[發明專利]用于針對片狀物成型機創建廣義響應模型的方法和裝置

有效

• 申請號: 201080008456.2
• 申請日: 2010-01-07
• 公開（公告）號: CN102325941A
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發明（設計）人: J·伯格倫;A·岑普馮德;陳世欽
• 申請（專利權）人: ABB有限公司;ABB自動化有限公司
• 主分類號: D21G9/00
• 分類號: D21G9/00
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華;姜彥

技術領域

本發明主要涉及控制片狀物成型過程，并且更具體地涉及改進針對這樣的過程的控制。

背景技術

在片狀物成型機中，片狀物的性質在片狀物的兩個方向上變化，即機器方向(MD)(該方向是在生產期間片狀物的移動方向)和交叉機器方向(CD)(該方向與MD垂直、并且是在生產期間越過片狀物寬度的方向)。不同致動器組用來控制在每個方向上的變化。機器方向(MD)與片狀物移動速度方向關聯，因此MD也視為時間方向(TD)。類似地，交叉機器方向與片狀物的寬度關聯，因此CD也視為空間方向(SD)。

MD變化一般受片狀物的整個寬度的因素所影響，這些因素諸如：機器速度、由機器形成為片狀物的基材來源(諸如木質纖維)、工作流體(諸如蒸汽、水)的常見供應和類似因素。

CD變化通常受越過機器寬度而并排放置的致動器的陣列所影響。每個致動器代表整個致動器組的一個分區。在造紙機中，典型CD致動器是頭箱分片螺桿、頭箱稀釋閥、蒸汽箱、噴水管嘴、感應致動器和其它已知設備。CD致動器給造紙者帶來巨大挑戰，因為片狀物成型機可能具有多組CD致動器，每組具有在機器的整個寬度內展開的多個分區。每組CD致動器安裝于片狀物制造機的不同位置。在每組CD致動器中有不同數目的個別分區。在相同組內每個分區的寬度也可能不同。因此每組CD致動器可能對不同片狀物性質具有不同影響。

可以通過固定傳感器或者通過在片狀物寬度上來回穿越的掃描傳感器來獲得針對片狀物性質的測量。傳感器通常位于用以調節片狀物性質的那些致動器的下游。傳感器在穿越片狀物之時測量片狀物性質并且使用該測量以形成整片的性質分布。通常用越過片狀物的有限數目的點(稱為“數據箱”)將片狀物性質分布離散化。目前通常用數百至多于一千個數據箱表示片狀物性質分布。隨時間積累的片狀物性質分布形成二維矩陣。在一段時間內在固定數據箱的片狀物性質測量也可以視為在“時間”方向或者MD上的分布。術語“分布”可以是關于CD或者MD的。片狀物性質分布由質量控制系統(QCS)用來導出針對適當致動器的控制動作，從而根據所期望的目標分布來改變片狀物性質分布。目標形狀可以是均勻平坦、笑容、皺眉或者其它溫和形狀。為了用多組CD致動器控制片狀物性質分布，重要的是測量和標識每個CD致動器如何影響分布。

由于傳感器經常位于CD致動器下游的相當距離，所以片狀物(在CD方向上)受CD致動器分區影響、但是由下游傳感器測量的部分由于片狀物在干燥過程中收縮或者在片狀物經過機器時片狀物橫向偏離而未總是與CD致動器分區理想地對準(在CD方向上)。另外，每個CD致動器分區通常影響比與CD致動器分區的寬度對應的部分更寬的分布的部分。因此為了控制片狀物成型機的CD分布，重要的是知道分布的哪個部分受每個CD致動器分區的影響。描述分布的哪個部分受每個CD致動器分區影響的函數關系稱為CD致動器分區的“映射”。

除了知道分布的哪個部分受哪個CD致動器分區影響之外，知道每個CD致動器分區如何影響分布也是重要的。圖示如何通過調節CD致動器分區來改變片狀物性質分布的函數曲線稱為CD致動器分區的“響應模型”。常規地，如果響應與漿體在長網線上的展開有關，則用離散值數組代表用于CD致動器分區的響應模型，或者用波傳播方程對響應模型進行建模。對于典型CD致動器組，容易有數十至數百個分區。對于每個致動器分區，如果響應模型由均勻離散點陣列代表，則將按致動器分辨率(該分辨率是致動器分區數目)或者性質分布分辨率(該分辨率可以具有數百至多于一千個點)指定模型。如今許多造紙機配備有多組CD致動器。針對所有致動器分區的、代表用于一個片狀物性質分布的響應模型所需要的點數是每一致動器分區的點數乘以多組CD致動器的分區總數。在實踐中，每組致動器可以同時改變若干片狀物性質分布，并且每個片狀物性質分布也可能受具有不同響應的多組CD致動器影響。這些不同響應分類為不同響應類型。為了代表完整的響應模型所需要的點數進一步乘以片狀物性質分布數目。由常規方式指定的、將多組CD致動器與多個高分辨率片狀物性質分布相關起來的完整響應模型將需要大量的點。這是很低效的、嚴苛的，并且在實踐中容易出錯。

為了指定用于多變量片狀物制造過程的響應模型，常規方式變得極為繁瑣和不切實際。需要一種用于指定所有CD致動器的響應模型的有效和廣義框架以實施針對片狀物制造機的更佳CD控制。因此如果可以使用一個或者數個臨界點和連續函數來有效描述響應模型則將合乎需要。本發明涉及這樣的用于以有效和用戶友好的方式使用一個或者數個臨界點和連續函數來創建廣義響應模型的方法和裝置。

發明內容