting, warning, control or safety devices
    • B41F33/0081—Devices for scanning register marks

Definitions

  • the present invention relates to a method for modeling a control loop for a processing machine, a correspondingly arranged computing unit, a corresponding computer program and a corresponding computer program product.
  • the invention is not limited thereto, but rather directed to all types of machine tools in which a web is processed.
  • the invention is particularly applicable to printing machines such as e.g. Newspaper printing machines, commercial printing machines, gravure printing machines, packaging printing machines or securities printing machines, and in processing machines, such as e.g. Pouch machines, enveloping machines or packaging machines used.
  • the web can be made of paper, cloth, cardboard, plastic, metal, rubber, in foil form, etc.
  • a web is moved along driven axes (web transport axes or devices) such as draw rolls or feed rolls and non-driven axes such as deflection, guide, drying or cooling rolls.
  • driven axes web transport axes or devices
  • non-driven axes such as deflection, guide, drying or cooling rolls.
  • the web is simultaneously processed by means of usually also driven processing axes, for example.
  • the driven axes affect both the web tension and the processing register, for example, a color or longitudinal register.
  • controllers In the case of printing presses, for example, longitudinal and / or page registers are regulated in order to achieve an optimum printing result.
  • controllers such as P controllers, D controllers, I controllers, etc., as well as any combinations thereof, include controller parameters that must be set.
  • Conventional control parameters are the proportional gain Kp, the integral gain Ki, the differential gain KQ, the reset time T N , the retention time Ty, delays T, etc.
  • the controller parameters are manually determined or set in the prior art via an evaluation of a step response. For this purpose, the reference variable is changed and the system behavior is examined or optimized for this setpoint change. Thereupon, for example, the controller parameters are changed by a machine operator, which is why he has control-technical knowledge and must set the parameters individually.
  • the control loop structure consists at least of the two elements controller and controlled system (path behavior).
  • the distance behavior of an adjusting movement for example of a printing unit, is usually modeled as a PT1 component with a delay time T (v) s.
  • Control technology usually the track behavior is compensated by means of a PI controller such that there is a second-order system.
  • PI controller delay time
  • the time constant of the controlled system T (v) s is proportional to the web length (between the axis to be controlled and the previous nip) and inversely proportional to the web speed v.
  • the web length typically remains constant during production and only changes during production changes and can possibly be assumed to be a constant. This results in a simplification by assuming the path time constant only proportional to l / v.
  • the controller parameters are adapted in the prior art. In doing so, known adjustment methods such as, for example, symmetrical optimum or root locus methods are used.
  • a continuous-time control is a regulation in which the controller is constantly calculated; in an event-controlled control, the controller is only calculated once after a special event. The corresponding event is typically coupled to the measurement of a register error, which is usually performed once per format / product.
  • the acceleration of the calculation increases proportionally to the machine speed, since more print marks are evaluated per unit of time at higher machine speed and thus more control processes per unit of time are also carried out.
  • This can be modeled in a continuous-time control by a linearly increasing I component (hyperbolic decay time). Basically, stability is inherent in event-controlled regulation due to this system-related change in the control behavior.
  • the known methods have the disadvantage that on the one hand the controller parameters have to be entered manually, which usually does not lead to an optimal control, and on the other hand the methods for automatic adaptation are not yet so mature that optimum results, in particular with regard to the disturbance behavior, be achieved.
  • the present invention proposes a method for modeling a control loop for a processing machine, a computing unit, a computer program and a computer program product having the features of the independent claims.
  • At least one, in particular constant, i. not dependent on ground speed, and / or speed-dependent dead time at least one, in particular constant, i. not dependent on ground speed, and / or speed-dependent dead time.
  • a dead time in the modeling of the underlying control loop is taken into account.
  • the at least one constant dead time includes a data transmission time from a sensor to a computing unit, a measurement time or computing time of a sensor and / or a computing time of a computing unit.
  • the sensors register and / or web tension sensors
  • An advantageously to be considered dead time results accordingly from the transmission time between a sensor and the arithmetic unit to which the sensor is connected.
  • the transmission of the measured values from the sensors to the control units can take place, for example, via a network or via a fieldbus.
  • Another, advantageously to be considered dead time results from a measuring time of a sensor.
  • This dead time is defined by the amount of time the sensor takes to provide the measurement signal at a sensor output from the time the tag reaches the sensor. This may involve internal processing such as calculating and providing a position or distance.
  • a used computing unit includes a dead time, which is defined by the time between the reception of the measured value from the sensor and the output of the control value to the controlled system. The sum of the constant dead times is typically in the range of 10-200 ms. It is expedient if one or all of the abovementioned dead times can be entered externally, determined independently or interrogated via a bus system. Data transmission times may be determined, for example, using time synchronization techniques. Measurement times and calculation times can be measured.
  • At least one speed-dependent dead time is taken into account in the modeling. It makes sense, the at least one speed-dependent dead time depending on a machining length and a web speed to model.
  • a speed-dependent dead time results for example from the fact that a control command of the arithmetic unit or the controller does not act immediately. For example, an angular displacement of a cylinder is not abrupt, but is distributed over the rotation of the printing cylinder ramped. This gives a soft adjustment that affects the printing process or web transport only slightly. This ramp-shaped distribution of an adjustment can be modeled as dead time, for example.
  • speed-dependent dead times result from the discrete-time sampling of the event of the controlled controller.
  • the controller usually only receives a new measured value for determining the control deviation on a printing press once per printing cylinder revolution.
  • One or both of the abovementioned dead times can be modeled as a function of a processing length and a web speed, wherein in particular a proportionality to the quotient of processing length and web speed or to the quotient of processing length and double web speed is offered.
  • the processing length for example, a printing length, for example, the distance between two identical register marks on a web called.
  • the at least one speed-dependent dead time is modeled depending on a distance of a sensor from a printing unit. It is advisable if the modeling additionally takes place as a function of the reciprocal path velocity. Furthermore, it makes sense if the distance of the sensor from the printing unit can be entered or independently determined. Usually, the sensor is not located directly at the printing unit but, for example, up to a few cylinder circumference behind the printing unit in order to register the register marks. The distance that the web must travel until the sensor can detect a register mark can be modeled as additional dead time, which decreases with increasing speed. According to an advantageous embodiment of the invention, the at least one constant and / or the at least one speed-dependent dead time are combined in one control circuit element.
  • this control loop member for example, as a PTl member.
  • all considered dead times can be taken into account as total dead time within the control loop, which particularly simplifies the modeling of the control loop.
  • a web speed a web length, ie the length between two processing devices, a processing length, ie the distance between two repetitive processing points on the web, a distance of a sensor from a processing device, a data transfer time of one Sensor to a computing unit, a measuring time of a sensor and / or a computing time of a computing unit.
  • This refinement of the invention offers the advantage that all the incoming quantities are either geometric or physical parameters of the processing machine, which only have to be determined once, or parameters, such as the web speed, which are known within the machine or are light can be determined acts.
  • a determination of controller parameters is carried out on the basis of the modeled control loop.
  • this determination can be made automatically within a computing unit such as e.g. a control unit or a Registerreg- ler done.
  • a computing unit such as e.g. a control unit or a Registerreg- ler done.
  • the design of the controller parameters takes place with regard to the disturbance behavior.
  • the setpoint of the register controller is rarely set by the operator during printing. During the printing process, therefore, the controller is more likely to correct occurring errors ⁇ deviations).
  • the design of the controller parameters should therefore take the case of occurring disturbances into consideration rather than the case of a setpoint change. tion.
  • the optimization strategies setpoint jumps or disturbance behavior
  • the optimization of the disturbance behavior usually results in higher P gains in order to compensate errors that occur more quickly, which moreover usually do not occur suddenly but rather slowly. If such controllers are then subjected to a set point jump, this can lead to excessive overshoots and thus to poor control performance.
  • a setpoint jump can also be caused by a setpoint change by the operator.
  • it is optimized for the disturbance behavior, wherein the guiding behavior is expediently optimized by a suitable prefilling (eg by means of a PTI filter before the subtraction point) of the guide size, in order in particular to minimize a tendency to oscillate.
  • the pre-filter is used to supply the setpoint changes to the control loop with less dynamics, for example to not drive the controller to a limit. This in turn would lead to non-linearities and consequently to reduced dynamics up to the oscillation tendency of the control loop.
  • An arithmetic unit according to the invention is, in particular programmatically, configured to perform a method according to the invention.
  • the invention further relates to a computer program with program code means to perform all the steps for modeling and possibly parameterization of a control loop according to a method according to the invention, when the computer program on a Computer or a corresponding processing unit, in particular in a processing machine, is executed.
  • the inventively provided computer program product with program code means which are stored on a computer-readable data carrier, is designed for carrying out all steps for modeling and possibly parameterizing a control loop according to a method according to the invention, if the computer program is stored on a computer or a corresponding computing unit, in particular in a computer Processing machine, running.
  • Suitable data carriers are, in particular, floppy disks, hard disks, flash memories, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs and the like. It is also possible to download a program via computer networks (Internet, intranet, etc.).
  • Figure 1 shows a schematic representation of a machine designed as a printing machine, for which the inventive method is suitable;
  • Figure 2 shows a schematic representation of a modeled according to the invention
  • FIG. 3 shows the control circuit according to FIG. 2 in a transformed quasi-continuous representation
  • FIG. 4 shows the control circuit according to FIG. 3 in a simplified representation.
  • a processing machine configured as a printing press is designated by 100 as a whole.
  • a printing material such as paper 101
  • the paper 101 is guided and printed by as printing units 1 11, 1 12, 113, 1 14 trained processing facilities and output by a pull-out (Outfeed) 1 15 again.
  • the insertion, extraction and printing units are positionable, in particular cylinder or angle correctable, arranged.
  • the printing units 1 1 1 to 1 14 are in a web tension-controlled area between the intake unit 110 and the extension unit 1 15th
  • the printing units 111 to 1 14 each have a printing cylinder 111 'to 1 14', against each of which a impression roller 11 1 "to 1 14" is made with strong pressure.
  • the pressure cylinders are individually and independently drivable.
  • the associated drives 1 11 '"to 1 14'" are shown schematically.
  • the impression rollers are freely rotatable.
  • the printing units 1 1 1 to 1 14 together with the continuous paper 101 form a frictionally connected unit (nip).
  • the drives of the individual plants are connected to a controller 150 via a data connection 151.
  • the controller 150 comprises an embodiment of a computing unit according to the invention and is set up for automatic controller parameterization.
  • the paper 101 is guided over unspecified explained roles, which are designated 102.
  • rollers are provided with reference numeral 102. In particular, these may be deflection rollers, drying, cooling or blasting devices, etc.
  • the text below describes how register and / or web tension control is carried out in the illustrated printing press.
  • the sensors 132, 133, 134 are arranged, which determine the register position of the web 101 and, for example, are designed as a brand reader.
  • the web 101 e.g. Paper
  • each detected by a brand reader when a print mark (not shown), which is preferably applied by the first printing unit 1 1 1, reaches the mark reader.
  • the measured value is fed to a device for register control (register controller).
  • register controller register controller
  • the position of the corresponding pressure cylinder 1 12 'to 1 14' is detected and this measured value also fed to the register controller. From this, a respective register deviation can be calculated (path / cylinder correction).
  • the detected register deviations are used for positioning the printing units 1 12 to 1 14 and preferably also for the positioning of the infeed 110 and the extension unit 1 15.
  • the tag reader may measure positions of all previously applied register marks and supply them to the register control device. From this, a respective register deviation between applied register marks can be calculated (path / path correction) and for the positioning of the printing unit
  • the web is preferably between the infeed 1 10 and the first printing unit 1 1 1 with a first sensor and between the last
  • register controllers and / or tension controllers are automatically parameterized using a method according to the invention. It goes without saying that the previously mentioned draft regulators and register regulators can be embodied in a common arithmetic unit 150, for example a computer.
  • a control loop modeled according to the invention is shown schematically and designated overall by 200.
  • the control circuit may for example be based on a printing press according to FIG. Due to the properties of the underlying processing machine, the control loop 200 can be divided into a time-discrete part 210 and a time-continuous part 220.
  • the continuous-time portion 220 is a member 221 which models the ramp-like displacement of the impression cylinders by u (t) in response to a command.
  • the ramp-like modeled control command u '(t) is passed on to the controlled system 222 with the route time T s .
  • the discrete-time part 210 includes a part 211 included in a register controller such as a PLC, and a part 212 included in a sensor.
  • the sensor is modeled by an analog / digital element 213, which supplies the continuous controlled variable di 2 (t) as a time-discrete feedback variable di 2 [k] to a comparison point 215.
  • the register regulator part 21 1 likewise comprises an analog / digital element 214 which calculates the time-discrete reference variable wi 2 [k] from the continuous reference variable Wi 2 (t).
  • the comparison element 215 calculates the time-discrete control error or the control difference yi 2 [k], which is supplied to the actual control element 216.
  • the regulator 216 is designed as a PI member.
  • the time-continuous manipulated variable u (t) is calculated in a digital / analog element 217 from a discrete-time controller output variable u [k].
  • both constant and speed-dependent dead times are taken into account.
  • the controlled variable di 2 (t) is detected by a sensor, wherein, for example, an area of the material web on which the printed register marks are located is illuminated by means of an LED.
  • An optical unit detects a register mark and transmits the measurement signal to an electronic evaluation unit which, for example, color-identifies the register mark and can calculate a distance between two differently-colored register marks.
  • the entire process described requires a measurement time, which is taken into account as a dead time T t , sEN SO R and can be about 10 to 100 ms. This dead time is associated with the member 213.
  • the feedback variable d] 2 [k] is supplied to the register regulator via a connecting line, which requires a certain transmission time, which is considered as a further dead time T 1? NET . This moves in the range of approx. 1-20 ms.
  • the register errors yi 2 [k] and the manipulated variable u [k] in the register controller for example a PLC, calculated, which in turn leads to a dead time T t , sps, which is about 1-20 ms.
  • these constant dead times are taken into account in addition to speed-dependent dead times, which are usually modeled in proportion to a ratio of length and web speed.
  • the dead times just described within the control loop can be summarized in a control loop member, as will be described in more detail with reference to Figure 3.
  • the control circuit according to FIG. 2 is shown in a simplified representation and designated overall by 300. In this illustration, the individual control circuit links are shown.
  • the control loop 300 comprises a PI element 310 with a control gain K R and a reset time T N.
  • the constant dead time which is caused by the computing time of the arithmetic unit, is shown in a dead time element 320 with the dead time Tt, sps.
  • the speed-dependent dead time T (v) R which is caused by the ramp behavior of the manipulated variable, is modeled in a member 330.
  • the path behavior with the speed-dependent route times T (v) s is finally modeled in a PTI element 340.
  • the speed-dependent dead time T (V) D which is caused by the distance of the sensor from the printing unit.
  • This dead time is modeled in a dead time section 350.
  • the caused by the measurement time of the sensor constant dead time T ⁇ SENSOR is modeled in a dead time element 360.
  • the constant dead time T t , NE ⁇ caused by the data transfer is modeled in a dead time gate 370.
  • the just-described dead-time elements 320, 330, 350, 360 and 370 can be combined in a control circuit element, as illustrated with reference to FIG.
  • the control circuit according to FIG. 3 is shown in a further simplified representation and designated as a whole by 400.
  • the control circuit 400 now comprises the PI element 310 and the controlled system 340 from FIG. 3.
  • the dead time elements from FIG. 3 are combined in a control circuit element 420, which is characterized by a sum dead time Ts.
  • the control circuit element 420 can be adapted by means of PTI behavior. It goes without saying that other regulatory adjustments are possible as well.
  • the position of the control loop member 420 within the control loop 400 is the competent Professional selectable.
  • the control loop member 420 can also be arranged in the return.
  • control loop 210 time-discrete fraction

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Abstract

Ein Verfahren zur Modellierung eines Regelkreises (300) für eine Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn, insbesondere wellenlose Druckmaschine, wobei wenigstens eine Totzeit (Tt,SENSOR, Tt,NET, Tt,SPS, T(v)R, T(v)D) bei der Modellierung berücksichtigt wird.

Description

Verfahren zur Modellierung eines Regelkreises für eine Bearbeitungsmaschine
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modellierung eines Regelkreises für eine Bearbeitungsmaschine, eine entsprechend eingerichtete Recheneinheit, ein entsprechendes Computerprogramm sowie ein entsprechendes Computerprogrammprodukt.
Obwohl nachfolgend hauptsächlich auf Druckmaschinen Bezug genommen wird, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, sondern vielmehr auf alle Arten von Bearbeitungsmaschinen gerichtet, bei denen eine Warenbahn bzw. Materialbahn bearbeitet wird. Die Erfindung ist aber insbesondere bei Druckmaschinen wie z.B. Zeitungsdruckmaschinen, Akzidenzdruckmaschinen, Tiefdruckmaschinen, Verpackungsdruckmaschinen oder Wertpapierdruckmaschinen sowie bei Verarbeitungsmaschinen wie z.B. Beutelmaschinen, Briefumschlagsmaschinen oder Verpackungsmaschinen einsetzbar. Die Warenbahn kann aus Papier, Stoff, Pappe, Kunststoff, Metall, Gummi, in Folienform usw. ausgebildet sein.
Stand der Technik
Bei betreffenden Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Druckmaschinen, wird eine Warenbahn entlang von angetriebenen Achsen (Bahntransportachsen bzw. -einrichtungen) wie z.B. Zugwalzen oder Vorschubwalzen und nicht angetriebenen Achsen wie z.B. Umlenk-, Leit-, Trocknungs- oder Kühlwalzen bewegt. Die Warenbahn wird gleichzeitig mittels meist ebenfalls angetriebener Bearbeitungsachsen bearbeitet, bspw. bedruckt, gestanzt, geschnitten, gefalzt usw. Die angetriebenen Achsen beeinflussen sowohl die Bahnspannung als auch das Bearbeitungsregister, bspw. ein Färb- oder Längsregister.
Bei Druckmaschinen werden bspw. Längs- und/oder Seitenregister geregelt, um ein op- timales Druckergebnis zu erzielen. Bekannte Regler, wie z.B. P-Regler, D-Regler, I- Regler usw. sowie beliebige Kombinationen davon beinhalten Reglerparameter, die eingestellt werden müssen. Übliche Reglerparameter sind die Proportionalverstärkung Kp, die Integralverstärkung Ki, die Differentialverstärkung KQ, die Nachstellzeit TN, die Vorhaltezeit Ty, Verzögerungen T usw. Die Reglerparameter werden im Stand der Technik manuell über eine Auswertung einer Sprungantwort ermittelt bzw. eingestellt. Hierzu wird die Führungsgröße verändert und das Systemverhalten auf diese Sollwertänderung hin untersucht bzw. optimiert. Daraufhin werden beispielsweise von einem Maschinenbediener die Reglerparameter verändert, weshalb er regelungstechnische Kenntnisse besitzen und die Parameter einzeln einstellen muss.
Sind die Art der Regelstrecke und ihre Streckenparameter bekannt, ist neben der manuellen Parametrierung auch eine berechnete Parametrierung möglich. Hierzu ist es nötig, den betrachteten Regelkreis zu modellieren. Die Regelkreisstruktur besteht zumindest aus den beiden Elementen Regler und Regelstrecke (Streckenverhalten). Das Strecken- verhalten einer Stellbewegung beispielsweise eines Druckwerks wird dabei üblicherweise als PTl -Glied mit einer Verzögerungszeit T(v)s modelliert. Regelungstechnisch wird das Streckenverhalten üblicherweise mit Hilfe eines PI-Reglers derart kompensiert, dass sich ein System zweiter Ordnung ergibt. Hierbei gibt es verschiedene Auslegungskriterien für die P-Verstärkung und den I-Anteil.
Die Zeitkonstante der Regelstrecke T(v)s ist dabei proportional zu der Warenbahnlänge (zwischen zu regelnder Achse und der vorherigen Klemmstelle) und umgekehrt proportional zur Warenbahngeschwindigkeit v. Die Warenbahnlänge bleibt dabei typischerweise während einer Produktion konstant und ändert sich nur bei Produktionsumstel- lungen und kann ggf. als Konstante angenommen werden. Somit ergibt sich eine Vereinfachung, indem die Streckenzeitkonstante nur proportional zu l/v angenommen wird. Mit dieser geschwindigkeitsabhängigeή Zeitkonstante werden im Stand der Technik die Reglerparameter adaptiert. Verwendung finden dabei bekannte Einstellverfahren wie z.B. Symmetrisches Optimum oder Wurzelortskurvenverfahren.
Eine zeitkontinuierliche Regelung ist eine Regelung, bei der der Regler ständig gerechnet wird, bei einer ereignisgesteuerten Regelung wird der Regler nur nach einem besonderen Ereignis einmalig durchgerechnet. Das entsprechende Ereignis ist dabei typischerweise an die Messung eines Registerfehlers gekoppelt, die je Format/Produkt meist einmalig durchgeführt wird. Systembedingt ergibt sich bei konstanten Reglerparametern bei der ereignisgesteuerten Regelung automatisch eine proportional zur Maschinengeschwindigkeit ansteigende Beschleunigung der Berechnung, da bei höherer Maschinengeschwindigkeit mehr Druckmarken pro Zeiteinheit ausgewertet werden und somit auch mehr Regelvorgänge pro Zeiteinheit durchgeführt werden. Dies kann bei einer zeitkontinuierlichen Regelung durch einen linear ansteigenden I-Anteil (hyperbolisch abfallen- den Nachstellzeit) modelliert werden. Grundsätzlich ist bei einer ereignisgesteuerten Regelung durch diese systembedingte Veränderung des Regelverhaltens eine Stabilität inhärent.
Bei einer zeitkontinuierlichen Regelung besteht das Problem, dass sich die Strecken- zeitkonstante umgekehrt proportional zur Geschwindigkeit verhält. Diesem Umstand begegnet man damit, dass die Nachstellzeit proportional l/v adaptiert wird. Alternativ kann bei einem PI-Regler mit R = Kp (1 + 1/TN) die P- Verstärkung Kp mit l/v adaptiert werden.
Die bekannten Verfahren weisen den Nachteil auf, dass einerseits die Reglerparameter manuell eingegeben werden müssen, was üblicherweise nicht zu einer optimalen Regelung führt, und andererseits die Verfahren zur automatischen Adaption noch nicht so ausgereift sind, dass optimale Ergebnisse, insbesondere im Hinblick auf das Störverhalten, erzielt werden. Vor diesem Hintergrund werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Modellierung eines Regelkreises für eine Bearbeitungsmaschine, eine Recheneinheit, ein Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit den Merkmalen der .unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegens- tand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Modellierung eines Regelkreises für eine Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn, insbesondere einer wellenlosen Druckmaschine, wird bei der Modellierung wenigstens eine, insbesondere konstan- te, d.h. nicht bahngeschwindigkeitsabhängige, und/oder geschwindigkeitsabhängige, Totzeit berücksichtigt.
Erfindungsgemäß wird somit neben dem üblicherweise mittels eines Quotienten aus Materialbahnlänge und Warenbahngeschwindigkeit modellierten Streckenverhaltens, welches durch eine bahngeschwindigkeitsabhängige Verzögerungszeit T(v)s gekennzeichnet ist, erstmalig auch eine Totzeit bei der Modellierung des zugrunde liegenden Regelkreises berücksichtigt.
Vorteile der Erfindung
Durch die erfindungsgemäße Lösung, kann eine im Vergleich zum Stand der Technik optimierte Modellierung des einer Verarbeitungsmaschine zugrunde liegenden Regelkreises erreicht werden. Im Stand der Technik werden keine Totzeiten berücksichtigt. Erfindungsgemäß werden nun jedoch konstante und/oder geschwindigkeitsabhängige Totzeiten berücksichtigt, um in allen Geschwindigkeitsbereichen gute Ergebniss zu erzielen. Beispielsweise hat eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit üblicherweise bei niedrigen Geschwindigkeiten eine großen Einfluss, der mit ansteigender Warengeschwindigkeit abnimmt. Gerade aber in diesem Geschwindigkeitsbereich wirkt sich der Einfluss von konstanten Totzeiten besonders störend aus, da diese definitionsgemäß keine Geschwindigkeitsabhängigkeit zeigen und somit in diesen Geschwindigkeitsbereichen das Streckenverhalten dominieren können. Der mittels der Erfindung modellier- te Regelkreis kann herangezogen werden, um mittels bekannter Verfahren die Reglerparameter insbesondere automatisch zu bestimmen. Die Reglerparameter sind somit optimal auf die zugrunde liegende Bearbeitungsmaschine abgestimmt und eine manuelle Eingabe durch einen Anwender kann entfallen. Damit wird eine signifikante Fehlerquel- Ie bei der Maschineneinrichtung ausgeschlossen.
Vorteilhafterweise beinhaltet die wenigstens eine konstante Totzeit eine Datenübertragungszeit von einem Sensor zu einer Recheneinheit, eine Messzeit bzw. Rechenzeit eines Sensors und/oder eine Rechenzeit einer Recheneinheit. Bei einer als Druckma- schine, insbesondere Tiefdruckmaschine, ausgestalteten Bearbeitungsmaschine sind die Sensoren (Register- und/oder Bahnspannungssensoren) üblicherweise in einer gewissen Entfernung von dem zuständigen Steuergerät angeordnet. Eine vorteilhafterweise zu berücksichtigende Totzeit ergibt sich demnach aus der Übertragungszeit zwischen einem Sensor und der Recheneinheit, an die der Sensor angeschlossen ist. Die Übertra- gung der Messwerte von den Sensoren zu den Steuergeräten kann beispielsweise über ein Netzwerk oder über einen Feldbus erfolgen. Eine weitere, vorteilhafterweise zu berücksichtigende Totzeit ergibt sich aus einer Messzeit eines Sensors. Diese Totzeit definiert sich durch die Zeitspanne, die der Sensor benötigt, um von dem Zeitpunkt, zu dem Marke den Sensor erreicht, das Messsignal an einem Sensorausgang bereitzustellen. Dies kann eine interne Bearbeitung beinhalten, beispielsweise eine Position oder einen Abstand zu berechnen und bereitzustellen. Schließlich beinhaltet auch eine verwendete Recheneinheit eine Totzeit, die sich durch die Zeitspanne zwischen dem Empfang des Messwertes vom Sensor und der Ausgabe des Stellwertes an die Regelstrecke definiert. Die Summe der konstanten Totzeiten liegt typischerweise im Bereich von 10 - 200 ms. Es ist zweckmäßig, wenn eine oder alle der genannten Totzeiten von außen eingebbar, selbstständig ermittelbar oder über ein Bussystem abfragbar sind. Datenübertragungszeiten können beispielsweise unter der Verwendung von Zeitsynchronisationsverfahren ermittelt werden. Messzeiten und Rechenzeiten können gemessen werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit bei der Modellierung berücksichtigt. Es bietet sich an, die wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit abhängig von einer Bearbeitungslänge und einer Bahngeschwindigkeit zu modellieren. Eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit ergibt sich beispielsweise dadurch, dass ein Stellbefehl der Recheneinheit bzw. des Reglers nicht sofort wirkt. Beispielsweise erfolgt eine Winkelverstellung eines Zylinders nicht sprunghaft, sondern wird über die Umdrehung des Druckzylinders rampenförmig verteilt. Dadurch erhält man eine weiche Verstellung, die den Druckprozess bzw. Bahntransport nur wenig beeinflusst. Diese rampenförmige Verteilung einer Verstellung kann beispielsweise als Totzeit modelliert werden. Des Weiteren ergeben sich geschwindigkeitsabhängige Totzeiten durch die zeitdiskrete Abtastung des Ereignisses des gesteuer- ten Reglers. Beispielsweise erhält der Regler an einer Druckmaschine üblicherweise nur einmal pro Druckzylinderumdrehung einen neuen Messwert zur Ermittlung der Regelabweichung. Eine oder beide bisher genannte Totzeiten können abhängig von einer Bearbeitungslänge und einer Bahngeschwindigkeit modelliert werden, wobei sich insbesondere eine Proportionalität zum Quotienten aus Bearbeitungslänge und Bahnge- schwindigkeit oder zum Quotienten von Bearbeitungslänge und doppelter Bahngeschwindigkeit anbietet. Als Bearbeitungslänge wird beispielsweise eine Drucklänge, beispielsweise der Abstand zwischen zwei identischen Registermarken auf einer Warenbahn bezeichnet.
Vorteilhafterweise wird die wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit abhängig von einem Abstand eines Sensors von einem Druckwerk modelliert. Es bietet sich an, wenn die Modellierung zusätzlich in Abhängigkeit von der reziproken Bahngeschwindigkeit erfolgt. Weiterhin bietet es sich an, wenn der Abstand des Sensors vom Druckwerk eingebbar oder selbständig ermittelbar ist. Der Sensor befindet sich übli- cherweise nicht unmittelbar am Druckwerk, sondern bspw. bis zu einige Zylinder- umfänge hinter dem Druckwerk, um die Registermarken zu erfassen. Die Strecke, die die Warenbahn zurücklegen muss, bis der Sensor eine Registermarke erfassen kann, kann als zusätzliche Totzeit modelliert werden, die mit zunehmender Geschwindigkeit abnimmt. Gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung werden die wenigstens eine konstante und/oder die wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit in einem Regelkreisglied zusammengefasst. Es bietet sich an, dieses Regelkreisglied beispielsweise als PTl -Glied zu modellieren. Auf diese Weise können alle berücksichtigten Tot- zeiten als Summentotzeit innerhalb des Regelkreises berücksichtigt werden, was die Modellierung des Regelkreises besonders vereinfacht. Je nach Ausführungsform der Erfindung gehen somit in das Regelkreisglied eine Warenbahngeschwindigkeit, eine Warenbahnlänge, d.h. die Länge zwischen zwei Bearbeitungseinrichtungen, eine Bearbeitungslänge, d.h. der Abstand zwischen zwei sich wiederholenden Bearbeitungsstellen auf der Warenbahn, ein Abstand eines Sensors von einer Bearbeitungseinrichtung, eine Datenübertragungszeit von einem Sensor zu einer Recheneinheit, eine Messzeit eines Sensors und/oder eine Rechenzeit einer Recheneinheit ein. Diese Ausgestaltung der Erfindung bietet den Vorteil, dass es sich bei sämtlichen eingehenden Größen entweder um geometrische oder physikalische Parameter der Bearbeitungsmaschine, die nur ein- malig bestimmt werden müssen, oder um Parameter wie z.B. die Warenbahngeschwindigkeit, die innerhalb der Maschine bekannt sind bzw. leicht bestimmt werden können, handelt.
Zweckmäßigerweise wird auf Grundlage des modellierten Regelkreises eine Bestim- mung von Reglerparametern durchführt. Diese Bestimmung kann insbesondere automatisch innerhalb einer Recheneinheit wie z.B. einem Steuergerät bzw. einem Registerreg- ler erfolgen. Mit dieser bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es somit möglich, zu jedem Zeitpunkt einer Bearbeitung durch eine Bearbeitungsmaschine eine optimale Parametrierung der Regler automatisch bereitzustellen.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Auslegung der Reglerparameter im Hinblick auf das Störverhalten. Bei typischen Registerregelvorgängen wird während des Druckvorgangs nur selten der Sollwert des Registerreglers durch den Bediener eingestellt. Während des Druckvorganges ist deswegen der Regler eher dazu da, auftretende Störungen ^Regelabweichungen) auszuregeln. Die Auslegung der Reglerparameter sollte somit den Fall auftretender Störungen eher berücksichtigen als den Fall einer Sollwertände- rung. Beim Vergleich der Optimierungsstrategien (Sollwertsprünge bzw. Störverhalten) ergeben sich meist bei der Optimierung nach Störverhalten höhere P-Verstärkungen, um auftretende Fehler schneller auszuregeln, welche außerdem meist nicht sprungartig auftreten, sondern eher langsam entstehen. Werden solche Regler dann mit einem Sollwert- sprung beaufschlagt, kann dies zu starken Überschwingern und somit zu schlechter Regelperformance führen. Ein Sollwertsprung kann auch durch eine Sollwertänderung durch den Bediener hervorgerufen werden. Vorteilhafterweise wird auf das Störverhalten optimiert, wobei das Führungsverhalten zweckmäßigerweise durch eine geeignete Vorfϊlterung (z.B. mittels eines PTl -Filters vor dem Subtraktionspunkt) der Führungs- große optimiert wird, um insbesondere eine Schwingneigung zu minimieren. Das Vorfilter dient dazu, bei Sollwertänderungen diese dem Regelkreis mit geringerer Dynamik zuzuführen, um z.B. den Regler nicht in eine Begrenzung zu treiben. Dies wiederum würde zu Nichtlinearitäten und in der Folge zu verringerter Dynamik bis hin zur Schwingneigung des Regelkreises führen.
Es bietet sich an, die Bestimmung der Reglerparameter in Abhängigkeit von einem Kennlinienfeld durchzuführen. Wie bereits weiter oben erläutert wurde, gehen in die Modellierung als Parameter nur wenige veränderliche Größen ein, wohingegen viele Größen wie z.B. Abstände, konstante Totzeiten usw. fest sind. Aus diesem Grund bietet es sich an, Kennlinienfelder in Abhängigkeit von den variablen Größen wie z.B. Warenbahngeschwindigkeit bereitzustellen, die beispielsweise in einer Speichereinrichtung der Recheneinheit abgelegt werden können. Auf diese Weise kann die automatische Parametrierung der Regler signifikant beschleunigt werden.
Eine erfindungsgemäße Recheneinheit ist, insbesondere programmtechnisch, dazu eingerichtet, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
Die Erfindung betrifft zudem ein Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte zur Modellierung und ggf. Parametrierung eines Regelkreises gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine, ausgeführt wird.
Das erfindungsgemäß vorgesehene Computerprogrammprodukt mit Programmcodemit- teln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, ist zum Durchführen aller Schritte zur Modellierung und ggf. Parametrierung eines Regelkreises gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit, insbesondere in einer Bearbeitungsmaschine, ausgeführt wird. Geeignete Datenträger sind insbesondere Disketten, Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, CD-ROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich beschrieben.
Figurenbeschreibung
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung einer als Druckmaschine ausgebildeten Bearbeitungsmaschine, für die das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist; Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäß modellierten
Regelkreises für eine Bearbeitungsmaschine;
Figur 3 zeigt den Regelkreis gemäß Figur 2 in einer transformierten quasikontinu- ierlichen Darstellung; und
Figur 4 zeigt den Regelkreis gemäß Figur 3 in einer vereinfachten Darstellung.
In Figur 1 ist eine als Druckmaschine ausgestaltete Bearbeitungsmaschine insgesamt mit 100 bezeichnet. Ein Bedruckmaterial, beispielsweise Papier 101, wird der Maschine über ein Einzugswerk (Infeed) 1 10 zugeführt. Das Papier 101 wird durch als Druckwerke 1 11, 1 12, 113, 1 14 ausgebildete Bearbeitungseinrichtungen geführt und bedruckt und durch ein Auszugswerk (Outfeed) 1 15 wieder ausgegeben. Die Ein-, Auszugs- und Druckwerke sind positionierbar, insbesondere zylinder- bzw. winkelkorrigierbar, ange- ordnet. Die Druckwerke 1 1 1 bis 1 14 liegen in einem bahnspannungsgeregelten Bereich zwischen dem Einzugswerk 110 und dem Auszugswerk 1 15.
Die Druckwerke 111 bis 1 14 weisen jeweils einen Druckzylinder 111' bis 1 14' auf, gegen den jeweils ein Presseur 11 1" bis 1 14" mit starkem Druck angestellt ist. Die Druck- zylinder sind einzeln und unabhängig antreibbar. Die zugehörigen Antriebe 1 11'" bis 1 14'" sind schematisch dargestellt. Die Presseure sind frei drehbar ausgebildet. Die Druckwerke 1 1 1 bis 1 14 bilden jeweils zusammen mit dem durchlaufenden Papier 101 eine reibschlüssig verbundene Einheit (Klemmstelle). Die Antriebe der einzelnen Werke sind über eine Datenverbindung 151 mit einer Steuerung 150 verbunden. Weiterhin be- finden sich zwischen den Druckwerken mehrere Sensoren 132, 133, 134 zur Erfassung von Registermarken, die ebenfalls mit der Steuerung 150 verbunden sind. Aus Uber- sichtlichkeitsgründen ist nur ein Sensor 134 mit der Steuerung verbunden gezeigt. Die Steuerung 150 umfasst insbesondere eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Recheneinheit und ist für eine automatische Reglerparametrierung eingerichtet. In den Bahnabschnitten zwischen den einzelnen Druckwerken 1 1 1 bis 1 14 wird das Papier 101 über nicht näher erläuterte Rollen geführt, die mit 102 bezeichnet sind. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind nicht alle Rollen mit Bezugszeichen 102 versehen. Es kann sich insbesondere um Umlenkrollen, Trocknungs-, Kühlungs-, oder Beschnei- deeinrichtungen usw. handeln.
Nachfolgend wird beschrieben, wie bei der dargestellten Druckmaschine eine Register- und/oder Bahnspannungsregelung durchgeführt wird. In den einzelnen Bahnabschnitten zwischen den Druckwerken 1 12 bis 1 14 sind die Sensoren 132, 133, 134 angeordnet, die die Registerlage der Warenbahn 101 bestimmen und dazu bspw. als Markenleser ausgebildet sind. Beim Durchlauf der Warenbahn 101, z.B. Papier, wird jeweils von einem Markenleser erfasst, wann eine Druckmarke (nicht gezeigt), die vorzugsweise vom ersten Druckwerk 1 1 1 aufgebracht wird, den Markenleser erreicht. Der Messwert wird einer Einrichtung zur Registerregelung (Registerregler) zugeführt. Anschließend wird die Position des entsprechenden Druckzylinders 1 12' bis 1 14' festgestellt und dieser Messwert ebenfalls dem Registerregler zugeführt. Daraus kann eine jeweilige Registerabweichung berechnet werden (Bahn/Zylinder-Korrektur). Die festgestellten Registerabweichungen werden zur Positionierung der Druckwerke 1 12 bis 1 14 und bevorzugterweise auch für die Positionierung des Einzugswerks 110 und des Auszugswerks 1 15 verwendet.
Alternativ kann der Markenleser Positionen bzw. Markenabstände aller zuvor aufgebrachten Registermarken vermessen und der Einrichtung zur Registerregelung zuführen. Daraus kann eine jeweilige Registerabweichung zwischen aufgebrachten Registermar- ken berechnet werden (Bahn/Bahn-Korrektur) und zur Positionierung der Druckwerk
111 bis 1 14 und bevorzugterweise auch für die Positionierung des Einzugswerks 110 und des Auszugswerks 1 15 verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich ist die Bahn vorzugsweise zwischen dem Einzugswerk 1 10 und dem ersten Druckwerk 1 1 1 mit einem ersten Sensor und zwischen dem letzten
Druckwerk 1 14 und dem Auszugswerk 1 15 mit einem zweiten Sensor versehen,. die als Bahnspannungssensoren ausgeführt sind. Von den Sensoren (nicht gezeigt) erfasste Bahnspannungswerte werden einer Einrichtung zur Bahntransportregelung (Zugregler) zugeführt. Der Zugregler steuert in Abhängigkeit von den Bahnspannungswerten die Antriebe 1 10'" und 1 15'" des Einzugswerks 1 10 und des Auszugswerks 1 15, sowie vor- teilhafterweise die Antriebe 1 1 1'" bis 1 14'" der Druckwerke 1 1 1 bis 1 14.
Gemäß der dargestellten Ausführungsform werden Registerregler und/oder Zugregler unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens automatisch parametriert. Es versteht sich, dass die bisher genannten Zugregler und Registerregler in einer gemein- samen Recheneinheit 150, beispielsweise einem Computer, verkörpert sein können.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäß modellierter Regelkreis schematisch dargestellt und insgesamt mit 200 bezeichnet. Dem Regelkreis kann beispielsweise eine Druckmaschine gemäß Figur 1 zugrunde liegen. Aufgrund der Eigenschaften der zugrunde liegenden Bearbeitungsmaschine lässt sich der Regelkreis 200 in einen zeitdiskreten Anteil 210 und einen zeitkontinuierlichen Anteil 220 aufteilen. In dem zeitkontinuierlichen Anteil 220 befindet sich ein Glied 221 , das die rampenartige Verstellung der Druckzylinder in Reaktion auf einen Stellbefehl um u(t) modelliert. Der rampenartig modellierte Stellbefehl u'(t) wird an die Regelstrecke 222 mit der Streckenzeit Ts weitergereicht.
Der zeitdiskrete Teil 210 umfasst einen Teil 211, der in einem Registerregler, beispielsweise einer SPS, enthalten ist, und einen Teil 212, der in einem Sensor enthalten ist. Der Sensor wird durch ein Analog/Digitalglied 213 modelliert, das die kontinuierliche Regelgröße di2(t) als zeitdiskrete Rückführgröße di2[k] einem Vergleichspunkt 215 zu- führt.
Der Registerreglerteil 21 1 umfasst ebenfalls ein Analog/Digital glied 214, das aus der kontinuierlichen Führungsgröße Wi2(t) die zeitdiskrete Führungsgröße wi2[k] berechnet. Das Vergleichsglied 215 berechnet den zeitdiskreten Regelfehler bzw. die Regeldiffe- renz yi2[k], die dem eigentlichen Regelglied 216 zugeführt wird. Das Regelglied 216 ist als PI-Glied ausgebildet. Aus einer zeitdiskreten Reglerausgangsgröße u[k] wird in einem Digital/Analogglied 217 die zeitkontinuierliche Stellgröße u(t) berechnet.
In dem Regelkreis 200 werden nun gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungs- form der Erfindung sowohl konstante als auch geschwindigkeitsabhängige Totzeiten berücksichtigt. Die Regelgröße di2(t) wird von einem Sensor erfasst, wobei beispielsweise ein Bereich der Materialbahn, auf welchem sich die gedruckten Registermarken befinden mittels einer LED angestrahlt wird. Eine optische Einheit erfasst eine Registermarke und überträgt das Messsignal zu einer elektronischen Auswerteeinheit, welche beispielsweise die Registermarke farblich identifiziert und einen Abstand zweier verschiedenfarbiger Registermarken berechnen kann. Der gesamte beschriebene Vorgang benötigt eine Messzeit, welche als Totzeit Tt,sENSOR berücksichtigt wird und etwa 10 - 100 ms betragen kann. Diese Totzeit ist dem Glied 213 zugehörig.
Die Rückführgröße d]2[k] wird über eine Verbindungsleitung dem Registerregler zugeführt, was eine gewisse Übertragungszeit benötigt, welche als weitere Totzeit T1?NET berücksichtigt wird. Diese bewegt sich im Bereich von ca. 1-20 ms. Schließlich werden die Registerfehler yi2[k] sowie die Stellgröße u[k] in dem Registerregler, beispielsweise einer SPS, berechnet, was wiederum zu einer Totzeit Tt,sps führt, welche ca. 1-20 ms beträgt.
Gemäß der beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung werden diese konstanten Totzeiten zusätzlich zu geschwindigkeitsabhängigen Totzeiten berücksichtigt, welche üblicherweise proportional zu einem Verhältnis aus Länge und Warenbahngeschwindigkeit modelliert werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können die soeben beschriebenen Totzeiten innerhalb des Regelkreises in einem Regelkreisglied zusam- mengefasst werden, wie es unter Bezugnahme auf Figur 3 näher beschrieben wird. In Figur 3 ist der Regelkreis gemäß Figur 2 in einer vereinfachten Darstellung abgebildet und insgesamt mit 300 bezeichnet. In dieser Darstellung sind die einzelnen Regelkreisglieder abgebildet.
Der Regelkreis 300 umfasst ein Pl-Glied 310 mit einer Regelverstärkung KR und einer Nachstellzeit TN. Die konstante Totzeit, die von der Rechenzeit der Recheneinheit hervorgerufen wird, ist in einem Totzeit-Glied 320 mit der Totzeit Tt,sps dargestellt. Die geschwindigkeitsabhängige Totzeit T(v)R, die von den Rampenverhalten der Stellgröße hervorgerufen wird, ist in einem Glied 330 modelliert. Das Streckenverhalten mit den geschwindigkeitsabhängigen Streckenzeiten T(v)s ist schließlich in einem PTl -Glied 340 modelliert.
In der Rückführung tritt zunächst die geschwindigkeitsabhängige Totzeit T(V)D auf, die durch den Abstand des Sensors vom Druckwerk hervorgerufen wird. Diese Totzeit ist in einem Totzeit-Glied 350 modelliert. Die durch die Messzeit des Sensors hervorgerufene konstante Totzeit T^SENSOR ist in einem Totzeit-Glied 360 modelliert. Die durch die Datenübertragung hervorgerufene konstante Totzeit Tt,NEτ ist in einem Totzeit-Glied 370 modelliert.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die soeben beschriebenen Totzeit-Glieder 320, 330, 350, 360 und 370 in einem Regelkreisglied zusammengefasst werden, wie es unter Bezugnahme auf Figur 4 dargestellt ist. In Figur 4 ist der Regelkreis gemäß Figur 3 in einer weiteren vereinfachten Darstellung abgebildet und insgesamt mit 400 bezeichnet. Der Regelkreis 400 umfasst nunmehr das PI- Glied 310 sowie die Regelstrecke 340 aus Figur 3. Die Totzeit-Glieder aus Figur 3 sind in einem Regelkreisglied 420 zusammengefasst, welches durch eine Summen-Totzeit Ts gekennzeichnet ist.
Das Regelkreisglied 420 kann mittels PTl -Verhalten angepasst werden. Es versteht sich, dass daneben auch andere regeltechnische Anpassungen möglich sind. Die Stellung des Regelkreisgliedes 420 innerhalb des Regelkreises 400 ist vom zuständigen Fachmann wählbar. Beispielsweise kann das Regelkreisglied 420 auch in der Rückführung angeordnet werden.
Es versteht sich, dass in den dargestellten Figuren nur beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt ist. Daneben ist jede andere Ausführungsform denkbar, ohne den Rahmen dieser Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichen
100 Druckmaschine
101 Papierbahn 110 Einzugswerk
111-114 Druckwerk
111'- 114' Druckzylinder
111"- 114" Presseur
Hl W-^l 14- Antrieb 115 Auszugswerk
132, 133, 134 Registermarkensensor
150 Steuerung
151 Datenverbindung 200 Regelkreis 210 zeitdiskreter Anteil
220 zeitkontinuierlicher Anteil
221 Rampenglied
222 Regelstrecke 211 SPS 212 Sensor
213,217 Digital/Analogglied
214 Analog/Digitalglied
215 Vergleichsglied
216 Pl-Glied 300 Regelkreis
310 PI-Glied
320 Totzeit-Glied
330 Rampenglied
340 Regelstrecke 350,360,370 Totzeit-Glied
400 Regelkreis
430 Summentotzeit-Glied

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Modellierung eines Regelkreises (200; 300; 400) für eine Bearbeitungsmaschine zur Bearbeitung einer Warenbahn (101), insbesondere wellenlose Druck- maschine (100), wobei wenigstens eine Totzeit (T(ISENSOR, T(INET, Tt,sps, T(V)R, T(V)D) bei der Modellierung berücksichtigt wird.
2. Verfahren, nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine konstante Totzeit (T^SENSOR, Tt,NET, Tt,sps) bei der Modellierung berücksichtigt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die wenigstens eine konstante Totzeit (Tt1SENSOR, Tt.NET, Tt>Sps) eine Datenübertragungszeit (Tt,NEτ) von einem Sensor (132, 133, 134) zu einer Recheneinheit (150), eine Messzeit
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eines Sensors (132, 133, 134) und/oder eine Rechenzeit (Ttisps) einer Recheneinheit (150) beinhaltet.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit (T(v)R, T(V)D) bei der Modellierung berücksichtigt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit abhängig von einer Bearbeitungslänge und einer Bahngeschwindigkeit modelliert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei die wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit (T(V)D) abhängig von einem Abstand eines Sensors (132, 133, 134) von einem Druckwerk (1 12,1 13,114) modelliert wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die wenigstens eine kon- stante (T1ISENSOR, TtiNEτ, Tt)sps) und/oder die wenigstens eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit (T(V)R, T(V)D) in einem Regelkreisglied (430) zusammengefasst werden.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei in das Regelkreisglied (430) eine Bahngeschwindigkeit, eine Materialbahnlänge, eine Bearbeitungslänge, eine Abstand eines Sensors von einer Bearbeitungseinrichtung, eine Datenübertragungszeit von einem Sen- sor zu einer Recheneinheit, eine Messzeit eines Sensors und/oder eine Rechenzeit einer Recheneinheit eingehen.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei auf Grundlage des modellierten Regelkreises (200; 300; 400) eine Bestimmung von Reglerparametern (KR, TN) erfolgt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei die Auslegung der Reglerparameter (KR, TN) auf Störverhalten hin erfolgt.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei das Führungsverhalten durch eine Vorfilterung der Führungsgröße, insbesondere mittels eines PTl -Filters, optimiert wird.
12. Verfahren nach Anspruch 9, 10 oder 1 1, wobei die Bestimmung der Reglerparameter (KR, TN) in Abhängigkeit von einem Kennlinienfeld erfolgt.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Funktionalität des Reglers eine Bahnspannungs- und/oder eine Registerregelung ist.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Bearbeitungsma- schine eine Druckmaschine, insbesondere eine Tiefdruckmaschine oder eine FIe- xodruckmaschine ist.
15. Recheneinheit (150), die dazu eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche durchzuführen.
16. Computerprogramm mit Programmcodemitteln, um alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (150) ausgeführt wird.
17. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln, die auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert sind, um alle Schritte zur Steuerung der Kompensato- ren eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 14 durchzuführen, wenn das Computerprogramm auf einem Computer oder einer entsprechenden Recheneinheit (150) ausgeführt wird.
PCT/EP2009/004426 2008-07-31 2009-06-19 Verfahren zur modellierung eines regelkreises für eine bearbeitungsmaschine WO2010012335A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2009275534A AU2009275534A1 (en) 2008-07-31 2009-06-19 Method for modeling a control circuit for a processing machine
US13/056,605 US20110137451A1 (en) 2008-07-31 2009-06-19 Method for Modeling a Control Circuit for a Processing Machine
JP2011520338A JP2011529588A (ja) 2008-07-31 2009-06-19 処理機械用の閉制御ループをモデル化する方法
CN2009801302788A CN102112315A (zh) 2008-07-31 2009-06-19 用于对处理机的调节回路建模的方法

Applications Claiming Priority (2)

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DE102008035639.5 2008-07-31

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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009019642A1 (de) * 2009-04-30 2010-11-04 Volkswagen Ag Einrichtung zur Betätigung einer hydraulischen Kupplung eines Kraftfahrzeugs und Montageverfahren dazu
DE102009019624A1 (de) 2009-04-30 2010-11-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Reglerparameters eines Regelglieds in einem Bahnspannungs-Regelkreis für eine Bearbeitungsmaschine
DE102009048951A1 (de) 2009-10-10 2011-04-14 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Modellierung eines Seitenregister-Regelkreises für eine Bearbeitungsmaschine
DE102010012291A1 (de) 2010-03-23 2011-09-29 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Reglerparameters eines Bahnspannungs-Regelglieds
DE102010013782A1 (de) 2010-04-03 2011-10-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung wenigstens eines Reglerparameters eines Tänzerlage-Regelglieds
DE102010052576A1 (de) 2010-11-25 2012-05-31 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Registerregelung mehrerer Bearbeitungseinrichtungen unter Verwendung eines einzigen Registersensors sowie einer einzigen Registerregeleinheit
DE102011101842A1 (de) 2011-05-17 2012-11-22 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Regeln der Bahnspannung in einer Bahnbearbeitungsmaschine
DE202011050286U1 (de) * 2011-05-30 2012-09-06 Eltromat Gmbh Druckmaschine mit Registermarkensensor
AT512359A3 (de) * 2011-12-29 2015-09-15 Bosch Gmbh Robert Verfahren zur Regelung einer Bahnzugkraft in einer Bearbeitungsmaschine
US9951472B2 (en) 2014-04-15 2018-04-24 Gpcp Ip Holdings Llc Methods and apparatuses for controlling a manufacturing line used to convert a paper web into paper products by reading marks on the paper web
CN106458494B (zh) 2014-05-23 2017-11-24 三菱电机株式会社 辊间输送控制装置
DE102015122430A1 (de) * 2015-12-21 2017-06-22 Sig Technology Ag Verfahren zur Regelung der Bearbeitung einer Materialbahn anhand von Registermarken sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049213A (en) * 1975-05-12 1977-09-20 Veb Polygraph Leipzig Kombinat Fur Polygraphische Maschinen Und Ausrustungen Automatic regulation of the position of the lateral edge of a travelling web
US4491490A (en) * 1982-06-01 1985-01-01 Bernhard Ehret Control device and method for gluing together continuous form sets
DE10013876A1 (de) * 1999-04-08 2000-10-12 Heidelberger Druckmasch Ag Verfahren zum Regeln der Farbgebung beim Drucken mit einer Druckmaschine
EP1798177A2 (de) * 2005-12-15 2007-06-20 Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft GmbH Verfahren und System zur Lageregelung von Bahnen und Wellpape mit Naturkante
DE29724929U1 (de) * 1997-08-21 2007-09-06 Man Roland Druckmaschinen Ag Druckmaschine mit Temperiervorrichtung

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4006346A (en) * 1975-11-13 1977-02-01 Phillips Petroleum Company Control method including feedforward signal
DE4238037A1 (en) * 1992-11-11 1993-04-08 Voith Gmbh J M Paper web profile fault correction - uses mathematical model for current operation to eliminate residual faults on the lateral profile
JPH06318102A (ja) * 1993-05-07 1994-11-15 Yamatake Honeywell Co Ltd センサ補償装置
US5556492A (en) * 1994-11-07 1996-09-17 Exact Packaging, Inc. Labeling machine having a web velocity compensator device
JP3269792B2 (ja) * 1997-08-20 2002-04-02 株式会社東芝 非同期ネットワーク型制御システム、このシステムにおけるプロセス管理方法およびプロセス管理プログラムを記録した記録媒体
EP0950519B1 (de) * 1998-04-16 2001-08-29 ABB Industrie AG Verfahren zur selbsteinstellenden Farb- und Schnittregistersteuerung in Rotationsdruckmaschinen mit mehreren Bahnen
JP2000122708A (ja) * 1998-10-12 2000-04-28 Meidensha Corp Ｐｌｃシステムのむだ時間補償方式
JP2000168053A (ja) * 1998-12-08 2000-06-20 Shinohara Tekkosho:Kk 枚葉式印刷機の見当補正装置
DE10132266B4 (de) * 2000-07-11 2015-10-22 Heidelberger Druckmaschinen Ag Verfahren zur Regelung des Übergabepassers in einer Bogenrotationsdruckmaschine
DE10041181A1 (de) * 2000-08-18 2002-05-16 Betr Forsch Inst Angew Forsch Mehrgrößen-Planheitsregelungssystem
DE102004060425B3 (de) * 2004-08-24 2006-04-27 Betriebsforschungsinstitut VDEh - Institut für angewandte Forschung GmbH Verfahren zur Bandbeschichtung
US7593656B2 (en) * 2004-10-20 2009-09-22 Eastman Kodak Company Method and device for controlling registration
DE102005019566A1 (de) * 2005-04-27 2006-11-09 Bosch Rexroth Aktiengesellschaft Druckmaschine und Verfahren zur Registerkorrektur
DE102005053489C5 (de) * 2005-11-09 2008-11-06 Siemens Ag Regelungssystem und Regelungsverfahren für eine industrielle Einrichtung
SE529454C2 (sv) * 2005-12-30 2007-08-14 Abb Ab Förfarande och anordning för trimning och styrning
JP2008055707A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Dainippon Printing Co Ltd グラビア印刷機およびその制御方法
JP4851900B2 (ja) * 2006-09-22 2012-01-11 東芝ストレージデバイス株式会社 ２自由度位置制御方法、２自由度位置制御装置および媒体記憶装置
EP1980396A3 (de) * 2007-04-10 2011-08-24 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Verstellen von Druckmaschinenmodulen
DE102007049670B4 (de) * 2007-10-17 2015-02-26 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Registerkorrektur bei einer Bearbeitungsmaschine sowie Bearbeitungsmaschine

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4049213A (en) * 1975-05-12 1977-09-20 Veb Polygraph Leipzig Kombinat Fur Polygraphische Maschinen Und Ausrustungen Automatic regulation of the position of the lateral edge of a travelling web
US4491490A (en) * 1982-06-01 1985-01-01 Bernhard Ehret Control device and method for gluing together continuous form sets
DE29724929U1 (de) * 1997-08-21 2007-09-06 Man Roland Druckmaschinen Ag Druckmaschine mit Temperiervorrichtung
DE10013876A1 (de) * 1999-04-08 2000-10-12 Heidelberger Druckmasch Ag Verfahren zum Regeln der Farbgebung beim Drucken mit einer Druckmaschine
EP1798177A2 (de) * 2005-12-15 2007-06-20 Texmag GmbH Vertriebsgesellschaft GmbH Verfahren und System zur Lageregelung von Bahnen und Wellpape mit Naturkante

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