專利名稱:用于控制纖維幅材的制造或整飾工藝的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種用于在工藝的轉(zhuǎn)換階段(transition stage)控制纖維幅材 (fiber web)的制造或整飾(fmishing)工藝的方法,其中使用誤差分布(error profile)來確定用于纖維幅材的制造或整飾工藝的致動器的至少一個控制信 號。本發(fā)明還涉及一種用于在工藝的轉(zhuǎn)換階段控制纖維幅材的制造或整飾工 藝的系統(tǒng),其中該系統(tǒng)包括用于影響工藝并且控制幅材(W)的特性的至少 一個致動器,并包括用于控制工藝的控制單元,所述控制單元包括這樣設(shè)置 的控制裝置,該控制裝置為至少一個致動器形成至少一個控制信號,并且所 述控制裝置還設(shè)置為通過新的校正分布來形成新的控制信號。
背景技術(shù):
在纖維幅材的制造或整飾工藝中,例如在紙幅或紙板幅的制造或整飾工 藝中,通過在線測量來持續(xù)監(jiān)測紙的特性(property)。所述測量沿紙的橫向 進(jìn)行,以在紙的橫向上產(chǎn)生所測量特性的分布。通常,所述測量通過測量設(shè) 備來進(jìn)行,其中測量傳感器沿纖維幅材的橫向(CD)來回移動而測量移動的 纖維幅材。待測量的特性例如可包括幅材的濕度、厚度(caliper)、基重(basis weight)、含灰量、顏色、不透明度、亮度、光澤度或平整度等。
從測量傳感器獲得的結(jié)果不僅用于監(jiān)測紙的特性,還用于控制紙的制造 和整飾設(shè)備。將測量結(jié)果發(fā)送到控制單元,在該控制單元中使用這些測量結(jié) 果來確定控制信號,這些控制信號用于屬于紙的制造或整飾工藝并影響沿紙 幅的橫向的所述紙的特性的分布(profiling)設(shè)備。每臺分布設(shè)備包括一個 或多個致動器,所述致動器影響與這些分布設(shè)備沿紙幅橫向的位置相對應(yīng)的 點(diǎn)(point)。分布設(shè)備的控制分布通常包括與之相關(guān)的致動器的控制信號。
當(dāng)控制橫向分布時,通常通過處理分布形狀(form)中的信息來執(zhí)行對 信號的處理。為每個待測量的變量確定誤差分布,其中所述誤差分布是基于 測量結(jié)果形成的分布與為變量設(shè)置的目標(biāo)分布之間的偏差,所述誤差分布描述的是調(diào)節(jié)中的誤差??刂频哪康氖窃跐M足工藝確定目標(biāo)的狀態(tài)下盡可能保 持工藝的準(zhǔn)確性。通過誤差分布,控制單元為一個或多個分布設(shè)備或致動器 形成控制命令,所述一個或多個分布設(shè)備或致動器影響工藝并根據(jù)該控制命 令在工藝中產(chǎn)生變化。圖1以非常簡單的方式示出如上所述的現(xiàn)有技術(shù)對纖 維幅材的制造或整飾工藝的控制。工藝1由控制單元2 (在圖中由虛線表示)
控制。在該工藝中,通過至少一個測量設(shè)備3沿移動的纖維幅材的橫向連續(xù)
測量該纖維幅材的至少一個特性。測量設(shè)備可由一個或多個測量傳感器組 成,其沿幅材的橫向并橫跨幅材的寬度來回移動。作為測量設(shè)備,還可以使 用以以下方式設(shè)置在幅材的橫向上的一個或多個固定的測量設(shè)備,即,測量
設(shè)備的測量區(qū)域基本覆蓋幅材的整個寬度。由測量設(shè)備產(chǎn)生的測量結(jié)果M發(fā) 送到控制單元2,該控制單元2包括用于處理測量結(jié)果M和形成控制信號的 裝置。控制單元包括其中輸入測量結(jié)果的比較裝置4。工藝特性的目標(biāo)值也 被輸入到該比較裝置中。比較裝置比較工藝的測量值與所述工藝特性的目標(biāo) 值,并基于所述比較形成誤差分布PD,將該分布發(fā)送到控制單元的控制裝置 5。控制裝置5包括基于誤差分布Pd形成控制信號C的控制算法,該控制信 號被發(fā)送至影響幅材的所述特性的一個或多個致動器6。橫跨幅材的寬度設(shè) 置多個致動器,使得每個致動器在幅材的橫向上具有產(chǎn)生影響的獨(dú)立區(qū)域。 控制信號C使得致動器6的操作中產(chǎn)生必要變化,從而影響纖維幅材的制造 或整飾工藝以及待制造的幅材的特性。例如,控制單元根據(jù)給定的測量周期、 時間或控制間隔,持續(xù)更新誤差分布PD,并通?;谧詈蟮恼`差分布來產(chǎn)生 控制命令C。例如,可以在兩次橫跨幅材的寬度的測量掃描的間隔中計算誤 差分布PD。控制單元的功能和與其相關(guān)的裝置是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知 的,因此在上下文中不再對其詳述。
纖維幅材的制造或整飾工藝中的一個問題是在操作階段中周期性產(chǎn)生 的擾動(即轉(zhuǎn)換階段偏離了正常的運(yùn)行)。通常,在類似的情況下所述擾動 是類似的,并且這些擾動會在正在制造的幅材中產(chǎn)生缺陷。由于這種缺陷, 就不能達(dá)到幅材的目標(biāo)質(zhì)量,工藝中生產(chǎn)的產(chǎn)品就不能交付客戶,.而只能當(dāng) 作廢品(reject)。這樣是沒有成本效益的。
會在其中產(chǎn)生上述復(fù)發(fā)性誤差的轉(zhuǎn)換階段例如包括工藝中的擾動、與工 藝相關(guān)的設(shè)定值中的變化、工藝或部分工藝的開始或者在停止工藝之前的減速等。例如在中斷(break)之后,當(dāng)再次開始該工藝時,產(chǎn)品的質(zhì)量通常達(dá) 不到為該產(chǎn)品設(shè)置的目標(biāo)值,只有在開始生產(chǎn)一段時間之后才能達(dá)到該目標(biāo) 值。工藝的控制單元、自動操作系統(tǒng)和致動器在整個轉(zhuǎn)換階段期間對工藝進(jìn) 行控制,但是這需要時間來達(dá)到可接受的產(chǎn)品質(zhì)量。曾經(jīng)以各種方式嘗試減 少達(dá)到目標(biāo)質(zhì)量所耗費(fèi)的時間,例如通過手動來運(yùn)行工藝。在手動運(yùn)行中, 操作人員可通過偏離自動控制功能的方式來改變致動器的位置,從而校正產(chǎn) 品的質(zhì)量。
公開號為US 4,874,467的專利公開了一種用于控制紙幅特性的橫向分布 的方法。在公開內(nèi)容中,通過對紙進(jìn)行測量而得的橫向分布來調(diào)節(jié)致動器(用 以控制流漿箱(headbox)的堰板(slice)大小)的位置。在此方法中,測量 紙的某些特性的橫向分布并將其與目標(biāo)分布進(jìn)行比較?;谒霰容^形成誤 差分布,誤差分布用于進(jìn)一步確定用于致動器的控制命令。
公開號為FI-115325的專利公開了一種用于控制幅材的制造工藝的方 法,其中確定正在制造的紙的某些特性的橫向分布并將其與目標(biāo)分布進(jìn)行比 較,并且基于所述比較形成誤差分布。在工藝控制中,使用了一組工藝模型, 并且每組工藝模型與誤差分布一起使用,以確定用于工藝的致動器的控制操 作。
公開號為FI 116403 (對應(yīng)的國際公開號為WO 02/22949)的專利公開了 一種用于控制軋光機(jī)中的幅材的橫向特性的方法。在此方法中,對幅材特性 的至少一個橫向分布進(jìn)行測量并將其與目標(biāo)分布比較,且形成誤差分布。控 制工藝還使用了一模型,所述模型預(yù)測分布元件(member)對軋光中的紙的 特性的變化的影響,所述模型通過誤差分布形成控制信號給影響測量特性的 致動器。
在上述公開物中公開的方法的缺點(diǎn)是對其所使用的反饋信息的限制。這 種限制是由于沿幅材橫向的測量傳感器的移動時間所導(dǎo)致的延遲。從而,在 上述類型的轉(zhuǎn)換階段中,控制單元不能充分迅速地反應(yīng)。
纖維幅材的整飾方法之一是軋光(calendering),其中幅材橫跨形成于 兩個表面之間(一般是形成于相對轉(zhuǎn)動的輥表面之間)的一個或多個壓區(qū)。 軋光的目的例如是壓縮紙以增加其密度、平衡其厚度的變化以及改善表面特 性(例如表面的平滑性和光澤性)。通常,形成軋光壓區(qū)的多個輥之一是具有硬面(hard-faced)并被加熱的熱輥(heated thermo roll),而其它輥是具 有軟面(soft-faced)且其分布可調(diào)節(jié)的輥或聚合物輥(polymerroll)。其分 布可調(diào)節(jié)的輥例如可以是內(nèi)部包括一個或多個分布元件(member)的可變凸 度的軋光機(jī)輥(variable-crown calendar roll),所述分布元件例如是沿輥的軸 向?qū)伒臍んw施加徑向影響的負(fù)載元件。該負(fù)載元件通常是向輥的殼體施加 壓力以形成負(fù)載的期望分布的液壓活塞,即,將壓區(qū)負(fù)載經(jīng)由輥傳送至壓區(qū) 并進(jìn)一步傳送至將要進(jìn)行軋光的紙幅。從而,可以同時對因為輥的偏差而導(dǎo) 致的分布中的變化進(jìn)行補(bǔ)償。負(fù)載元件的數(shù)量取決于輥的寬度,它們通常沿 輥的軸向以10-20厘米的間隔設(shè)置。這些負(fù)載元件可以被獨(dú)立地控制。這種 控制通過控制系統(tǒng)控制負(fù)載元件的油壓來實現(xiàn)。
軋光的開始和軋光機(jī)的啟動可以看作是轉(zhuǎn)換階段的例子,其中,在此轉(zhuǎn) 換階段中,會在纖維幅材的橫向厚度分布中產(chǎn)生快速進(jìn)展的擾動。圖2示出 表示在開始軋光幾分鐘后測量的幅材的典型的橫向(CD)厚度分布的示圖。 如圖所示,與由軋光機(jī)的中央部分形成的厚度分布進(jìn)行比較,在軋光機(jī)的兩 側(cè)邊緣區(qū)域上幅材厚度分布產(chǎn)生了很大偏差。這種偏差主要由于軋光機(jī)輥內(nèi) 部的熱能的流動和擴(kuò)散的不規(guī)則改變而產(chǎn)生。隨著時間的推移,與運(yùn)行狀態(tài) 相呼應(yīng),在輥中流動的熱能和輥的溫度會穩(wěn)定至趨于平衡,且控制系統(tǒng)的功 能與產(chǎn)品的質(zhì)量也會提高到可接受的水平。例如,這可能需要大約15分鐘。 在此之后,需要一些時間來達(dá)到完全穩(wěn)定的運(yùn)行。同樣是對于軋光機(jī),已作 出各種嘗試來通過切斷工藝的自動控制并用手動控制分布致動器來加速工 藝的復(fù)原。在手動控制下,通常通過改變可變凸度的輥中的液壓致動器(用 于形成軋光壓區(qū))的位置,來對軋光壓區(qū)的線性負(fù)載分布產(chǎn)生典型的影響, 從而使在幅材的橫向上的厚度分布盡可能地一致。
通過在轉(zhuǎn)換階段手動控制分布致動器,可在一定程度上減少擾動的影 響。但是,手動方法總是非常依賴于操作者的技術(shù)和經(jīng)驗。在實踐中,已發(fā) 現(xiàn)通過保持切斷自動控制直到誤差進(jìn)展的方向發(fā)生改變,在使生產(chǎn)復(fù)原的操 作階段結(jié)束后,其所花費(fèi)的時間減少了近30%。通過在操作階段之前或之后 對誤差進(jìn)行預(yù)測,還能得到更好的結(jié)果。然而,這一結(jié)果還遠(yuǎn)不夠經(jīng)濟(jì)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種用于在工藝的轉(zhuǎn)換階段控制纖維幅材的制造 或整飾工藝的方法和系統(tǒng),以避免上述問題,并能夠控制工藝以使其減少被 當(dāng)作廢品的產(chǎn)品數(shù)量。
為了達(dá)到此目的,根據(jù)本發(fā)明的方法的主要特征在于在獨(dú)立權(quán)利要求1 的特征部分中將要描述的內(nèi)容。
而根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的主要特征在于在獨(dú)立權(quán)利要求21的特征部分中 將要描述的內(nèi)容。
另外,從屬權(quán)利要求將描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例。
本發(fā)明基于這樣的構(gòu)思在纖維幅材的制造或整飾工藝的轉(zhuǎn)換階段,利 用諸如校正分布之類的經(jīng)驗性信息形成控制信號并發(fā)送至致動器,其中可以 通過在控制單元中形成的幅材特性的誤差分布來更新校正分布。
在控制單元(其計算用于致動器的新的控制信號)中確定校正分布。所 確定的校正分布存儲在控制單元的存儲裝置中,以使它們形成校正分布序 列。 一個校正分布序列包括在工藝的一個轉(zhuǎn)換階段期間確定的連續(xù)的校正分 布。所述序列中的每個校正分布與轉(zhuǎn)換階段的進(jìn)展相關(guān)聯(lián),即與控制信號的 一個或多個計算相關(guān)聯(lián)。
在較早的相應(yīng)的轉(zhuǎn)換階段中確定并存儲在存儲裝置中的控制信號和校 正分布序列用于產(chǎn)生新的控制信號。此外還使用了根據(jù)對工藝的測量所得和 工藝目標(biāo)值而確定的誤差分布。當(dāng)轉(zhuǎn)換階段開始時,在相應(yīng)的較早轉(zhuǎn)換階段 中確定的一個校正分布被選出來并用于計算。所選擇的校正分布序列的單個 校正分布用于形成控制信號,從而基于從序列中選擇的單個舊的校正分布和 所確定的誤差分布來形成校正后的誤差分布,以用于形成控制信號。所確定 的誤差分布還用于更新在之前的計算中用到并存儲在存儲裝置中的校正分 布。因此,每個校正分布都包括用于控制信號的下一個計算周期的經(jīng)驗性信 息,通過該經(jīng)驗性信息,控制單元可以在控制信號的計算中預(yù)先執(zhí)行用于補(bǔ) 償擾動影響所必需的校正。
因此,根據(jù)本發(fā)明的用于形成控制信號的方案是基于經(jīng)驗性知識并基于 在轉(zhuǎn)換階段會重復(fù)產(chǎn)生類似效果這一事實的方案。本發(fā)明是一種知識性和預(yù) 測性方案,不需要工藝建?;蚋乱呀9に嚨哪P突蚱渌S護(hù)工作。根據(jù) 本發(fā)明的系統(tǒng)和方法并不是由控制器構(gòu)成,而是由與控制器關(guān)聯(lián)使用的獨(dú)立控制方案所構(gòu)成,因此易于應(yīng)用。當(dāng)然,根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)可集成在控制工 藝的控制器中。本發(fā)明易于應(yīng)用于目前所使用的控制系統(tǒng)中。
本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)在于由于在轉(zhuǎn)換階段中的制造或整飾工藝可被更好 地控制,因此作為這種工藝的結(jié)果,就能獲得最大數(shù)量的滿足目標(biāo)質(zhì)量的產(chǎn) 品。由操作者運(yùn)行工藝的方式而導(dǎo)致的變化也得以消除,這將降低人工調(diào)節(jié) 所導(dǎo)致的誤差。因此,能更快速地達(dá)到產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)水平。
在下文中,將參照附圖更詳細(xì)地描述本發(fā)明,其中
圖1是示出現(xiàn)有技術(shù)工藝控制的示意方框圖2示出了在軋光后測得的幅材厚度的CD分布;
圖3是示出其中使用校正后的誤差分布的工藝控制的示意方框圖4是示出在轉(zhuǎn)換的開始確定控制信號的動作(act)的示意方框圖5是示出在轉(zhuǎn)換期間確定控制信號的動作的示意方框圖6示意性示出了軋光工藝及其控制;以及
圖7是示出軋光機(jī)的控制的示意方框圖。
具體實施例方式
在此說明書及權(quán)利要求書中,工藝的轉(zhuǎn)換階段的概念是指偏離了工藝的 正常運(yùn)行的可識別的操作階段。在此階段,工藝會運(yùn)行,并且在該工藝期間 會在幅材的特定特性的CD分布中檢測到周期性產(chǎn)生的誤差。這種轉(zhuǎn)換階段 例如包括工藝或部分工藝的啟動或在停止該工藝之前工藝功能的減速。例 如,可能會由于致動器的結(jié)構(gòu)特性或工藝部件(如在紙或紙板的制造或整飾 作業(yè)線中使用的氈制品或網(wǎng))的結(jié)構(gòu)特性而產(chǎn)生誤差。周期性產(chǎn)生誤差的概 念是指在整個操作階段或以周期性的間隔產(chǎn)生的誤差,這種誤差可在對幅材 進(jìn)行測量而得的幅材特性的CD分布中看到。此外,在本說明書及權(quán)利要求 書中,術(shù)語"紙"也指紙板。纖維幅材W的概念是指至少部分包括天然纖 維材料(例如木質(zhì)纖維)的纖維幅材。也可使用例如稻草(straw)或甘蔗渣 (bagasse)等作為纖維材料。
圖3示出了對根據(jù)本發(fā)明的纖維幅材的制造或整飾工藝1的控制。工藝l被控制單元2所控制??刂茊卧?控制計算處理,并且其包括用于產(chǎn)生控 制工藝所需的控制命令的必要裝置。
對于在工藝中移動的纖維幅材,由測量設(shè)備3沿著纖維幅材的橫向連續(xù)
地測量或根據(jù)為其設(shè)置的條件而進(jìn)行測量。測量設(shè)備可由一個或多個測量傳 感器構(gòu)成,其沿幅材的橫向并橫跨幅材的寬度來回移動。根據(jù)待測量的幅材
特性來選擇測量設(shè)備,這些測量設(shè)備例如可以是無線測量(radiometrical)或 光學(xué)測量設(shè)備。測量結(jié)果發(fā)送到控制單元2,其包括用于處理測量結(jié)果M和 形成控制信號C的裝置4、 5、 7、 9和10。
控制單元2包括比較裝置4,該比較裝置4將所測量的工藝值與饋送到 比較裝置4的工藝特性的目標(biāo)值作比較。所述目標(biāo)值也可存儲在存儲裝置10 中,且為了比較的目的可以從存儲裝置10取回該目標(biāo)值。基于所述比較, 比較裝置4形成誤差分布Pd,其發(fā)送到用于確定校正后的誤差分布的裝置7。 如果需要,也可將工藝特性的CD目標(biāo)分布饋送到比較裝置中。因此,測量 裝置或是控制裝置會包括用于確定所述特性分布的裝置,該確定所述特性分 布的裝置基于測量結(jié)果M形成所測量的幅材特性的CD特性分布,所述特性 分布被饋送到比較裝置4中。比較裝置還可以被配置為基于測量結(jié)果M形成 所測量的幅材特性的CD特性分布。也可以將目標(biāo)值饋送到比較裝置中作為 所述幅材特性的CD目標(biāo)分布。因此,比較裝置將CD特性和被饋送到其中 的幅材特性的目標(biāo)分布進(jìn)行比較,并基于所述比較形成誤差分布Pd。
控制單元2包括用于確定校正后的誤差分布的裝置7,該裝置7形成校 正后的誤差分布PD,并將其發(fā)送到控制裝置5。通過使用校正后的誤差分布 PD,并使用從存儲裝置取回的且在之前的計算中使用的控制信號CAk.p控制 裝置5形成新的控制信號CAk,所述新的控制信號CAk被發(fā)送至在幅材的橫 向上影響所述幅材特性的一個或多個致動器6。所形成的新的控制信號CAk 存儲在存儲裝置10中??刂茊卧鶕?jù)某一測量周期連續(xù)更新誤差分布PD, 并總是基于最新確定的誤差分布產(chǎn)生控制信號。例如可在兩次橫跨幅材的寬 度的測量的間隔中計算誤差分布PD。
如上文所述,控制單元2包括存儲裝置10,由控制單元5形成的新的控 制信號、以及由更新裝置9確定的更新后的或新的校正分布都存儲在存儲裝 置10中,或是從存儲裝置10取回或傳送。在存儲裝置中還可以存儲工藝特性的目標(biāo)值和/或目標(biāo)分布??刂茊卧?還包括用于更新控制分布的裝置9,
其功能將在下文進(jìn)行描述。
在圖4和圖5的方框圖中示出用于確定校正后的誤差分布和新的控制命 令CAk的方法。根據(jù)在轉(zhuǎn)換階段期間以固定間隔執(zhí)行的測量來確定校正后的 誤差分布。在每個轉(zhuǎn)換階段期間將要使用的校正分布已經(jīng)存儲在存儲裝置10 中,以使它們形成校正分布序列。換句話說,在轉(zhuǎn)換階段(例如使用字母A 標(biāo)記該轉(zhuǎn)換階段),校正分布序列由校正分布PAk,即PAl5 PA2, PA3,... PAn 構(gòu)成。下標(biāo)k表示在每個轉(zhuǎn)換階段確定的控制信號的次數(shù),S卩,在轉(zhuǎn)換階段 的第一次計算中使用校正分布PA,并且確定校正后的誤差分布Pd、和控制 信號CAp所述轉(zhuǎn)換階段可以用任意符號來標(biāo)記,并且它們的數(shù)目可以是任 意的。在前述的例子中,字母A被用來作為序列的標(biāo)識符,而不是以任何方 式表示時間或次序。
在轉(zhuǎn)換階段開始時,選擇在計算中將要使用的所存儲的校正分布序列的 序列。在存儲器中存儲有用于某些操作情況(例如用于工藝中的運(yùn)行)的多 個校正分布序列,并且從存儲器中選擇適合每種情況的序列。例如,選擇標(biāo) 準(zhǔn)可以是在轉(zhuǎn)換階段之前的工藝中的中斷持續(xù)時間。在下文的例子中,使用 字母PAk來標(biāo)記為了計算而選擇的校正分布序列,并且使用字母PrA來標(biāo)記 待確定的校正后的誤差分布。
當(dāng)轉(zhuǎn)換剛剛開始時,即第一次確定校正后的誤差分布PiA時,根據(jù)圖4 所示的階段確定第一校正后的誤差分布PD'k和新的控制信號CAk。由于這是 轉(zhuǎn)換階段的第一次計算,故hl。因此,控制單元從測量裝置3中沒有得到 可用的測量結(jié)果。通過從存儲裝置10獲得的校正分布PAp在用于確定校 正后的誤差分布的裝置7中確定第一校正后的誤差分布PD'k (即Pd'd 。如果 需要,還可使用從存儲裝置10獲得的誤差分布Po來確定校正后的誤差分布 PD,k。對于誤差分布PD,如果誤差分布能夠完全再現(xiàn)或著其是所謂的零分布, 則可使用在轉(zhuǎn)換階綠之前確定的誤差分布。校正分布PA!是在前面相應(yīng)的轉(zhuǎn) 換階段中使用的校正分布,其隨后也被更新并存儲在控制單元的存儲器中, 以作為所述校正分布序列PA的第一校正分布。校正分布PA,還可以是通過 實驗(experimentally)確定的校正分布。以上述方式確定的第一校正后的誤 差分布Pd、用于摘定控制単元5中的控制信號CAk (即CA15 。如果需要,也可使用在工藝的轉(zhuǎn)換階段之前使用的最后的控制信號或者從致動器獲得 的致動器分布,來確定控制信號CAp最后的控制信號和/或致動器分布可在
轉(zhuǎn)換階段開始之前存儲在控制裝置2的存儲裝置10中,或者,致動器6業(yè) 已設(shè)置有用于存儲最后的控制信號和/或在轉(zhuǎn)換階段開始之前使用的致動器 分布的存儲裝置。新的控制信號CAi被發(fā)送至致動器6以控制工藝1。
當(dāng)工藝的轉(zhuǎn)換階段繼續(xù)時,工藝運(yùn)行并且由測量設(shè)備3連續(xù)測量幅材。 測量結(jié)果M以特定的間隔發(fā)送至控制單元2。比較裝置4基于測量結(jié)果和目 標(biāo)值再次確定誤差分布Pd。如果需要,當(dāng)存儲裝置10中已經(jīng)存儲有目標(biāo)值 時,也可以從該存儲裝置IO取回所述目標(biāo)值。
在下文中,將要描述新的控制信號CAk的形成。這同樣示出于圖5中。 由于這是轉(zhuǎn)換階段的第二次計算,故1^=2。將基于測量結(jié)果和目標(biāo)值確定的 誤差分布PD發(fā)送到用于確定校正后的誤差分布的裝置7。此外還把在校正分 布序列PA的相應(yīng)計算階段中確定的更新后的校正分布PA2發(fā)送到用于確定 校正后的誤差分布的裝置7,其中校正分布序列PA是預(yù)先從存儲裝置10選 出來的。將在此說明書的下文中描述校正分布PA2的更新。通過在計算中使 用校正分布序列PA的校正分布PA2,可預(yù)先考慮變化的進(jìn)一步發(fā)展。用于 確定校正后的誤差分布的裝置7基于誤差分布Pd和校正分布PA 2形成校正
后的誤差分布PD'k (即PD'2)。由此形成的校正分布PD'2發(fā)送到控制裝置5。
新的控制信號CAk.P即在之前的計算中形成的CA也從存儲裝置10發(fā)送到 控制裝置5??刂蒲b置基于校正后的誤差分布Pd'2和控制信號CA形成新的 控制信號CA2。新的控制信號CA2被發(fā)送到致動器6并存儲在存儲裝置10 中。
隨著轉(zhuǎn)換階段進(jìn)一步繼續(xù),比較裝置獲得新的測量結(jié)果,并且重復(fù)對新 的控制信號的計算,從而在下一次計算中,用于確定校正后的誤差分布的裝 置7通過基于新的測量結(jié)果確定的誤差分布PD并通過校正分布PA3而形成 校正后的誤差分布PD'3。因此,為每次計算再次確定誤差分布Po??刂蒲b置
基于校正后的誤差分布PD'3和在之前計算中形成的新的控制信號CA2形成新
的控制信號CA3。這樣的動作將一直持續(xù)到轉(zhuǎn)換階段結(jié)束。
由控制裝置形成的控制信號可由發(fā)送到單個致動器的單個控制信號組 成,或者也可以是包括用于每個單個致動器的控制信號的致動器分布??刂茊卧?還包括用于更新控制分布的裝置9,其更新使用中的校正分
布序列的已經(jīng)用過的校正分布。在當(dāng)前計算中由比較裝置4形成的誤差分布 Pd被用于更新。從存儲裝置10取回之前的校正分布PAw,并且通過由比較 裝置4形成的誤差分布Pd來更新。更新后的校正分布PAw存儲在存儲裝置 10中。下一次,當(dāng)使用所述校正分布序列時,所有校正分布已經(jīng)由自身計算 之后的誤差分布Pd更新。
如上所述,控制單元包括用于控制幅材的制造或整飾工藝的裝置。除了 上述裝置之外,控制單元還可包括其它裝置。上述控制方法的步驟可通過程 序(例如微處理器)執(zhí)行。裝置可由一個或多個微處理器以及其內(nèi)所包含的 應(yīng)用軟件組成。裝置還可包括用于在裝置之間發(fā)送信息和信號的裝置。在此 例中,具有多個用來執(zhí)行步驟的裝置,但是所述方法的不同步驟也可在單個 裝置中執(zhí)行。用于確定校正后的誤差分布的裝置可配置為所述控制單元的獨(dú) 立部件(如圖3的例子所示),或者它們也可集成為控制裝置5的一部分。 用于確定校正后的誤差分布的裝置還可配置為位于所述控制單元外部的獨(dú) 立的程序單元。因此,控制單元和用于確定校正后的誤差分布的裝置設(shè)置有 用于在它們之間發(fā)送信息的裝置。
由測量設(shè)備所測量的測量結(jié)果可經(jīng)由導(dǎo)體或無線發(fā)送到控制單元。如果 測量值以無線方式發(fā)送到控制單元,則測量裝置設(shè)置有用于發(fā)送測量結(jié)果的 發(fā)送器,并且控制單元設(shè)置有用于接收測量結(jié)果的接收器。由控制單元產(chǎn)生 的控制命令也可經(jīng)由導(dǎo)體或無線傳達(dá)到控制單元。如果控制命令以無線方式 發(fā)送至致動器,則控制單元設(shè)置有用于發(fā)送控制命令的發(fā)送器,且致動器設(shè) 置有用于接收控制命令的接收器。
用于確定校正后的誤差分布的裝置僅在所述轉(zhuǎn)換階段期間使用。當(dāng)工藝 返回到正常運(yùn)行階段時,校正分布不再用于計算。換句話說,誤差分布以不 進(jìn)行改變的形式用于計算中。
在上文中描述了以下的情況,即根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)被置于閉合控制電路 中的兩個不同階段之間。如果需要,本發(fā)明也可被置于控制電路中的多個位 置中,或者其可完全嵌入到控制電路中。
例如,在軋光工藝中,本發(fā)明可應(yīng)用于在中斷之后開始軋光的工藝中, 或者可用于在停止軋光工藝之前減速軋光機(jī)。圖6為示出纖維幅材的軋光工藝的示意圖。用于軋光的幅材W沿箭頭A的方向納入軋光機(jī)8。形成軋光壓 區(qū)的多個輥之一是輥8a (其分布可調(diào)節(jié)),該輥8a例如為可變凸度輥,通 過該輥可調(diào)節(jié)軋光壓區(qū)N中施加的線性負(fù)載分布。如圖所示的軋光機(jī)是單壓 區(qū)軋光機(jī),但是本發(fā)明還可應(yīng)用至多壓區(qū)軋光機(jī)。在幅材的行進(jìn)方向上,在 軋光機(jī)8后面設(shè)有沿幅材W橫向測量該幅材W的至少一個特性的測量設(shè)備 3。該測量設(shè)備3還可放置在軋光機(jī)前面,這在圖中由虛線示出。從測量設(shè) 備獲得的測量結(jié)果M發(fā)送至控制單元2,該控制單元2形成控制命令CAk 給軋光機(jī)的液壓致動器。
在圖7中對中斷后的控制或與減速軋光機(jī)相關(guān)聯(lián)的軋光機(jī)的控制進(jìn)行了 詳細(xì)描述。軋光機(jī)8包括彼此反向旋轉(zhuǎn)的兩個輥,其中一個輥是可變凸度輥 8a,另一個輥是經(jīng)過加熱的熱輥8b。輥8a和8b以在它們之間形成軋光壓區(qū) N的方式彼此相對設(shè)置。在可變凸度輥8a的內(nèi)部具有一排液壓致動器6,即 沿輥的軸向?qū)伒臍んw徑向施壓的活塞??赏ㄟ^液壓控制單元11調(diào)節(jié)致動 器6中施加的油壓,從而在軋光壓區(qū)N中得到期望的線性壓力分布。
在軋光機(jī)的正常運(yùn)行期間,通過從幅材W獲得的CD厚度測量M來控 制在軋光壓區(qū)N中施加的線性壓力分布。將幅材的厚度測量M發(fā)送至控制 單元2??刂茊卧?包括在圖3到圖5的描述中公開的用于形成校正后的誤 差分布和形成控制信號以及用于更新校正后的分布的所有裝置。為了清楚的 目的,所述裝置沒有在圖7中示出。幅材的厚度的CD目標(biāo)分布、以及對線 性負(fù)載或分布的可能的限制也被發(fā)送至控制單元2。基于厚度測量,控制單 元形成幅材的厚度分布,將其與CD目標(biāo)分布進(jìn)行比較,并基于此比較形成 誤差分布PD。誤差分布PD根據(jù)特定的測量周期連續(xù)更新?;谡`差分布PD, 控制單元形成控制命令給用來控制致動器的液壓的控制單元11,并且所述單 元進(jìn)一步將所述控制命令發(fā)送至單個致動器6。
當(dāng)在軋光工藝中發(fā)生突然變化時,或者軋光工藝偏離正常運(yùn)行而移至轉(zhuǎn) 換階段時,用于確定校正后的誤差分布的裝置被納入使用。偏離正常運(yùn)行的 轉(zhuǎn)換階段例如可以是在幅材中斷或者軋光機(jī)停止之后的軋光機(jī)的運(yùn)行。軋光 機(jī)的運(yùn)行速度在特定運(yùn)行階段明顯降低也構(gòu)成這種轉(zhuǎn)換階段。其要點(diǎn)是軋光 機(jī)在轉(zhuǎn)換階段也是持續(xù)運(yùn)行的。
在轉(zhuǎn)換階段,用于確定校正后的誤差分布的裝置7被納入使用。如果需要,在轉(zhuǎn)換階段的開始,控制單元2將從控制單元2的存儲裝置10獲得的
校正分布P^和誤差分布PD發(fā)送給用于確定校正后的誤差分布的裝置。基
于這些,用于確定校正后的誤差分布的裝置7形成第一校正后的誤差分布 PD、并將其發(fā)送回控制單元2。通過第一校正后的誤差分布PoV控制單元2 形成新的控制信號CA,并將其發(fā)送至液壓控制單元11。液壓控制單元11根 據(jù)控制信號對傳遞至可變凸度輥8a的致動器6的液壓進(jìn)行控制。由機(jī)器控 制器12控制的液壓機(jī)單元14產(chǎn)生所需的液壓介質(zhì)壓力和流量。在對控制信 號進(jìn)行確定的處理中,還可以使用從液壓控制單元11獲得的致動器分布。
當(dāng)轉(zhuǎn)換階段繼續(xù)時,控制單元通過測量結(jié)果來更新誤差分布。更新后的 誤差分布發(fā)送至用于確定校正后的誤差分布的裝置7,該裝置7基于誤差分 布PD和預(yù)先從存儲裝置10選擇的校正分布序列PA的校正分布PAk來確定
校正后的誤差分布PD'k。校正后的誤差分布PD'k被發(fā)送至控制單元2,其通
過校正后的誤差分布PD'k和在之前的計算中形成的控制信號CAw形成新的 控制信號CAk,所述控制信號CAk進(jìn)而被發(fā)送至液壓控制單元11。在控制單 元中以上文描述的方式對所確定的校正分布進(jìn)行更新。
如圖7所示,在形成控制信號時,對諸如線性負(fù)載和分布等的可能的限 制也被納入考慮。
操作者可通過用戶界面13監(jiān)控和控制軋光工藝。用戶界面連接至控制 單元2和機(jī)器控制裝置12。用戶界面13包括顯示器13a以及一個或多個輸 入設(shè)備13b。顯示設(shè)備6可為基于陰極管、平板顯示器、投射到基板上的圖 像的顯示器,或者適用于此用途的其它設(shè)備。輸入設(shè)備13b可為傳統(tǒng)的鍵盤、 鼠標(biāo)或者本領(lǐng)域內(nèi)公知的其它數(shù)據(jù)輸入設(shè)備。
本發(fā)明不應(yīng)局限于如上文例子所述的實施例,而是旨在獲得由所附權(quán)利 要求所限定的發(fā)明構(gòu)思的范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。本方法不僅可用于控制軋光, 還可用于控制纖維幅材的其它制造或整飾工藝,例如用于控制如下的CD分 布基重、濕度、顏色、色調(diào)(tone)、成形(formation)、纖維取向、光 滑度/粗糙度、厚度(密度和體積)、輥的硬度、涂覆材料、灰度、干物質(zhì)以 及附加分布。本方法還可用于校正測量中所產(chǎn)生的CD擾動,以及用于蒸汽 室和再潤濕裝置(remoisturizer)的分布控制。另夕卜,本方法例如還可以用于 校正在幅材的MD方向產(chǎn)生的下述擾動即在測量中產(chǎn)生的擾動、由改變產(chǎn)品導(dǎo)致的擾動、以及由運(yùn)行值的改變導(dǎo)致的擾動。本方法還可用在機(jī)器方向
(MD)上,以控制干燥效率。本方法通常還可與所有受到反饋控制的控制 電路一起使用。
權(quán)利要求
1.一種用于在工藝的轉(zhuǎn)換階段控制纖維幅材的制造或整飾工藝的方法,其中誤差分布(PD)用于確定至少一個控制信號(CAk),其中所述至少一個控制信號(CAk)用于所述制造或整飾工藝的致動器(6),其特征在于,通過所述誤差分布(PD)來確定校正后的誤差分布(PD’k),所述校正后的誤差分布(PD’k)用于形成所述控制信號(CAk)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,將所述轉(zhuǎn)換階段之前確定的 誤差分布或?qū)⒘惴植加米魉稣`差分布(PD)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法,其特征在于,通過所述誤差分布(PD) 和一校正分布(PAk)來確定所述校正后的誤差分布(PDk)。
4. 如權(quán)利要求3所述的方法,其特征在于,所述校正分布(PAk)是在 之前相應(yīng)的轉(zhuǎn)換階段中使用的校正分布,或者是通過實驗確定的校正分布。
5. 如前述的權(quán)利要求1到4中任一項所述的方法,其特征在于,基于所 述校正后的誤差分布(PDk),并基于最后的在所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前從 所述致動器獲得的致動器分布或者在所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前使用的控制 信號,來形成新的控制信號(CAk)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述致動器分布是基于影響 所述工藝的至少一個致動器(6)的位置來確定的所述幅材(W)的橫向分 布。
7. 如前述的權(quán)利要求l、 3或5中任一項所述的方法,其特征在于,在 所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前已經(jīng)使用的最后的控制信號、從所述致動器接收的 致動器分布以及校正分布序列(PA)的校正分布(PAk)均存儲在存儲裝置(10)中。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,在所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前 已經(jīng)使用的最后的控制信號和/或從所述致動器獲得的致動器分布用于確定 所述控制信號(CAk)。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,a) 在所述幅材(W)的橫向上由測量裝置(3)連續(xù)測量所述幅材(W) 的至少一個特性,從而獲得測量結(jié)果;以及b) 將所述測量結(jié)果與所述特性的預(yù)定目標(biāo)值相比較,從而確定誤差分布(PD)。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,通過所述校正分布(PAk) 和在類似的轉(zhuǎn)換階段中較早使用的誤差分布(PD)來確定所述校正后的誤差 分布(PAk)。
11. 如前述的權(quán)利要求l、 9或10中任一項所述的方法,其特征在于, 從所述存儲裝置(10)取回在之前的計算中使用的控制信號(CAw),且基 于校正后的誤差分布(PDk)和在之前的計算中確定的控制信號(CAw)來 形成至少一個新的控制信號(CAk)。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于,從所述存儲裝置(10)選 出在類似的轉(zhuǎn)換階段中較早使用的校正分布序列(PA),并且所述存儲裝置(10)中舊的校正分布(PAk)用于確定校正后的誤差分布(PDk)。
13. 如權(quán)利要求10或12所述的方法,其特征在于,用于確定所述校正 后的誤差分布(PD'k)的所述校正分布(PAk)是在與所討論的計算階段相對 應(yīng)的計算階段確定的校正分布。
14. 如前述的權(quán)利要求l、 12或13中任一項所述的方法,其特征在于, 在之前的計算中使用的校正分布(PAw)從所述存儲裝置(10)取回,并通 過所述誤差分布(Pd)更新,且更新后的校正分布(PA")存儲在所述存儲 裝置(10)中。
15. 如權(quán)利要求11所述的方法,其特征在于,所述新的控制信號(CAk) 存儲在所述存儲裝置(10)中。
16. 如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,基于所述幅材(W)的特 性的新的測量結(jié)果和預(yù)定目標(biāo)值,在每次計算中重新確定所述誤差分布(Pd)。
17. 如前述的權(quán)利要求l、 3或10中任一項所述的方法,其特征在于, 所述誤差分布(Pd)、所述校正后的誤差分布(PDk)、所述校正分布(PAk)、 在之前的計算中使用的校正分布(PAw)、所述控制信號(CAk)以及在之 前的計算中使用的控制信號(CAk.。均為所述幅材(W)的橫向分布。
18. 如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,已經(jīng)在所述幅材(W)的 橫向上確定了所述幅材特性的預(yù)定目標(biāo)值。
19. 如權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,基于所述測量結(jié)果(M)確定所述幅材特性的橫向特性分布,并且基于所述預(yù)定目標(biāo)值確定所述幅材 特性的目標(biāo)分布,比較這些分布并且基于所述比較來確定誤差分布(PD)。
20. 如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,形成至少一個控制信號 (CAk)以控制與至少一個下述轉(zhuǎn)換階段相關(guān)的軋光工藝啟動、停止或減速軋光機(jī)(8)或啟動所述軋光工藝。
21. —種用于在工藝的轉(zhuǎn)換階段控制纖維幅材的制造或整飾工藝的系統(tǒng),所述系統(tǒng)包括-至少一個致動器(6),用于影響所述工藝并且控制所述幅材(W)的 特性,-控制單元(2),用于控制所述工藝,所述控制單元(2)包括控制裝 置(5),所述控制裝置(5)配置為形成用于所述至少一個致動器(6)的 至少一個控制信號(CAk),其特征在于,所述控制單元(2)還包括用于確定校正后的誤差分布的 裝置(7),所述用于確定校正后的誤差分布的裝置(7)配置為通過誤差分 布(Pd)來確定校正后的誤差分布(PDk),并且所述控制裝置(5)配置為 基于所述校正后的誤差分布(PDk)來形成新的控制信號(CAk)。
22. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其特征在于,用于確定校正分布的裝置 (7)配置為將所述轉(zhuǎn)換階段之前確定的誤差分布或?qū)⒘惴植加米魉稣`差分布(Pd)。
23. 如權(quán)利要求20或21所述的系統(tǒng),其特征在于,用于確定校正后的 誤差分布的裝置配置為基于所述誤差分布(Pd)和一校正分布(PAk)來確 定所述校正后的誤差分布(PDk)。
24. 如權(quán)利要求22所述的系統(tǒng),其特征在于,用于確定校正后的誤差分 布的裝置(7)配置為將之前相應(yīng)的轉(zhuǎn)換階段中使用的校正分布或者將通過 實驗確定的校正分布用作校正分布(PAk)。
25. 如前述的權(quán)利要求21到24中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于,所 述控制裝置(5)配置為基于所述校正后的誤差分布(PA;),以及基于最后 的在所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前從所述致動器獲得的致動器分布或者在所述 工藝的轉(zhuǎn)換階段之前使用的控制信號,來確定新的控制信號(CAk)。
26. 如前述的權(quán)利要求21、 23和25中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于,所述控制單元(2)包括存儲裝置(10),所述存儲裝置(10)用于存儲在 所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前已經(jīng)使用的最后的控制信號和從所述致動器接收 的橫向致動器分布,并且將新的校正分布(PAk)存儲至所述校正分布序列 (PA)。
27. 如權(quán)利要求26所述的系統(tǒng),其特征在于,所述控制裝置(5)配置 為使用在所述工藝的轉(zhuǎn)換階段之前已經(jīng)使用的最后的控制信號和/或從所述 致動器獲得的所述致動器分布,來確定所述控制信號(CAk)。
28. 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng),其特征在于,所述系統(tǒng)包括-測量裝置(3),用于在所述幅材(W)的橫向上連續(xù)測量所述幅材(W) 的至少一個特性,以及-比較裝置(4),配置為基于對所述纖維幅材的橫向特性的測量和所述 工藝特性的所述目標(biāo)值來形成誤差分布(Pd)。
29. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其特征在于,用于確定校正后的誤差分 布的裝置(7)配置為基于在類似的轉(zhuǎn)換階段中較早使用的校正分布(PAk), 并基于所述誤差分布(Pd),來確定所述校正后的誤差分布(PDk)。
30. 如前述的權(quán)利要求20、26或27中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于, 所述控制單元(5)配置為基于從所述存儲裝置(10)取回的并用于之前的 計算的控制信號(CAw),并基于所述校正后的誤差分布(PDk),來形成 至少一個新的控制信號(CAk)。
31. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng),其特征在于,用于確定校正后的誤差分 布的裝置(7)配置為從所述存儲裝置(10)選擇在類似的轉(zhuǎn)換階段較早使 用的校正分布序列(PA),并且使用其中的校正分布(PAk)來確定校正后 的誤差分布(PDk)。
32. 如權(quán)利要求29或31所述的系統(tǒng),其特征在于,用于確定校正后的 誤差分布的裝置(7)配置為使用校正分布(PAk),所述校正分布(PAk) 是在與用于確定所述校正后的誤差分布(PD'k)的所述計算階段對應(yīng)的計算 階段確定的舊的校正分布(PA"。
33. 如前述的權(quán)利要求21、31或32中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于, 所述設(shè)備包括用于更新校正分布的裝置(9),所述用于更新校正分布的裝 置(9)配置為從所述存儲裝置(10)取回在之前的計算中使用的校正分布(PAw),并通過所述誤差分布(PD)更新所取回的校正分布(PAW),且 將更新后的校正分布(PAw)發(fā)送至所述存儲裝置(10)以進(jìn)行存儲。
34. 如權(quán)利要求30所述的系統(tǒng),其特征在于,所述存儲裝置(10)配置 為存儲新的控制信號(CAk)。
35. 如權(quán)利要求28所述的系統(tǒng),其特征在于,所述比較裝置(4)配置 為基于所述幅材(W)的特性的新的測量結(jié)果和所述預(yù)定目標(biāo)值,在每次計 算中重新確定校正分布(PD)。
36. 如前述的權(quán)利要求21、23或29中任一項所述的系統(tǒng),其特征在于, 所述誤差分布(PD)、所述校正后的誤差分布(PDk)、所述校正分布(PAk)、 在之前的計算中使用的校正分布(PAw)、所述控制信號(CAk)以及在之 前的計算中使用的控制信號(CAw)均為所述幅材(W)的橫向分布。
37. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng),其特征在于,已經(jīng)在所述幅材(W)的 橫向上確定了所述幅材(W)的特性的預(yù)定目標(biāo)值。
38. 如權(quán)利要求29所述的系統(tǒng),其特征在于,所述比較裝置(4)配置 為基于從所述測量裝置(3)獲得的測量結(jié)果(M)來確定所述幅材特性的橫 向特性分布,并且基于所述預(yù)定目標(biāo)值來確定所述幅材特性的目標(biāo)分布,比 較這些分布并且基于所述比較來確定誤差分布(Pd)。
39. 如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng),其特征在于,控制設(shè)備(2)配置為形 成至少一個控制信號(CAk)來控制與至少一個下述轉(zhuǎn)換階段相關(guān)的軋光工 藝啟動、停止或減速軋光機(jī)(8)或啟動所述軋光工藝。
40. 使用通過誤差分布(PD)形成的校正后的誤差分布(PDk)來形成控 制信號(CAk),以在所述工藝的轉(zhuǎn)換階段控制纖維幅材的制造或整飾工藝。
全文摘要
一種用于在工藝的轉(zhuǎn)換階段控制纖維幅材的制造或整飾工藝的方法及系統(tǒng)。在所述方法中,通過誤差分布(P<sub>D</sub>)形成校正后的誤差分布(P<sub>Dk</sub>’)。通過校正后的誤差分布(P<sub>Dk</sub>’),確定用于纖維幅材的制造或整飾工藝的致動器(6)的至少一個控制信號(CA<sub>k</sub>)。
文檔編號D21G9/00GK101542042SQ200780044417
公開日2009年9月23日 申請日期2007年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月1日
發(fā)明者佩卡·皮霍拉 申請人:美卓造紙機(jī)械公司