DE102006045786A1

DE102006045786A1 - Method and device for controlling at least one quality feature of a moving material web

Info

Publication number: DE102006045786A1
Application number: DE102006045786A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Muench
Original assignee: Voith Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-03-27
Also published as: US20080073050A1; EP1905894A1

Abstract

Es werden ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Regelung wenigstens eines Qualitätsmerkmals einer laufenden Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, während deren Herstellung beschrieben. Dabei wird mittels eines Messsystems das betreffende Qualitätsmerkmal bei laufender Materialbahn wiederholt über die gesamte Breite der Materialbahn gemessen. Mittels einer elektronischen Steuer- und/oder Auswerteeinheit wird die Variabilität des Qualitätsmerkmals durch eine Varianzkomponentenanalyse bestimmt, die auf der Basis der Profilmesswerte eines vorzugsweise mehrere in Maschinenlängsrichtung aufeinanderfolgende CD-Profile umfassenden Messwertsatzes durchgeführt wird, der jeweils während eines vorgebbaren zurückliegenden Zeitfensters aufgenommen wurde. Das Ergebnis dieser Varianzkomponentenanalyse wird zur Regelung des Qualitätsmerkmals herangezogen.A method and a device for controlling at least one quality feature of a moving material web, in particular a fibrous web, during its production are described. In this case, the relevant quality feature is repeatedly measured across the entire width of the material web by means of a measuring system while the material web is running. By means of an electronic control and / or evaluation unit, the variability of the quality feature is determined by a variance component analysis, which is carried out on the basis of the profile measured values of a preferably several in the machine longitudinal direction consecutive CD profiles measured value set, which was recorded during each predeterminable past time window. The result of this variance component analysis is used to control the quality characteristic.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung wenigstens eines Qualitätsmerkmals einer laufenden Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, während deren Herstellung. Bei der Faserstoffbahn kann es sich insbesondere um eine Papier- oder Kartonbahn handeln.The The invention relates to a method and a device for regulation at least one quality characteristic a running material web, in particular fibrous web, during which Production. The fibrous web may be in particular act a paper or board web.

Qualitätsregelungen an einer Papierbahn beruhen auf zweidimensional erfassten Qualitätsdaten (Profilmesswerte). Die Datenerfassung erfolgt mittels eines Qualitätsmesssystems (QMS) durch Scanner, das heißt traversierende Messsysteme oder durch eine gleichzeitige Erfassung von Qualitätsdaten an vielen Messorten in Querrichtung der Bahn.quality schemes on a paper web are based on two-dimensional recorded quality data (Profile measurements). The data acquisition takes place by means of a quality measuring system (QMS) by scanner, that is traversing measuring systems or by simultaneous detection of quality data at many measuring locations in the transverse direction of the railway.

Die erhaltenen Daten werden zunächst in geeigneter Form für eine Regelung in Maschinenlängsrichtung (MD) oder eine Regelung in Maschinenquerrichtung (CD) aufbereitet.The obtained data are first in a suitable form for a control in the machine direction (MD) or a control in the cross machine direction (CD) prepared.

Bei den bisher bekannten Regelverfahren und -vorrichtungen dient die MD-Regelung der Regelung der mittleren Qualität über die Bahnbreite durch Stelleingriffe im Bereich der Papiermaschine einschließlich des Kalanders oder Coaters oder im Bereich der Nasspartie, das heißt im Bereich der Stoffzuführung der Papiermaschine. Zur MD-Regelung wird also zu jedem Regelzeitpunkt die aktuelle mittlere Papierqualität aus den zurückliegenden Messwerten berechnet, und zwar durch eine Mittelwertbildung sämtlicher Messwerte in Querrichtung zur Bahn. Diese Berechnung der aktuellen mittleren Papierqualität aus den zurückliegenden Messwerten kann durch einen zusätzlichen Einsatz von Filterungen, Extrapolatio nen, Schätzfunktionen oder ähnlichem noch etwas verbessert werden. Die so erzeugten Daten für die MD-Regelung werden als MD-Profil bezeichnet.at the previously known control method and devices is the MD regulation of Medium quality regulation over the Web width by control interventions in the area of the paper machine including the Calender or coater or in the area of the wet end, that is in the area the fabric feed the paper machine. For MD control is so at each control time the current average paper quality from the past Calculated by averaging all Measured values in the transverse direction of the web. This calculation of the current medium paper quality from the past Readings can be through an additional Use of filters, extrapolations, estimators or similar to be improved a bit. The data thus generated for the MD control are called MD profile.

Die CD-Regelung dient der Regelung der Abweichungen der Papierqualität in CD-Richtung der Papierbahn. Für die CD-Regelung wird also zu jedem Regelzeitpunkt das aktuelle Querprofil der Papierbahn aus den zurückliegenden Messungen berechnet, und zwar durch eine Mittelwertbildung von Messwerten in Längsrichtung der Bahn. Diese Berechnung kann ebenfalls durch einen zusätzlichen Einsatz von Filterungen, Extrapolationen, Schätzfunktionen oder ähnlichem verbessert werden. Die so erzeugten Daten für die CD-Regelung werden auch als CD-Profil bezeichnet.The CD control is used to control the deviations of the paper quality in the CD direction of the paper web. For the CD control thus becomes the current transverse profile at each control time the paper web from the past Measurements are calculated by averaging measured values longitudinal the train. This calculation can also be done by an additional Use of filters, extrapolations, estimators or similar be improved. The data thus generated for the CD control will also referred to as CD profile.

Eine MD- oder CD-Regelung beinhaltet Parameter wie zum Beispiel Verstärkungsfaktoren oder Filterparameter zur Messwert-Vorverarbeitung. Fortgeschrittene Regelverfahren berechnen auch die Variabilität des MD- oder CD-Profils und verwenden diese Information zur Optimierung der Regelungsparameter, um, soweit möglich, beispielsweise aggressiver zu regeln. Eine besondere Art dieser Regelungen beinhaltet ein Kalmanfilter, das eine Kovarianzmatrix berechnet, wobei die Varianzwerte Einfluss auf die Filterkonstanten und Regelungsparameter besitzen.A MD or CD control includes parameters such as gain factors or filter parameters for measured value preprocessing. advanced Control methods also calculate the variability of the MD or CD profile and use this information to optimize the control parameters, to, as far as possible, for example, to regulate more aggressively. A special kind of this Regulations includes a Kalman filter, which is a covariance matrix calculated, the variance values influence the filter constants and control parameters.

Aus dem MD- oder CD-Profil lässt sich die Variabilität der Papierqualität nun aber nur unvollständig oder langsam bestimmen. Durch die Berechnung der MD- und CD-Profile unter Verwendung von beispielsweise Mittelwertbildungen wurde die Original-Datenmenge bereits so stark reduziert, dass Information für statistische Aussagen verlorengegangen ist.Out the MD or CD profile the variability the paper quality but now only incomplete or determine slowly. By calculating the MD and CD profiles under Using, for example, averaging has been the original amount of data already so much reduced that information for statistical statements lost is.

Umfasst beispielsweise eine traversierende Querprofilmessung 200 Profildatenwerte über die Bahnbreite und wird zudem beispielsweise angenommen, dass die Zeitdauer einer Profilmessung 20 Sekunden beträgt und MD-Profilwerte durch Interpolationstechniken alle 5 Sekunden aus den Messdaten des traversierenden Messsystems rechnerisch ermittelt werden, so bedeutet dies, dass aus fünf Traversierungen des Messgerätes in 100 Sekunden nur 20 MD-Profilwerte bestimmt werden. Für statistische Aussagen ist diese Anzahl an MD-Profilwerten nicht sehr groß. Genauere statistische Aussagen erfordern bei einem solchen Vorgehen ein relativ großes zurückreichendes Zeitfenster.includes For example, a traversing cross profile measurement 200 profile data over the Track width and is also assumed, for example, that the duration a profile measurement is 20 seconds and MD profile values by Interpolation techniques every 5 seconds from the measurement data of the traversing measuring system calculated, this means that out of five traversals of the measuring device only 20 MD profile values can be determined in 100 seconds. For statistical Statements, this number of MD profile values is not very large. more accurate Statistic statements require a relative in such a procedure great return-reaching Time window.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei denen die erwähnten Probleme beseitigt sind. Dabei soll insbesondere eine aussagekräftigere und schnellere Beurteilung der Variabilität der Bahnqualität möglich sein.Of the Invention is based on the object, an improved method and an improved device of the type mentioned above create where the mentioned Problems are eliminated. In particular, a more meaningful and faster assessment of web quality variability.

Eine schnellere und genauere Bestimmung der Variabilität erlaubt es, Regelungssysteme schneller optimal einzustellen, wenn sich die statistische Charakteristik der Profilmesswerte ändert.A faster and more accurate determination of variability allowed to adjust control systems more quickly when the statistical characteristic of profile measurements changes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Regelung wenigstens eines Qualitätsmerkmals einer laufenden Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, während deren Herstellung, bei dem
mittels eines Messsystems das betreffende Qualitätsmerkmal bei laufender Materialbahn wiederholt über die gesamte Breite der Materialbahn gemessen, um Profilmesswerte in Längsrichtung (MD) und Querrichtung (CD) der Bahn zu erhalten.
mittels einer elektronischen Steuer- und/oder Auswerteeinheit die Variabilität des Qualitätsmerkmals durch eine Varianzkomponentenanalyse bestimmt wird, die auf der Basis der Profilmesswerte eines vorzugsweise mehrere in Maschinenlängsrichtung aufeinander folgende CD-Profile umfassenden Messwertsatzes durchgeführt wird, der jeweils während eines vorgebbaren zurückliegenden Zeitfensters aufgenommenen wurde, und
das Ergebnis dieser Varianzkomponentenanalyse zur Regelung des Qualitätsmerkmals mit herangezogen wird.According to the invention, this object is achieved by a method for controlling at least one quality feature of a moving material web, in particular fibrous web, during its production, at the
Using a measuring system, the relevant quality feature repeatedly measured over the entire width of the material web while the material web is running in order to obtain profile measured values in the longitudinal direction (MD) and transverse direction (CD) of the web.
the variability of the quality feature is determined by means of an electronic control and / or evaluation unit by means of a variance component analysis which is carried out on the basis of the profile measured values of a measured value set which preferably comprises a plurality of CD profiles which follow one another in the machine longitudinal direction and which was recorded in each case during a predeterminable past time window, and
the result of this variance component analysis is used to control the quality characteristic.

Indem sämtliche in einem zurückliegenden Zeitfenster von der Materialbahn erhaltenen einzelnen Messdaten simultan beurteilt und Informationsverluste entsprechend vermieden werden, lässt sich die Variabilität der Materialbahn wesentlich aussagekräftiger beurteilen. So wird nunmehr beispielsweise die MD-Variabilität in einem jeweiligen zurückliegenden Zeitfenster auf der Basis einer sehr hohen Anzahl von Einzelmesswerten anstatt wie bisher lediglich auf der Basis weniger Werte beurteilt. Ändern sich die statistischen Eigenschaften der Materialbahn, so erlaubt die entsprechend schnellere und präzisere Kenntnis der Variabilität der Bahnqualität eine schnellere Änderung der entsprechenden Parameter der Regelsysteme und Filterungen. Störungen des Produktionsprozesses aufgrund zu großer Regeleingriffe werden auf ein Minimum reduziert. Entsprechende Störungen können auftreten, wenn die Regelung aufgrund zufälliger oder nicht regelbarer Störungen trotzdem stark reagiert und damit unnötige Prozesseingriffe durchführt. Solche Störungen sind also erfindungsgemäß praktisch ausgeschlossen.By doing all in a past Time window of individual measured data obtained from the material web assessed simultaneously and information losses avoided accordingly be, lets the variability assess the material significantly more meaningful. So will now, for example, the MD variability in a respective past Time window based on a very high number of individual measured values rather than as previously judged on the basis of only a few values. Vary the statistical properties of the material web, so allows the correspondingly faster and more precise Knowledge of variability the web quality a faster change the corresponding parameters of the control systems and filtering. Disorders of the Production process due to excessive regulatory intervention on a minimum reduced. Corresponding disturbances can occur when the scheme due to accidental or non-controllable disturbances nevertheless strongly reacts and thus carries out unnecessary process interventions. Such disorders are therefore practical according to the invention locked out.

Eine bevorzugte praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die Variabilität des Qualitätsmerkmals mittels der Varianzkomponentenanalyse von Profilmesswerten in eine CD-Variabilitätskomponente in Maschinenquerrichtung (CD), in eine MD-Variabilitätskomponente in Maschinenlängsrichtung (MD) und in eine Residual-Variabilitätskomponente aufgeteilt wird und/oder aus ermittelten Varianzwerten Konfidenzintervalle für das CD-Profil und/oder das MD-Profil berechnet werden und dass die Variabilitätskomponenten bzw. Konfidenzintervalle zur Regelung des Qualitätsmerkmals mit herangezogen werden.A preferred practical embodiment the method according to the invention characterized by the fact that the variability of the quality feature using variance component analysis of profile metrics into one CD variability component in the cross-machine direction (CD), in an MD variability component in machine direction (MD) and is divided into a residual variability component and / or from determined variance values Confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile are calculated and that the variability components or confidence intervals used to control the quality feature become.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn die einzelnen Profilmesswerte eines jeweiligen einer Varianzkomponentenanalyse zu unterziehenden Messwertsatzes mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit in einer Matrix angeordnet werden, in deren Zeilen oder Spalten jeweils CD-Profilmesswerte und in deren Spalten bzw. Zeilen jeweils MD-Profilmesswerte enthalten sind.From Another advantage is especially if the individual profile measurements of a respective variance component analysis to be subjected Measured value set by means of the control and / or evaluation in one Matrix, with CD-Profile metrics in their rows or columns and their columns or rows each contain MD profile metrics are.

Vorteilhafterweise werden die in einem jeweiligen einer Varianzkomponentenanalyse zu unterziehenden Messwertsatz enthaltenen Profilmesswerte bezüglich ihres Beitrages zu der zu bestimmenden Variabilität des Qualitätsmerkmals zumindest teilweise in Abhängigkeit davon, wie weit sie gegenüber dem aktuellen Zeitpunkt der Variabilitätsbestimmung zeitlich zurückliegen, unterschiedlich gewichtet. Dabei werden zeitlich relativ weiter zurückliegende Profilmesswerte bevorzugt relativ geringer gewichtet.advantageously, are added in a respective one of a variance component analysis subject profile measurements with respect to their Contribution to the variability of the quality characteristic to be determined at least partially dependent of how far they are opposite lag behind the current time of the determination of variability, weighted differently. Here are relatively in time past Profile readings preferably weighted relatively less.

Zweckmäßigerweise wird die Varianzkomponentenanalyse jeweils dann wiederholt, wenn mittels des Messsystems eine vorgebbare Anzahl neuer Profilmesswerte gemessen wurde.Conveniently, the variance component analysis is repeated whenever by means of the measuring system a predefinable number of new profile measured values was measured.

Das Ergebnis einer jeweiligen Varianzkomponentenanalyse kann mit Vorteil beispielsweise zur entsprechenden Änderung des Verhaltens wenigstens eines zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenen Regelungssystems herangezogen werden.The Result of a respective variance component analysis can be beneficial for example, to the corresponding change in behavior at least one for the regulation of the quality characteristic provided for in the regulatory system.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn wenigstens ein Regelungsparameter und/oder wenigstens ein Filterparameter wenigstens eines zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenen Regelungssystems in Abhängigkeit vom Ergebnis einer jeweiligen Varianzanalyse variabel einstellbar ist.From Another advantage is especially if at least one control parameter and / or at least one filter parameter of at least one for regulation of the quality characteristic control system depending on the outcome of a variance analysis is variably adjustable.

Die Varianzkomponentenanalyse kann vorteilhafterweise auf wenigstens einem der folgenden Algorithmen beruhen: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, Exakte Vari anzanalyse DAHLIN. Die Exakte Varianzanalyse wird weiter unten noch näher beschrieben. Diese Algorithmen sind im Einzelnen in den folgenden Veröffentlichungen beschrieben:

Dahlin, E.B., "Computational Methods in a Dedicated Computer System for Measurement and Control an Paper Machines", Tappi Journal, 53, No. 6: 1100-1105, 1970 ;
Tappi T585 om-93, "Cross-machine grammage Profile measurement (gravimetric method)", 1993 ;
Tappi TIP1101-01, "Calculation and partitioning of variance using Paper machine scanning sensor measurements", Issued 1996, Corrected 1997 .

The variance component analysis may advantageously be based on at least one of the following algorithms: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, Exact Variance Analysis DAHLIN. The exact analysis of variance will be described in more detail below. These algorithms are described in detail in the following publications:

Dahlin, EB, "Computational Methods in a Dedicated Computer System for Measurement and Control to Paper Machines", Tappi Journal, 53, no. 6: 1100-1105, 1970 ;
Tappi T585 om-93, "Cross-machine grammage profile measurement (gravimetric method)", 1993 ;
Tappi TIP1101-01, "Calculation and partitioning of variance using paper machine scanning sensor measurements", Issued 1996, Corrected 1997 ,

Bei manchen Algorithmen zur Varianzkomponentenanalyse werden die Residual-Variabilitätskomponente als die sogenannten kurzzeitigen "Short-Term"-Abweichungen gedeutet bzw. bezeichnet. Im Übrigen kann der betreffende Algorithmus beispielsweise zumindest im Wesentlichen einen der zuvor genannten Algorithmen entsprechen.at Some variance component analysis algorithms become the residual variability component interpreted as the so-called short-term "short-term" deviations. Incidentally, can the algorithm concerned, for example, at least substantially correspond to one of the aforementioned algorithms.

Z.B. sind auch rekursive Formen der Varianzkomponentenanalyse denkbar. Bei einem rekursiven Algorithmus werden neu erfasste Messdaten mit dem letzten Ergebnis der Varianzkomponentenanalyse so verknüpft, dass man als Ergebnis eine aktualisierte Varianzkomponentenanalyse erhält.For example, Recursive forms of variance component analysis are also conceivable. For a recursive algorithm, newly acquired measurement data is included linked to the last result of the variance component analysis so that the result is an updated variance component analysis.

Die CD-Variabilitätskomponente und die MD-Variabilitätskomponente können vorteilhafterweise durch Wellenlängenanalyse jeweils in einen regelbaren Anteil und einen nicht regelbaren Anteil aufgeteilt werden.The CD variability component and the MD variability component can advantageously by wavelength analysis each in a controllable share and a non-adjustable share be split.

Eine im Vergleich zu den aktuellen CD- und MD-Variabilitätskomponenten bzw. regelbaren CD- und MD-Anteilen relativ große Residual-Variabilitätskomponente wird mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit bevorzugt so verwendet, dass wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem relativ langsamer und/oder relativ schwächer auf den Herstellungsprozess einwirkt.A compared to the current CD and MD variability components or controllable CD and MD shares relatively large residual variability component is preferably used by means of the control and / or evaluation unit that at least one control system provided for regulating the quality feature relatively slower and / or relatively weaker on the manufacturing process acts.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn eine im Vergleich zu den aktuellen CD- und MD-Variabilitätskomponenten bzw. regelbaren CD- und MD-Anteilen relativ große Residual-Variabilitätskomponente so berücksichtigt wird, dass vor der Berechnung der jeweiligen Stellgröße für wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem die Messdaten relativ stärker gefiltert werden.From An advantage is especially if one compared to the current CD and MD variability components or controllable CD and MD shares relatively large residual variability component so considered is that before the calculation of the respective manipulated variable for at least a for the regulation of the quality feature provided control system, the measurement data filtered relatively stronger become.

Eine weitere bevorzugte praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung aus ermittelten Varianzwerten Konfidenzintervalle für das CD-Profil und/oder das MD-Profil berechnet werden und anhand dieser Konfidenzintervalle unterschieden wird zwischen einer jeweiligen auf einer real vorhandenen Ursache beruhenden Profilabweichung und einer zumindest im Wesentlichen nur auf einer Residual-Variabilitätskomponente beruhenden Abweichung.A Another preferred practical embodiment of the method according to the invention is characterized in that by means of the control and / or evaluation from determined variance values Confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile are calculated and based on these confidence intervals a distinction is made between a respective existing on a real Cause based profile deviation and one at least substantially only deviation based on a residual variability component.

Dabei wird bevorzugt mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem dann für einen Eingriff in den Herstellungsprozess aktiviert, wenn anhand wenigstens eines Konfidenzintervalls festgestellt wurde, dass die betreffende Abweichung auf einer real vorhandenen Ursache beruht.there is preferably by means of the control and / or evaluation at least one regulatory system provided for regulating the quality characteristic then for an intervention in the manufacturing process activated when based at least one confidence interval has been established that the derogation based on a real existing cause.

Vorteilhafterweise wird mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem dann, wenn anhand wenigstens eines Konfidenzintervalls festgestellt wurde, dass die betreffende Abweichung zumindest im Wesentlichen nur auf einer Residual- Variabilitätskomponente beruht, so angesteuert, dass es relativ schwächer oder gar nicht in den Herstellungsprozess eingreift.advantageously, is at least by means of the control and / or evaluation a for the regulation of the quality feature provided control system, if based on at least one Confidence interval was found to be the relevant deviation based at least substantially only on a residual variability component, so driven, that it is relatively weaker or does not intervene in the manufacturing process.

Beispiele:Examples:

K w :

effective control gain

K 0 :

control parameters

vårres:

residual variance

VarCD:

CD-variance

VarCD R :

Controllable share the CD variance

Erfindungsgemäß könnten also beispielhaft folgende Formeln verwendet werden, um eine wirksame Regelungsverstärkung zu bestimmen:

Thus, according to the invention, the following formulas could be used to determine an effective control gain:

Natürlich können auch Variationen verwendet werden, z.B. durch Addition von Konstanten, Multiplikation mit weiteren Parametern, komplexere Funktionen, Berücksichtigung von Begrenzungen etc.Of course you can too Variations are used, e.g. by adding constants, Multiplication with other parameters, more complex functions, consideration of limitations etc.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung die berechneten Variabilitätskomponenten und/oder Konfidenzinterval le bei der Beurteilung der Güte eines in der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung als Software hinterlegten, der Qualitätsregelung dienenden Prozessmodells herangezogen werden.From Advantage is particularly also, if by means of the tax and / or Evaluation device, the calculated variability components and / or confidence intervals in the assessment of the quality one stored in the control and / or evaluation as software, the quality regulation serving process model.

Zweckmäßigerweise wird dabei mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung eine jeweilige Abweichung der Ausgangswerte des Prozessmodells von den aufgenommenen Profilmesswerten ermittelt und eine jeweilige ermittelte Abweichung bei einer relativ höheren Variabilität des Qualitätsmerkmals und/oder einer relativ geringeren Konfidenz relativ geringer gewichtet und/oder vor einer weiteren Verwendung relativ stärker gefiltert.Conveniently, is thereby by means of the control and / or evaluation a respective deviation of the output values of the process model from the recorded profile measured values and a respective determined Deviation at a relatively higher variability of the quality characteristic and / or a relatively lower confidence weighted relatively less and / or relatively more filtered before further use.

Die berechneten Variabilitätskomponenten und/oder Konfidenzintervalle können bei einer Veränderung des in der Steuer- und/oder Auswerteinrichtung als Software hinterlegten, der Qualitätsregelung dienenden Prozessmodells mit berücksichtigt werden. Dabei werden die berechneten Variabilitätskomponenten und/oder Konfidenzintervalle bevorzugt in Form von Adaptionsparametern mit berücksichtigt, die das Verhalten des Modells ändern.The calculated variability components and / or confidence intervals in a change of the software stored in the control and / or evaluation device, the quality regulation serving the process model become. The calculated variability components and / or confidence intervals are calculated preferably taken into account in the form of adaptation parameters, which change the behavior of the model.

Von Vorteil ist insbesondere auch, wenn mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung das Prozessmodell bei einer relativ höheren Variabilität des Qualitätsmerkmals und/oder einer relativ geringeren Konfidenz dem über die Profilmesswerte gemessenen Prozess relativ langsamer nachgeführt wird.From Advantage is particularly also, if by means of the tax and / or Evaluation device the process model with a relatively higher variability of the quality feature and / or a relatively lower confidence than that measured over the profile measurements Process is tracked relatively slower.

Bei dem oder den zu regelnden Qualitätsmerkmalen der Materialbahn, insbesondere Papier- oder Kartonbahn kann es sich beispielsweise um das Flächengewicht, den Feuchtegehalt, die Bahndicke usw. handeln.at the quality characteristics to be regulated the material web, in particular paper or board web may be for example, the grammage, the moisture content, the web thickness, etc. act.

Die weiter oben angegebene Aufgabe wird erfindungsgemäß zudem gelöst durch eine Vorrichtung zur Regelung wenigstens eines Qualitätsmerkmals einer laufen den Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, während deren Herstellung, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit
einem Messsystem zur wiederholten Messung des betreffenden Qualitätsmerkmals bei laufender Materialbahn über die gesamte Breite der Materialbahn und
einer elektronischen Steuer- und/oder Auswerteeinheit zur Bestimmung der Variabilität des Qualitätsmerkmals durch eine Varianzkomponentenanalyse auf der Basis der einzelnen Profilmesswerte eines vorzugsweise mehrere in Maschinenlängsrichtung aufeinander folgende CD-Profile umfassenden Messwertsatzes, der jeweils während eines vorgebbaren zurückliegenden Zeitfensters aufgenommenen wurde,
wobei die elektronischen Steuer- und/oder Auswerteeinheit so ausgelegt ist, dass die Regelung des Qualitätsmerkmals in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Varianzkomponentenanalyse mehr oder weniger stark in den Prozess eingreift.The above-mentioned object is also achieved by a device for controlling at least one quality feature of a run the material web, in particular fibrous web, during their production, in particular for carrying out the method according to the invention with
a measuring system for repeated measurement of the relevant quality feature in the running web over the entire width of the web and
an electronic control and / or evaluation unit for determining the variability of the quality feature by a variance component analysis on the basis of the individual profile measured values of a preferably a plurality of CD profiles which follow one another in the machine longitudinal direction and which was recorded during a predeterminable past time window,
wherein the electronic control and / or evaluation unit is designed so that the control of the quality feature more or less strongly intervenes in the process as a function of the result of the variance component analysis.

Dabei ist die elektronische Steuer- und/oder Auswerteeinheit bevorzugt so ausgelegt, dass die Variabilität des Qualitätsmerkmals mittels der Varianzkomponentenanalyse in eine CD-Variabilitätskomponente in Maschinenquerrichtung (CD), in eine MD-Variabilitätskomponente in Maschinenlängsrichtung (MD) und in eine Residual-Variabilitätskomponente aufgeteilt wird und/oder aus ermittelten Varianzwerten Konfidenzintervalle für das CD-Profil und/oder das MD-Profil berechnet werden und dass die Regelung des Qualitätsmerkmals in Abhängigkeit von den Variabilitätskomponenten bzw. Konfidenzintervallen erfolgt.The electronic control and / or evaluation unit is preferably designed so that the variability of the quality feature by means of the variance component analysis in a CD variability component in Cross-machine direction (CD), in a MD variability component in the machine longitudinal direction (MD) and in a residual component of variability is divided and / or calculated variance values confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile are calculated and that the control of the quality feature depending on the variability components or confidence intervals.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.The Invention will be described below with reference to an embodiment with reference closer to the drawing explained.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt eine vereinfachte schematische Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Regelung wenigstens eines Qualitätsmerkmals einer laufenden Materialbahn, insbesondere Faserstoffbahn, während deren Herstellung. Im vorliegenden Fall ist diese Vorrichtung einer eine Nasspartie (Wet End) sowie eine Papiermaschine (bzw. Coater, Kalander) umfassenden Anlage zur Herstellung einer Papier- oder Kartonbahn zugeordnet. Die Vorrichtung dient hier also beispielsweise der Regelung wenigstens eines Qualitätsmerkmals einer Papier- oder Kartonbahn.The single figure of the drawing shows a simplified schematic Schematic representation of a device for controlling at least one quality feature a running material web, in particular fibrous web, during which Production. In the present case, this device is a one Wet end (wet end) and a paper machine (or coater, calender) comprehensive plant for the production of a paper or board web assigned. The device is thus used here, for example, the scheme at least one quality characteristic a paper or board web.

Die Regelungsvorrichtung umfasst ein Messsystem 10 zur wiederholten Messung des betreffenden Qualitätsmerkmals bei laufender Material- bzw. Papierbahn über die gesamte Breite der Materialbahn. Wie anhand der 1 zu erkennen ist, ist dieses Messsystem 10 typischerweise am Ende der Papiermaschine 12 (bzw. Coater, Kalander) angeordnet.The control device comprises a measuring system 10 for repeated measurement of the relevant quality feature with running material or paper web over the entire width of the material web. As based on the 1 it can be seen, is this measuring system 10 typically at the end of the paper machine 12 (or coater, calender) arranged.

Zudem umfasst die Regelungsvorrichtung eine elektronische Steuer- und/oder Auswerteeinheit 14 zur Bestimmung der Variabilität des Qualitätsmerkmals durch eine Varianzkomponentenanalyse auf der Basis der aufgenommenen Profilmesswerte eines vorzugsweise mehrere in Maschinenlängsrichtung aufeinanderfolgende CD-Profile umfassenden Messwertsatzes, der jeweils während eines vorgebbaren zurückliegenden Zeitfensters aufgenommen wurde.In addition, the control device comprises an electronic control and / or evaluation unit 14 for determining the variability of the quality feature by means of a variance component analysis on the basis of the recorded profile measured values of a measured value set which preferably comprises a plurality of CD profiles which follow one another in the machine longitudinal direction and which was recorded in each case during a predeterminable past time window.

Dabei ist die elektronische Steuer- und/oder Auswerteeinheit 14 so ausgelegt, dass die Regelung des Qualitätsmerkmals in Abhängigkeit von dem Ergebnis der Varianzkomponentenanalyse erfolgt.In this case, the electronic control and / or evaluation unit 14 designed so that the control of the quality feature is performed in dependence on the result of the variance component analysis.

Die Variabilität des Qualitätsmerkmals kann mittels der Varianzkomponentenanalyse in eine CD-Variabilitätskomponente in Maschinenquerrichtung (CD, cross direction), in eine MD-Variabilitätskomponente in Maschinenlängsrichtung (MD, machine direction) und in eine Residual-Variabiltitätskomponente aufgeteilt wer den. Alternativ oder zusätzlich können aus ermittelten Varianzwerten Konfidenzintervalle für das CD-Profil und/oder das MD-Profil berechnet werden. Die berechneten Variabilitätskomponenten bzw. Konfidenzintervalle werden zur Regelung des Qualitätsmerkmals herangezogen.The variability of the quality characteristic can by means of the variance component analysis into a CD variability component in the cross machine direction (CD, cross direction), in an MD variability component in machine direction (MD, machine direction) and into a Residual Variability component split the who. Alternatively or additionally, from determined variance values Confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile are calculated. The calculated variability components or confidence intervals become the regulation of the quality characteristic used.

Die einzelnen CD- und MD-Profilmesswerte eines jeweiligen einer Varianzkomponentenanalyse zu unterziehenden Messwertsatzes können mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit insbesondere in einer Matrix angeordnet werden, in deren Zeilen oder Spalten jeweils CD-Profilmesswerte und in deren Spalten bzw. Zeilen jeweils MD-Profilmesswerte enthalten sind.The individual CD and MD profile measurements of one of a variance component analysis to be subjected to the set of measured values by means of the control and / or evaluation in particular be arranged in a matrix, in their rows or columns respectively CD profile measurements and in their columns or rows each MD profile metrics are included.

Die in einem jeweiligen einer Varianzkomponentenanalyse zu unterziehenden Messwertsatz enthaltenen Profilmesswerte können bezüglich ihres Beitrages zu der zu bestimmenden Variabilität des Qualitätsmerkmals zumindest teilweise in Abhängigkeit davon, wie weit sie gegenüber dem aktuellen Zeitpunkt der Variabilitätsbestimmung zeitlich zurückliegen, unterschiedlich gewichtet werden. Dabei können zeitlich relativ weiter zurückliegende Profilmesswerte insbesondere relativ geringer gewichtet werden.The in each of a variance component analysis to be subjected Measured value set contained profile measured values can with respect to their contribution to the variability to be determined of the quality characteristic at least partially dependent of how far they are opposite lag behind the current time of the determination of variability, be weighted differently. It can be relatively recent in time Profile metrics in particular be weighted relatively less.

Die Varianzkomponentenanalyse kann jeweils dann wiederholt werden, wenn mittels des Messsystems 10 eine vorgebbare Anzahl neuer Profilmesswerte gemessen wurde.The variance component analysis can be repeated each time when using the measuring system 10 a predefinable number of new profile measurements has been measured.

Das Ergebnis einer jeweiligen Varianzkomponentenanalyse kann zur entsprechenden Änderung des Verhaltens wenigstens eines zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenen Regelungssystems herangezogen werden.The Result of a respective variance component analysis can change accordingly the behavior of at least one to control the quality feature provided for in the regulatory system.

Es kann beispielsweise wenigstens ein Regelungsparameter und/oder wenigstens ein Filterparameter wenigstens eines zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorge sehenen Regelungssystems in Abhängigkeit vom Ergebnis einer jeweiligen Varianzkomponentenanalyse variabel einstellbar sein.It For example, at least one control parameter and / or at least a filter parameter of at least one for controlling the quality feature provided control system depending on the result of a variance component analysis can be variably adjusted.

Die Varianzkomponentenanalyse kann beispielsweise auf wenigstens einem der folgenden Algorithmen beruhen: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, DAHLIN Exakte Varianzanalyse (siehe die oben angegebene Literatur). Die Exakte Varianzanalyse wird auch weiter unten nochmals näher erläutert.For example, the variance component analysis may be based on at least one of the following algorithms: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, DAHLIN Exact analysis of variance (see Li above) erature). The exact analysis of variance will be explained in more detail below.

Die Aufteilung in eine CD-Variabilitätskomponente, eine MD-Variabilitätskomponente und eine Residual-Variabilitätskomponente muss hinreichend exakt sein, um für die betreffende Regelung die richtigen Schlussfolgerungen ziehen zu können. Eine unterschätzte Größe bei der Beurteilung eines jeweiligen Papierqualitätsmerkmals ist das Restprofil, auch Residual genannt. Der Residual-Anteil der Bahnabweichung ist dadurch bestimmt, dass er weder der Maschinenlängsrichtung (MD) noch der Maschinenquerrichtung (CD) zugeordnet werden kann. Er kennzeichnet also zufällige Qualitätsstörungen. Der Residual-Anteil wird vom Papiermacher als "lebende" Querprofile wahrgenommen: Das Querprofil ist schlecht und ändert sich laufend; die Spitzen im Querprofil sind nicht ortsfest und kehren sich manchmal um.The Division into a CD variability component, an MD variability component and a residual variability component must be reasonably accurate for the scheme in question to draw the right conclusions. An underrated size at the Judgment of a respective paper quality feature is the residual profile, also called Residual. The residual part of the web deviation is determined by neither the machine longitudinal direction (MD) nor the cross-machine direction (CD) can be assigned. It thus marks random quality disorders. The residual share is perceived by the papermaker as "living" cross sections: the cross section is bad and changes running; the peaks in the cross section are not stationary and sometimes turn around.

Dennoch kommt der Papiermacher häufig zu dem Ergebnis, dass das Querprofil schlecht ist, was auf eine falsche Fährte führt. So ist diese Art von Störungen nämlich auch durch eine verbesserte Querprofilregelung zum Beispiel mit mehr Stellgliedern nicht beherrschbar.Yet the papermaker comes often to the result that the cross profile is bad, indicating a wrong track leads. Such is this type of disturbance namely also by an improved transverse profile control, for example with more actuators unmanageable.

Die Varianzkomponentenanalyse dient nun dazu, die Verhältnisse gerade zu rücken und deutlich zu unterscheiden, welcher Anteil der angezeigten Profilstörungen stabile Querprofilabweichungen (CD) als Ursache hat, welcher Anteil aus zeitlichen Produktionsstörungen kommt (MD) und wie groß der zufällige Anteil der Abweichungen ist.The Variance component analysis now serves the ratios just to move and clearly distinguish what proportion of displayed profile disturbances stable Cross-profile deviations (CD) as a cause has, what proportion of temporal production disruptions comes (MD) and how big the random Proportion of deviations.

Die Variabilität der Papierbahn entsteht also aus der Überbelagerung von drei Ursachen:

– zeitlich stabile Querprofilabweichung (CD)
– Längsprofilabweichung (MD), die die gesamte Bahnbreite gleichmäßig betrifft
– Residual-Abweichung (RES), die örtlich und zeitlich zufällig entsteht.

The variability of the paper web thus arises from the overburdening of three causes:

- temporally stable cross profile deviation (CD)
- Longitudinal profile deviation (MD), which affects the entire width of the web evenly
- Residual deviation (RES), which occurs randomly and locally.

Es hat sich gezeigt, dass diese drei Ursachen für Qualitätsabweichungen als statistisch voneinander unabhängig betrachtet werden dürfen, was eine wichtige Voraussetzung für die Varianzkomponentenanalyse ist.It These three causes of quality deviations have been shown to be statistically significant independent from each other may be considered which is an important prerequisite for the variance component analysis.

Der Grundgedanke beispielsweise der Exakten Varianzanalyse besteht nun darin, einen Algorithmus zu finden, der aus den Messwerten der Papierbahn die Amplituden der drei genannten Ursachen korrekt ermittelt. Der Algorithmus für diese Exakte Varianzanalyse ist weiter unten dargestellt. Er erfüllt folgende Anforderungen:

– Die Gesamtvarianz (TOTAL, TOT) wird entsprechend den allgemeinen Gesetzen der Statistik aus der Varianz aller einzelnen Profilmesswerte in MD- und CD-Richtung berechnet (Mittlere quadratische Abweichung vom Mittelwert).
– Die Amplituden der MD-, CD- und RES-Abweichungen werden korrekt ermittelt.
– Die Summe der Varianzen von MD, CD und RES ergibt im Erwartungswert die Gesamtvarianz (TOT).

The basic idea, for example, of the exact analysis of variance, is now to find an algorithm that correctly determines the amplitudes of the three causes from the measured values of the paper web. The algorithm for this Exact Analysis of Variance is shown below. It fulfills the following requirements:

- The total variance (TOTAL, TOT) is calculated according to the general laws of statistics from the variance of all individual profile measurements in the MD and CD directions (mean square deviation from the mean).
- The amplitudes of the MD, CD and RES deviations are determined correctly.
- The sum of the variances of MD, CD and RES results in the expected value of the total variance (TOT).

Im Folgenden werden die betreffenden Beziehungen für die Exakte Varianzanalyse wiedergegeben:in the The following are the relationships for Exact Variance Analysis reproduced:

Formel-Buchstaben:Formula letters:

X:

Matrix with measured data (each column is a cross profile)

M, N:

Number of measured data in MD and CD direction

I, k

Counter for the summation

Mittleres Längs- und Querprofil:Middle longitudinal and transverse profile:

Mittelwert aller Datenwerte:Mean of all data values:

Zwischengrößen zur Berechnung der CD- und MD-Varianz:Intermediate sizes for the calculation of the CD and MD variance:

Varianz-Anteile (Ergebnis der Varianzanalyse):Variance components (result of variance analysis):

Die Kenntnis der Streuung der Varianz kann verwendet werden, um Konfidenzintervalle (Vertrauensbereiche) der Varianzanalyse anzugeben. Je kleiner die Stichprobe ist, desto größer ist die statistische Unsicherheit der Analyse und desto größer sind die Vertrauensbereiche.The Knowledge of the variance variance can be used to obtain confidence intervals (Confidence intervals) of the variance analysis. The smaller the Sample is the bigger the statistical uncertainty of the analysis and the greater the areas of trust.

Die Angabe von Konfidenzintervallen hilft den Wert der statistischen Aussagen anhand von Stichproben zu relativieren.The Specifying confidence intervals helps the value of the statistical To relativise statements based on random samples.

Für ein Regelungssystem kann es zweckmäßig sein, die Varianzanteile basierend auf einer relativ kleinen Anzahl von Profilen zu berechnen. In Verbindung mit den Konfidenzintervallen lassen sich so zufällige Profilschwankungen von regelbaren Schwankungen mit realer Ursache unterscheiden.For a regulatory system it may be appropriate the variance shares based on a relatively small number of To calculate profiles. In conjunction with the confidence intervals can be so random Profile fluctuations of controllable fluctuations with real cause differ.

Es hat sich gezeigt, dass die Variabilität der Papierbahn wesentlich aussagekräftiger beurteilt werden kann, wenn man alle einzelnen Messdaten der Papierbahn in einem zurückliegenden Zeitfenster simultan beurteilt. So lässt sich bei dem eingangs erwähnten Beispiel zum Beispiel die MD-Variabilität der Papierbahn in den letzten 100 Sekunden beurteilen auf der Basis von 500 Einzelmesswerten, anstatt auf typischerweise 20 MD-Werten, wie sie bisher üblicherweise verwendet wurden. Die schnelle und präzise Kenntnis der Variabilität erlaubt eine schnelle Ände rung der entsprechenden Parameter der Regelungen und Filterungen, falls sich die statistischen Eigenschaften der Papierbahn ändern. Störungen des Produktionsprozesses durch zu große Regeleingriffe werden auf ein Minimum reduziert. Solche Störungen können auftreten, wenn die Regelung aufgrund zufälliger oder nicht regelbarer Störungen trotzdem stark reagiert und damit unnötige Prozesseingriffe durchführt.It It has been shown that the variability of the paper web is essential meaningful can be judged when looking at all individual measured data of the paper web in a past Time window assessed simultaneously. This can be in the example mentioned above for example the MD variability judge the paper web in the last 100 seconds on the basis of 500 individual readings instead of typically 20 MD values, as usual were used. The fast and precise knowledge of variability allows a quick change the appropriate parameters of the controls and filtering, if the statistical properties of the paper web change. Disorders of the Production process due to excessive regulatory intervention on a minimum reduced. Such disorders can occur when the scheme is due to random or non-controllable disorders nevertheless strongly reacts and thus carries out unnecessary process interventions.

Die in einem jeweiligen einer Varianzkomponentenanalyse zu unterziehenden Messwertsatz enthaltenen Profilmesswerte können bezüglich ihres Beitrages zu der zu bestimmenden Variabilität des Qualitätsmerkmals zumindest teilweise in Abhängigkeit davon, wie weit sie gegenüber dem aktuellen Zeitpunkt der Variabilitätsbestimmung zeitlich zurückliegen, unterschiedlich gewichtet werden. Dabei können zeitlich relativ weiter zurückliegende Profilmesswerte insbesondere geringer gewichtet werden.The in each of a variance component analysis to be subjected Measured value set contained profile measured values can with respect to their contribution to the variability to be determined of the quality characteristic at least partially dependent of how far they are opposite lag behind the current time of the determination of variability, be weighted differently. It can be relatively recent in time Profile metrics are weighted in particular lower.

Die Varianzkomponentenanalyse kann jeweils dann wiederholt werden, wenn mittels des Messsystems eine vorgebbare Anzahl neuer Profilmesswerte gemessen wurde.The Variance component analysis can be repeated whenever by means of the measuring system a predefinable number of new profile measured values was measured.

Das Ergebnis einer jeweiligen Varianzkomponentenanalyse kann zur entsprechenden Änderung des Verhaltens wenigstens eines zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenen Regelungssystems herangezogen werden.The result of a respective variance component analysis can be used to correspondingly change the behavior of at least one control system provided for controlling the quality feature to be pulled.

Es kann beispielsweise wenigstens ein Regelungsparameter und/oder wenigstens ein Filterparameter wenigstens eines zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenen Regelungssystems in Abhängigkeit vom Ergebnis einer jeweiligen Varianzanalyse variabel einstellbar sein.It For example, at least one control parameter and / or at least a filter parameter of at least one for controlling the quality feature control system depending on the outcome of a be variably adjustable according to variance analysis.

Außer auf der soeben beschriebenen Exakten Varianzanalyse kann die Varianzkomponentenanalyse beispielsweise auch auf wenigstens einen der folgenden Algorithmen beruhen: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, DAHLIN Exakte Varianzanalyse.Except on For example, in the exact analysis of variance just described, the variance component analysis also based on at least one of the following algorithms: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, DAHLIN Exact analysis of variance.

Bei dem der Varianzkomponentenanalyse zugrunde liegenden Algorithmus können beispielsweise "Short-Term"-Abweichungen berechnet werden, die in etwa auch als Residualkomponente gedeutet werden können.at the algorithm underlying the variance component analysis can For example, calculate short-term deviations which can be roughly interpreted as a residual component.

Die CD-Variabilitätskomponente und die MD-Variabilitätskomponente können jeweils in einen regelbaren Anteil und einen nicht regelbaren Anteil aufgeteilt werden.The CD variability component and the MD variability component can each in a controllable share and a non-adjustable share be split.

Eine im Vergleich zu den aktuellen CD- und MD-Variabilitätskomponenten bzw. regelbaren CD- und MD-Anteilen relativ große Residual-Variabilitätskomponente kann mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinheit 14 insbesondere so verwendet werden, dass wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem relativ langsamer und/oder relativ schwächer auf dem Herstellungsprozess einwirkt.A relatively large residual variability component compared to the current CD and MD variability components or controllable CD and MD components can be determined by means of the control and / or evaluation unit 14 in particular be used so that at least one provided for controlling the quality feature control system acts relatively slower and / or relatively weaker on the manufacturing process.

Grundsätzlich ist es auch möglich, dass eine im Vergleich zu den aktuellen CD- und MD-Variabilitätskomponenten bzw. regelbaren CD- und MD-Anteilen relativ große Residual-Variabilitätskomponente so berücksichtigt wird, dass vor der Berechnung der jeweiligen Stellgröße für wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem die Messdaten relativ stärker gefiltert werden.Basically it also possible that in comparison to the current CD and MD variability components or controllable CD and MD shares relatively large Residual variability component so considered is that before the calculation of the respective manipulated variable for at least a for the regulation of the quality feature provided control system, the measurement data filtered relatively stronger become.

Wie bereits erwähnt, können mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 aus ermittelten Varianzwerten Konfidenzintervalle für das CD-Profil und/oder das MD-Profil berechnet werden, und es kann anhand dieser Konfidenzintervalle unterschieden werden zwischen einer jeweiligen auf einer real vorhandenen Ursache beruhenden Profilabweichung und einer zumindest im Wesentlichen nur auf einer Residual-Variabilitätskomponente beruhenden Abweichung.As already mentioned, by means of the control and / or evaluation device 14 Confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile can be calculated from the variance values determined, and it is possible to use these confidence intervals to distinguish between a particular profile deviation based on a real existing cause and a deviation based at least essentially on a residual variability component ,

Dabei kann mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem dann für einen Eingriff in den Herstellungsprozess aktiviert werden, wenn anhand wenigstens eines Konfidenzintervalls festgestellt wurde, dass die betreffende Abweichung aus einer real vorhandenen Ursache beruht.In this case, by means of the control and / or evaluation 14 at least one control system provided for controlling the quality feature is then activated for intervention in the production process if it has been established on the basis of at least one confidence interval that the deviation concerned is based on a real existing cause.

Denkbar ist insbesondere auch, dass mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 wenigstens ein zur Regelung des Qualitätsmerkmals vorgesehenes Regelungssystem dann, wenn anhand wenigstens eines Konfidenzintervalls festgestellt wurde, dass die betreffende Abweichung zumindest im Wesentlichen nur auf einer Residual-Variabilitätskomponente beruht, so angesteuert werden, dass es relativ schwächer oder gar nicht in den Herstellungsprozess eingreift.It is also conceivable that by means of the control and / or evaluation 14 at least one control system provided for controlling the quality feature when, based on at least one confidence interval, it has been established that the deviation in question is based at least essentially only on a residual variability component, so driven that it intervenes relatively weakly or not at all in the production process.

Die berechneten Variabilitätskomponenten und/oder Konfidenzintervalle können auch bei der Beurteilung der Güte eines in der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 als Software hinterlegten, der Qualitätsregelung dienenden Prozessmodells herangezogen werden. Dabei kann mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 eine jeweilige Abweichung der Ausgangswerte des Prozessmodells von den aufgenommenen Profilmesswerten ermittelt und eine jeweilige ermittelte Abweichung bei einer relativ höheren Variabilität des Qualitätsmerkmals und/oder einer relativ geringeren Konfidenz relativer geringer gewichtet und/oder vor einer weiteren Verwendung relativ stärker gefiltert werden.The calculated variability components and / or confidence intervals may also be used in assessing the quality of a control and / or evaluation device 14 stored as software, the quality control process model are used. In this case, by means of the control and / or evaluation 14 a respective deviation of the output values of the process model from the recorded profile measured values is determined and a respective determined deviation relatively relatively less weighted with a relatively higher variability of the quality feature and / or a relatively lower confidence and / or relatively more filtered before further use.

Die berechneten Variabilitätskomponenten und/oder Konfidenzintervalle können insbesondere auch bei einer Veränderung des in der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 als Software hinterlegten, der Qualitätsregelung dienenden Prozessmodells mit berücksichtigt werden. Dabei können die berechneten Variabili tätskomponenten und/oder Konfidenzintervalle beispielsweise durch Adaptionsparameter mit berücksichtigt werden.The calculated variability components and / or confidence intervals can also be used in particular in the case of a change in the control and / or evaluation device 14 as software stored, the quality control process model to be taken into account. In this case, the calculated variability components and / or confidence intervals can be taken into account, for example, by adaptation parameters.

Denkbar ist insbesondere auch, dass mittels der Steuer- und/oder Auswerteeinrichtung 14 das Prozessmodell bei einer relativ höheren Variabilität des Qualitätsmerkmals und/oder einer relativ geringeren Konfidenz dem insbesondere über die Profilmesswerte gemessenen Prozess relativ langsamer nachgeführt wird.It is also conceivable that by means of the control and / or evaluation 14 the "pro Zessmodell is tracked at a relatively higher variability of the quality feature and / or a relatively lower confidence the measured in particular on the profile measured values process relatively slower.

1010: Messsystemmeasuring system
1212: Papiermaschinepaper machine
1414: elektrische Steuer- und/oder Auswerteeinrichtungelectrical Control and / or evaluation

Claims

Method for controlling at least one quality feature of a moving material web, in particular fibrous web, during its production, in which by means of a measuring system ( 10 ) the relevant quality feature is measured repeatedly over the entire width of the material web while the material web is running, by means of an electronic control and / or evaluation unit ( 14 ) the variability of the quality feature is determined by a variance component analysis, which is carried out on the basis of the profile measured values of a preferably several consecutive CD profiles in the machine longitudinal direction measured value record, which was recorded during each predeterminable past time window, and the result of this variance component analysis to control the Quality feature is used.

Method according to claim 1, characterized in that that variability of the quality characteristic using variance component analysis into a CD variability component in the cross-machine direction (CD), in an MD variability component in machine direction (MD) and divided into a residual variability component and / or from determined variance values confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile are calculated and that the variability components or confidence intervals used to control the quality feature become.

Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the profile measured values of a respective set of measured values to be subjected to a variance component analysis are determined by means of the control and / or evaluation unit ( 14 ) are arranged in a matrix whose rows or columns each contain CD profile measured values and in whose columns or rows MD profile measured values are respectively contained.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in a respective one of variance component analysis profile measurements to be submitted for the measurement set to be submitted Contribution to the variability of the quality characteristic to be determined at least partially dependent of how far they are opposite lag behind the current time of the determination of variability, be weighted differently.

Method according to claim 4, characterized in that that relatively earlier in time Profile metrics are weighted relatively less.

Method according to claim 4, characterized in that the calculation of the variance component analysis is performed recursively.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the variance component analysis is repeated in each case if, by means of the measuring system ( 10 ) a predefinable number of new profile measurements was measured.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the result of a respective variance component analysis to the corresponding change the behavior of at least one to control the quality feature provided for in the regulatory system.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one control parameter and / or at least one filter parameter at least one for regulating the quality feature control system depending on the outcome of a variance analysis is variably adjustable.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the variance component analysis at least one of the following algorithms: TAPPI TIP 1101, TAPPI T585, DAHLIN Exact analysis of variance or a substantially similar algorithm.

Method according to one of the preceding claims, characterized that underlies the variance component analysis calculated algorithm "short-term" deviations which are roughly interpreted as a residual component can.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the CD variability component and the MD variability component each in a controllable share and a non-adjustable share be split.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a relative to the current CD and MD variability components or controllable CD and MD shares relatively large residual variability component by means of the control and / or evaluation unit ( 14 ) is used so that at least one control system provided for controlling the quality feature acts relatively slower and / or relatively weaker on the manufacturing process.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that one compared to the current CD and MD variability components or controllable CD and MD shares relatively large residual variability component before calculation the respective manipulated variable for at least a for the regulation of the quality feature provided control system, the measurement data filtered relatively stronger become.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the control and / or evaluation device ( 14 ) from the variance values determined, confidence intervals for the CD profile and / or the MD profile are calculated, and based on these confidence intervals, a distinction is made between a respective profile deviation based on a real existing cause and a deviation based at least essentially on a residual variability component.

Method according to claim 15, characterized in that by means of the control and / or evaluation device ( 14 ) at least one control system provided for controlling the quality characteristic is then activated for intervention in the production process if it has been established on the basis of at least one confidence interval that the deviation in question is based on a real existing cause.

Method according to claim 15 or 16, characterized in that by means of the control and / or evaluation device ( 14 ) at least one control system provided for controlling the quality feature when, based on at least one confidence interval has been determined that the deviation in question is based at least substantially only on a residual variability component, so controlled that it intervenes relatively weakly or not at all in the manufacturing process.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the control and / or evaluation device ( 14 ) the calculated variability components and / or confidence intervals are used in the assessment of the quality of a process model stored as software in the control and / or evaluation device and serving the quality control.

Method according to claim 18, characterized in that by means of the control and / or evaluation device ( 14 ) a respective deviation of the output values of the process model from the recorded profile measured values determined and a respective determined deviation at a relatively higher variability of the quality feature and / or a relatively lower confidence relatively less weighted and / or relatively more filtered before further use.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the calculated variability components and / or confidence intervals in the case of a change in a control and / or evaluation device ( 14 ) are considered as software, the quality control process model to be taken into account.

Method according to claim 20, characterized in that that the calculated variability components and / or confidence intervals due to adaptation parameters become.

Method according to claim 20 or 21, characterized in that by means of the control and / or evaluation device ( 14 ) the process model is tracked relatively slower with a relatively higher variability of the quality feature and / or a relatively lower confidence compared to the process measured in particular via the profile measured values.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the variance component analysis either the MD variance or CD variance is not explicitly determined.

Method according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the measured quality characteristic is the moisture, thickness, the area-related Mass or filler content is.

Device for controlling at least one quality feature of a moving material web, in particular fibrous web, during its production, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, with a measuring system ( 10 ) for repeated measurement of the relevant quality feature with the material web running over the entire width of the material web and an electronic control and / or evaluation unit ( 14 ) for determining the variability of the quality feature by means of a variance component analysis on the basis of the profile measured values of a set of measured values preferably comprising several consecutive CD profiles in the machine longitudinal direction, each recorded during a predeterminable past time window, wherein the electronic control and / or evaluation unit ( 14 ) is designed such that the regulation of the quality feature intervenes more or less strongly in the process depending on the result of the variance component analysis.

Apparatus according to claim 25, characterized in that the electronic control and / or evaluation unit ( 14 ) is designed such that the variability of the quality feature is divided by means of the variance component analysis into a CD variability component in the cross machine direction (CD), into an MD variability component in the machine longitudinal direction (MD) and into a residual variability component and / or from determined variance values confidence intervals are calculated for the CD profile and / or the MD profile and that the quality feature is controlled as a function of the variability components or confidence intervals.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that in the variance component analysis either the MD variance or CD variance is not explicitly determined.

Device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the measured quality characteristic is the moisture, thickness, the area-related Mass or filler content is.