FI110215B - Menetelmä toimielimen tunnistamiseksi keskeytyksettä tuotetun materiaalirainan poikittaisprofiilin säädössä - Google Patents

Description

1 110215 s

Menetelmä toimielimen tunnistamiseksi keskeytyksettä tuotetun materiaalirainan poikittaisprofiilin säädössä

Esillä olevan keksinnön kohteena on menetelmä ja laite toimielimen 5 tunnistamiseksi, so. tarkemmin, toimielinten ja niiden vaikutusten paikalliseksi sijoittamiseksi keskeytyksettä tuotetun materiaalirainan, erityisesti paperi- tai muovirainan poikittaisprofiilin säädössä.

Prosesseissa, joissa keskeytyksettä tuotetaan materiaalirainoja, esimerkinomaisesti kalvo- tai paperirainoja, määrittävät poikittain rainan suhteen 10 olevat materiaalinprofiilit, kuten paksuus- tai neliömassan poikittaisprofiili, tuotteen laadun ja ne on siksi säilytettävä hyvin tarkasti. Säätökytkentöjä varten on tällöin käytettävissä prosessin alussa joukko materiaalirainan suhteen poikittain sovitettuja toimielimiä, esimerkiksi karoja, joiden avulla materiaalin virtausta voidaan prosessin alkaessa enemmän tai vähemmän vapauttaa. Materiaalisina 15 kulkee, hitaasti lujittuen, prosessin läpi ja sen poikittaisprofiili mitataan prosessin lopussa paikallisesti harkitusti. Jotta prosessin lopussa mittauksella todettu poikkeama halutusta poikittaisprofiilista saataisiin tavoitellusti korjatuksi, tarvitaan tällöin se tietämys, mikä toimielin vaikuttaa materiaalirainan mihinkin kohtaan prosessin lopussa, so. mikä toimielin aikaansaa mitkäkin mittaustiedot. Tätä ase-. · ·. 20 telma muuttuu prosessin ominaisuuksien vuoksi, erityisesti materiaalin tuntemat- > l' I toman kutistumisen johdosta.

' ; Jotta voidaan määrittää paikallinen asetelma toimielimen ja mittaus- •; ·:. paikan välillä - josta käytetään myös nimitystä mapping - on kaksi menetelmää tavanomaista: toinen perustuu siihen, että materiaalille tehdään toimielimen : 25 kohdassa värimerkkauksia ja toinen, "Bump-Test"-piirteet omaava menetelmä ; siihen, että toimielintä poikkeutetaan asemastaan niin paljon, että rainan lopus sa tunnistettava poikittaisprofiilin muutos on mitattavissa. Kun rainan lopussa vallitseva vaikutus saadaan rekisteröidyksi, ja kun sen asema suhteutetaan rainan alussa alkusyyn kohtaan, niin tällöin syntyy haettu asetelma. Kummassakin : 30 menetelmässä on se haittapuoli, että ne tekevät materiaalirainan osittain käyttö- .···’ kelvottomaksi tai ainakin huonontavat sen ominaisuudet sille suoritetun päällevärjäyksen tai painon tai paksuuden muuttumisen vuoksi.

Keksinnön tavoitteena on esittää alussa mainitun tapainen menetel-mä ja laite, jossa tätä haittapuolta ei enää ole. Tämä tavoite saavutetaan kek-. · · ·. 35 sinnön mukaan patenttivaatimuksessa 1 tai 8 esitetyin tunnusmerkein.

2 110215 s

Keksinnön mukaisella menetelmällä syntyy se etu, että materiaaliin ei jää mitään havaittavia jälkiä, ja että siitä huolimatta mahdollistuu toimielinten luotettava tunnistaminen.

Keksintöä sekä sen muita toteutusmuotoja, jotka ovat tunnistetut ali-5 vaatimuksissa, havainnollistetaan lähemmin jäljempänä kuvioihin viitaten, joissa kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamista varten olevan prosessitietokoneen yleistä lohkokaaviota, kuvio 2 esittää kaavamaisesti paperirainan valmistusprosessia, kuvio 3 esittää kohinatason sisäpuolella kulkevien poikittaisprofiilien 10 muutosten oletettua kulkua vastaavan toimielimen ohjauksen seurauksena, kuviot 4 - 6 esittävät erilaisten iterointivaiheiden interferenssidia-grammeja, jotka perustuvat kuviota 3 vastaten asetussuureiden muutoksiin (Mi-nibumps), kuvio 7 esittää paperikoneessa peräkkäin tapahtuvien mittausten 15 joukosta määritettyä poikittaisprofiilin keskiarvoa, kuviot 8-11 esittävät keksinnön mukaisella menetelmällä saatuja erilaisiin iterointivaiheisiin kuuluvia interferenssidiagrammeja poikkeutettaessa kolmea toimielintä, kuvio 12 esittää tunnistettavalle toimielimelle tyypillistä mittaussignaa-. · ·. 20 Iin muotoa sekä sen tunnussuureita, , ’ ’ kuvio 13 esittää vastaavaa, käytännössä havaittavaa mittaussignaalin ' ! muotoa, kuvio 14 esittää hierarkkisesti porrastettua fuzzy-logiikkasäätöjärjes- ’ / telmää, ja : 25 kuvio 15 esittää interpolaatiodiagrammia ei-suoraan tunnistettavien toimielinten sijoittamiseksi vastaaville mittausvyöhykkeille.

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamiseen sopivaa säätötietokonejärjestelmää. Viitteellä MC merkityssä pääohjaimessa sijaitsee muistiohjelmoitava digitaalitietokone, johon kuuluu keskusyksikkö, työ-, oh-; : 30 jelma- ja tietomuistit. GlO-viitteellä merkityn yleisen syöttö/tulostusliitäntäkohdan . · · kautta voi pääohjain MC olla viestiyhteydessä ulkomaailman kanssa, erityisesti ’· · sille syötetään tämän liitäntäkohdan kautta prosessin P säätösuureen x ase- tusarvo w. Normaalisti kuuluu laitteeseen vielä viitteellä DISP merkitty monitori-laitteisto kiinnostavien tietojen havainnollistamiseksi. Pääohjaimen MC ja pro-.··. 35 sessin P välillä on viitteellä S merkitty liitäntälohko, jonka kautta pääohjaimelle ,syötetään Millä merkityltä säätösuureen vastaanottimelta säätösuure x, ja jonka 3 110215 kautta pääohjain, kun on suoritettu vertaus asetusarvon w kanssa, lähettää toimielimelle St y:llä merkityn korjaus- tai säätösuureen. Liitäntälohkossa S sijaitsevat tavallisesti analogiadigitaalimuunnin ja useimmiten myöskin digitaalianalo-giamuunnin, sekä ajankohtaisten tietojen tallentamista varten oleva rekisteri ja 5 pääohjaimen MC ohjaamat seuranta- ja pitoelimet. Tämän tyyppisen, myös DDC-säätimeksi (Direct Digital Control) kutsutun säätötietokonejärjestelmän lait-teistokomponentit sekä työtapa kuuluvat tekniikan tasoon ja ne ovat selitetyt esimerkinomaisesti EP-patentissa 0 364 151 A2.

Tähän asti selitettyyn tunnettuun säätötietokonejärjestelmään on kyt-10 kettynä keksinnön mukaisen menetelmän toteuttamista varten IDC:llä merkitty tunnistamisenohjain. Tunnistamisenohjain voi koostua joko erillisestä tietokonejärjestelmästä, joka vastaanottaa pääohjaimen lähettämää tietoa, käsittelee sitä ja lähettää tulokset sitten takaisin pääohjaimelle, tai kyse voi olla ohjelmisto-ohjelmasta, joka on käytössä pääohjaimen MC digitaalitietokoneessa. Tässä ta-15 pauksessa voivat jo olemassa olevat säätötietokonejärjestelmät toimia keksinnön mukaisen menetelmän mukaan, ja ilman että tarvittaisiin mitään laitteistova-rustetta.

Kuvio 2 esittää kaavamaisesti paperirainan valmistusprosessia. Prosessin alkukohtaan, mikä on merkitty viitteellä I, on rainan poikittaisessa, s:llä ;· 20 merkityssä koordinaattisuunnassa sovitettuna joukko säätöelimiä, jotka ovat ma- .·.· teriaalin virtausta enemmän tai vähemmän vapauttavien karojen muodossa, joista vain murto-osa, nimittäin ne, jotka ovat merkityt viitteillä Sti - Stk, on otet-[!'' tava käyttöön tunnistamista varten. Olemassa olevien toimielinten lukumäärä voi ’’ kokonaisuudessaan olla esimerkinomaisesti 10 kertaa suurempi kuin toimielin- • 25 ten Sti - Stk lukumäärä. Toimielimet Sti - Stk ovat sovitetut samoin välein koko *·’ materiaalirainan 1 leveydelle. Varsinainen paperinvalmistusprosessi, joka liikkuu pr:llä merkityn nuolen suunnassa, tapahtuu viitteellä II merkityssä jaksossa. Tässä tapahtuu prosessin alussa sisäänsyötetyn vesi-selluloosasuspension lujittuminen, jolloin sen tilavuus samanaikaisesti pienenee, so. se kutistuu, kunnes i v 30 sitten viitteellä III merkityssä prosessin lopussa syntyy paperirainan muodossa oleva lopputuote, jonka neliömassa- tai paksuusprofiili voidaan todeta käytännöl-lisesti aukottomasti n:ssä piirretyssä mittausvyöhykkeessä M1 - Mn. Paperirainan leveydet ovat normaalisti välillä 3 - 9 m, jolloin yksittäinen mittausalue kattaa ...· noin 1-10 cm. Koska kutistumisen ulkomitta riippuu prosessin ominaisuuksista, ;"' 35 suspension konsistenssista ja käytetystä puunlaadusta, ei voida ennalta käsin sanoa, minkä toimielimen poikkeutus pääsee milläkin mittausalueella vaikutta- 4 110215 maan, jolloin tietyllä mittausalueella todettua säätösuureen x poikkeamaa, joka vastaa tällä alueella vallitsevan neliömassan tai materiaalin paksuutta, ei voidakaan korjata tavoitellusti.

Keksinnön mukainen menetelmä perustuu kiinteään prosessitkaan, 5 jossa järjestelmään ei kohdistu mitään asetussuureiden muutoksia, so. mitään säädinten kytkemisiä. Tällöin on havaittu, että tätä tapausta varten jokaisessa mittausvyöhykkeessä ajallisesti toisiaan seuraavat mittausarvot koostuvat vakiosta, havaittujen mittausarvojen lukumäärästä riippumattomasta osasta ja satunnaisesta häiriö- ja mittausvirheosasta, jolloin tämä satunnainen osa - kohina -10 on normaalisti jakaantuneena, ja jolloin sen keskiarvo on nolla. Kun siksi - kuten ensimmäisessä keksinnön mukaisessa menetelmävaiheessa - jokaisessa mittausvyöhykkeessä määritetään säätösuureen x ajallinen keskiarvo lukumäärällä ii mittausta ja tallennetaan muistiin, ja jolloin sitä seuraavissa h mittauksissa kulloinkin tämä keskiarvo vähennetään mittaustuloksista, niin tällöin voidaan satun-15 nainen häiriöosa erottaa pois.

Keskiarvon muodostamisen jälkeen asetellaan toimielimet Sti - Stk siten, että prosessin lopussa ilmenee pieni paikallinen profiilin muutos σ, joka vastaa mittaussignaalin a muutosta, ja jossa σ merkitsee satunnaisen häiriön nor-maalipoikkeamaa. Jotta sellaiset asettelut, joita seuraavassa kutsutaan termillä ,···. 20 "asetussuureiden muutos", hukkuvat kohinaan, ja jotka siis eivät huononna pro- /.’l fiilia, olisi kerroin a valittava suunnilleen yhdeksi, jolloin tämä arvo on osoittautu- • » ' ; nut edulliseksi nopeaa tunnistamista varten. Seuraavissa menetelmävaiheissa ·;·: interferoidaan poikittaisprofiilit kumulatiivisesti, joista edellisessä menetelmävai- ’· heessa saatu keskiarvo on kulloinkin vähennetty. Tällaisten interferenssien lu- • · :.: 25 kumäärän lisääntyessä sekoittuvat asetussuureiden muutokset yhteenlaskettu- jen kohina-arvojen suhteen, koska ne vaikuttavat koko ajan vakiosuuruudella samaan kohtaan, kunnes ne lopulta ovat yksiselitteisesti todettavissa sellaisiksi ja ovat siten tunnistettavissa niitä aiheuttaviksi toimielimiksi.

Kuvioiden 3-6 mukaan esitetään erääseen simulaatioon viitaten, 30 kuinka keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä määritetty häiriö asetus-suureiden muutoksien muodossa sekoittuu aikaa myöden säännöttömän, mää-! . rittämättömän häiriön suhteen satunnaisen prosessikohinan muodossa. Dia- v grammien abskissan suuntaan on piirretty kulloinkin mittausvyöhykkeiden pai- kankoordinaatit ja ordinaatan suuntaan on piirretty mitattujen signaalien arvot. .···’ 35 Yhdeksän esimerkinomaisesti 100:sta toimielimestä, jotka on sovitettu jaetusti materiaalirainan leveyden yli, on kulloinkin oltava aseteltu siten, että prosessin β 110215 lopussa syntyy kuviossa 3 esitetty mittaussignaalin muoto. Prosessin kohinaa varten oletetaan, että normaalipoikkeama o = 1, ja että keskiarvo = 0. Poikittais-profiilin ajallisen keskiarvon on oltava yksinkertaisuuden vuoksi tässä simulaatiossa koko leveydellä arvoltaan nolla. Yksi ainoa poikittaisprofiili, kuten kuviossa 5 4, koostuu kumulatiivisesti asetussuureiden muutoksien ja kohinan vaikutuksista. Tällöin hukkuvat asetussuureiden muutoksien aikaansaamat mittaussignaalit täydellisesti prosessikohinaan. Mikäli sitten interferoidaan useampia peräkkäisiä poikittaisprofiileita, jotka koostuvat asetussuureiden muutoksien vaikutuksista ja kohinasta, esimerkinomaisesti 10 kertaa, niin tällöin siihen syntyy i2 = 10 interfe-10 roinnin jälkeen kuviota 5 vastaava poikittaisprofiili. Siitä havaitaan, että asetus-suureiden muutoksien yhteenlasketut vaikutukset - määritetty häiriö - alkavat jo merkittävästi sekoittua määrittämättömän summatun prosessikohinan suhteen ja esimerkinomaisesti 25 tällaisen interferoinnin jälkeen syntyy mittaussignaaleille kuviossa 6 esitetty kulku, jonka analyysi mahdollistaa jo sangen tarkan ase-15 tussuureiden muutoksien aiheutumiskohdan paikan tunnistamisen, so. toimielimen kulloisenkin vaikutuspaikan tunnistamisen. Periaatteessa tulee tällainen analyysi aina jokaisella lisäinterferoinnilla tarkemmaksi, so. asetussuureiden muutoksien aiheuttamat signaalit erottuvat aina sitä selvemmin summakohinas-ta, mitä suurempi on interferenssien luku i2.

.·" 20 Tällöin pyritään siihen, että suoritettavien interferenssien i2 lukumää- , · ’ · rä valitaan vain niin suureksi, kunnes toimielinten varma tunnistaminen on mah- * J dollista, koska keksinnön mukainen menetelmä on toteutettavissa vain sellaisis- sa ajanjaksoissa, joissa mitkään säätötietokoneen korjaavat säätimen käytöt ei-‘ · ' vät tule tarpeellisiksi, ja jotka muutoin pitäisi katkaista. Kun sitten tunnistamista : ·: 25 varten käytetään hyväksi mittaussignaalien amplitudeja vertaamalla niitä tunnis- :.: tuskäyrään, niin tällöin on osoittautunut edulliseksi, että tämä tunnistusaalto vali taan heti puolelle tuotannolle interferointien ja toimielinasettelujen avulla aikaansaatujen profiilinmuutosten amplitudien lukumäärästä i2. Päällesummaus, so. mittaussignaalien jatkuva interferointi katkeaa silloin, kun asetussuureiden muu-. . · 30 taksien lukumäärän aiheuttamien toimielinten mittaussignaalien vastaava luku määrä ylittää amplitudiensa suhteen tämän tunnistusaallon, jolloin lisäksi on vielä seurattava todennäköisyystesti siitä, että tapahtuuko tämä ylitys myöskin odo-tetussa paikassa. Tämä odotettu paikka voidaan määrittää melkoisella varmuudella perustuen empiirisesti saatuihin kutistuvuuskäyriin. Näillä kriteereillä syn-35 tyisi tässä esitetyissä esimerkeissä kuvioissa 5 ja 6 piirretyt tunnistusaallot 5 tai 12,5.

6 110215

Kuvioissa 7-11 esitetään neliömassa-poikittaisprofiilin mittausten tulokset eräällä paperikoneella. Kuvio 7 esittää i1 = 20:stä ajallisesti peräkkäisillä mittauksilla määritettyä poikittaisprofiilin keskiarvoa, paperirainan leveyden ollessa 6,4 m, joka keskiarvo on ajallisesti vakio jokaisessa mittausvyöhykkeessä, 5 mutta joka kuitenkin paikallisesti vaihtelee arvon 80 g per m2 ympärillä. Keksinnön mukaista tunnistamismenetelmää vastaten vähennettiin tämä keskiarvo jäljempänä mitatuista poikittaisprofiileista ja tällöin saadut tulokset summattiin päälle joka kerta, so. interferoitiin. Kuviot 9-11 esittävät kulloinkin tuloksia interfe-rointien ollessa k = 5, 12 = 10 ja 12 = 15. Selvyyden vuoksi tässä on ohjattu vain 10 kolmea toimielintä, joilla oli samaa amplitudia olevat asetussuureiden muutokset, jolloin yhden asetussuureen muutoksen suunta oli erilainen kuin molempien muiden suunta. Kuvioiden 8-11 mukaisista mitatuista kuluista selvenee sama vaikutus kuin kuvioista 4 - 6, nimittäin se, että asetussuureiden muutoksien aikaansaamien mittaussignaalin amplitudien suhde verrattuna satunnaisten ko-15 hinasignaalien amplitudeihin tulee suuremmaksi interferointien lukumäärän kasvaessa, jolloin toimielimet voidaan tunnistaa jo selitetyllä tavalla. Ne ovat tällä kertaa kohdissa 72 cm, 283 cm ja 493 cm.

Sen sijaan että hyödynnetään mittaussignaalien amplitudeja vertaamalla niitä tunnistusaaltoon, osoittautuu usein tarkoituksenmukaiseksi, johtuen . · · · 20 paperikoneen ja sen toimielinten epäideaalisesta käyttäytymisestä, että mittaus- signaaleja hyödynnetään viittaamalla tyypillisiin signaalimalleihin ja mallitunnis- • · * ; tuksen avulla. Kuvio 12 esittää yhden asetussuureen muutoksen vaikutuksen tyypillistä signaalimallia. Tässä signaalimallissa on maksimi, jonka suurin ampli- • « t | ' tudi on A, ja jonka kannanleveys on Br, sekä jossa maksimin kummallakin sivul- :.i 25 la oleva sivuminimi on siitä etäisyydellä Di tai Dr, jolloin näiden sivuminimien sy- • · v vyydet ovat Ti ja Tr. Kuvion 12 mukaisessa mallissa on Ti = Tr ja Dr = Dr. Toimie limen tunnistamiseksi on osoittautunut menestykselliseksi se, että yksittäisten interferointien jälkeen aikaansaatujen signaalimallien kohdalla etsitään kuviota 12 vastaavia malleja, jolloin tunnussuureet Di, Dr ja Br löytyvät jälleen suoraan, 30 kun taas ylämaksimin ja sivuminimin välisten mittojen suhteessa on syntynyt va- , * · · kio suhde.

" . Kuvio 13 esittää yhden asetussuureen muutoksen tosiasiallisesti I I · :.: tuottaman signaalinmuodon 2 esimerkkiä, jolla on selvästi havaittavasti kuviota 1 vastaava tyypillinen muoto, ja joka siten, amplitudin ollessa suunnilleen sama, ,··· 35 eroaa merkitsevästi muun häiriön aikaansaamasta signaalinmuodosta 3. Mikäli käytetään mallintunnistamisen tunnettuja klassisia menetelmiä, joita selitetään 7 110215 esimerkinomaisesti Gonzalesin ja Thomasonin kirjassa "Syntactic Pattern Recognition", erityisesti kappaleessa 4.3 "Automata for simple Syntax-directed Translation", s. 116 -125, julkaissut 1978 kustantamo Edison-Wessly, tai myöskin myöhempinä aikoina tunnetuksi tulleissa mallintunnistamisen menetelmissä 5 neuronaalisten verkkojen avulla, selitetty kirjoituksessa Kressel, Schiirmann ja Franke: "Neuronale Netze fiir die Musterklassifikation", "Mustererkennung" 1991", 13. DAGM-symposium Munchen, Oktober 1991, julkaissut Springer-kustantamo 1991, s. 1 -19, sitten voidaan joukko tunnistamiseen tarvittavia in-terferointeja, verrattuna aiemmin selitettyyn hyödyntämiseen, jossa verrataan 10 tunnistusaaltoon, dramaattisesti vähentää, mutta menettämättä kuitenkaan mitään sen varmuudesta.

Sama etu ilmenee mallintunnistamisessa, jossa käytetään hieman yksinkertaisemmin käsiteltävää tunnettua fuzzy-logiikkaa, kuten se on esimerkinomaisesti selitetty, erityisesti viitattuna sen täydentämiseen Preussin kirjoi-15 tuksella: Fuzzy-Control - werkzeugunterstiitzte Funktions-Realisierung fiir Auto-matisierungsgeräte und Prozessleitsysteme", "Automatisierungstechnische Praxis 34" (1992) 8, s. 451 -460.

Kuvio 14 esittää lohkokaaviota, joka on keksinnön tarkoitukseen soveltuvaa moniportaista fuzzy-logiikkasäädintä varten. Sen viimeiseen, viitteellä 4 .·* 20 merkittyyn vaiheeseen johdetaan tulomuuttujina mittaussignaalien amplitudi A, . v sen prosessin lopussa oleva saantikohta O ja mittaussignaalien muotoa karakte- ‘ ! risoiva suure F. Tulomuuttujat F, O, A muutetaan tunnetulla tavalla vastaavien kuuluvuusfunktioiden avulla totuusarvoiksi, mikä tarkoittaa sitä, että missä as- t 4 ’· [ teessä tulosuureen kulloinenkin arvo kuuluu kuuluvuusfunktioiden avulla määri- 25 tettyihin lingvistisiin arvoihin. Tämän jälkeen, fuzzy määritykseksi (Fuzzyfi-v zierung) kutsutun vaiheen jälkeen alistetaan yksittäisiä ohjeita varten merkityk selliset totuusarvot ja/ tai yhdistämisten mukaan minimi- tai maksimitoiminnalle, mistä seuraa jokaisen ohjeen täydellistä jos-osaa varten oleva kulloinenkin totuusarvo. Esimerkkejä tämän tyyppisistä ohjeista ovat: "Kun amplitudi on suuri ja 30 paikka on kuten odotettu ja muoto on hyvä, niin tällöin on haettu mittaussignaali ,··· suurella varmuudella johdettavissa asetussuureen muutokseen" tai "kun ampli- ’·· tudi on suuri ja paikka odotettu ja muoto on kohtalainen, niin tällöin ei ole kovin v todennäköistä, että haettu mittaussignaali olisi johdettavissa asetussuureen :, muutokseen. Ns. inferenssin (Inferenz) avulla käännetään jokaisen ohjeen täy- ,··· 35 dellinen jos-osa, jonka kanssa sitten-osa on yhdistetty ja lopuksi yhteenvetona defuzzymääritykseksi (Defuzzyfizierung) kutsutulla vaiheella, jotakuinkin paino- e 110215 pistemenetelmällä kuten viitteellä 4 merkityssä lohkossa esitetään, takaisin konkreettiseksi, nollan ja ykkösen välillä olevaksi lukuarvoksi, joka muodostaa fuzzy-säätimen lähtömuuttujan S. Mitä lähempänä tämä arvo on ykköstä, sitä todennäköisempää on se, että haettu mittaussignaali on johdettavissa tiettyyn 5 asetussuureen muutokseen. Tulomuuttujien F arvo - muotoa varten - käsitellään eräässä viimeisen portaan 4 yläpuolelle sijoitetussa portaassa 5 ja vastaten tu-lomuuttujista Br, Ra ja NMin saatua arvoa, jolloin Br on mittaussignaalin leveys (vrt. kuvio 12) ja Ra on signaalin kulun karkeutta luonnehtiva suure. Kummankin, kuviossa 12 esitetyn signaalinmuodon vertaus tekee selväksi sen, että viitteellä 10 2 merkitty signaalinkulku on vähemmän karkeaa kuin viitteellä 3 merkityn sig naalinmuodon kulun kohdalla. Karkeuden Ra mittana voitaisiin käyttää esim. kuviossa 13 viitteellä 9 merkityn sivumaksimin lukumäärää. Fuzzylohkon 5 viitteellä NMin merkittyä tulomuuttujaa, joka on tietyssä määrin tunnusomainen todetun sivuminimin muodolle, käsitellään valmiiksi jälleen vastaavasti tämän yläpuolelle 15 sijoitetussa lohkossa 6. Näiden muuttujien totuusarvo tulee silloin erityisen suureksi, koska vasemman sivumaksimin ja oikean sivumaksimin suhteen löydetään hyvä muoto. Sivumaksimien muoto määritetään kulloinkin lohkoissa 7 ja 8. Näiden lohkojen 7 tai 8 tulomuuttujat koostuvat kulloinkin kummankin minimin etäisyydellä Di ja Dr symmetria-akselista (vrt. kuvio 12) sekä vasemman tai oike-.· 20 an sivuminimiamplitudin suhteessa mittaussignaalin pääamplitudiin A. Lähtö- v muuttujia ovat vasen ja oikea sivuminimimuoto L ja R.

• · * i Kuvio 15 esittää keksinnön mukaisen tunnistusmenetelmän tuloksia

* I

·;”* diagrammissa. Määrälle k = 9 toimielintä, joiden koordinaatit ovat s1 - s9, koor- I t ]· ] dinaattisuunnassa poikittain rainan suhteen, ovat tällöin niiden paikkojen niihin i i 25 kuuluvat, prosessin lopussa olevat koordinaatit si -S9, joissa niiden asettelut tu- t * v levät havaituiksi. Nämä järjestelyt on piirretty kuvion 15 diagrammiin ja ne anta vat 9 ristillä merkittyä pistettä. Jos näitä pisteitä hyödynnetään sopivaa interpo-laatiofunkiota varten olevina tukipisteinä, niin silloin voidaan määrittää myöskin muut, ei-selittävästi tunnistetut toimielimet näiden interpolaatiofunktioiden väliar-30 vojen avulla niiden kulloistakin vaikutusta vastaaville paikoille. Täten tulee siis mahdolliseksi se, että jokaista prosessin lopussa olevaa mittausvyöhykettä var-. ten määritetään tarkoin se toimielin, jota on ohjattava, jotta tällä mittausvyöhyk- ! I t v keellä saadaan toteutetuksi poikittaisprofiilin muutos. Jos esimerkinomaisesti » » * oletetaan, että toimielin St1 tunnistettiin mittausvyöhykkeen M4 koordinaatilla s1 35 (vrt. kuvio 2), ja että mittauselin M19 tunnisti toimielimen St9 rainan poikittais-,[[] suunnassa s9 olevalla koordinaatilla, ja mikäli nyt olisi mittausvyöhykkeellä M14 9 110215 toteutettava poikittaisprofiilin muutos, niin tällin olisi ohjattava sitä toimielintä, jonka s-koordinaatti on rainan poikittaissuunnassa toimielimen St5 ja St6 s-koordinaattien välissä, ja jonka tarkempi arvo ilmenee kuviossa 14 esitetyn in-terpolaatiofunktion käänteisfunktiosta.

Claims (14)

1. Menetelmä toimielinten tunnistamiseksi keskeytyksettä tuotetun materiaalirainan (1), erityisesti paperi- tai muovirahan, poikittaisprofiilin säädös- 5 sä, jolloin materiaalirainan poikki on sijoitettu useita toimielimiä (Sti...Stk) ja mit-tausvyöhykkeitä (Mi...Mn) ja jolloin yhden toimielimen (Sti...Stk) vaikutuksen ja mittausvyöhykkeiden (Mi...Mn) mittaussignaalien muutosten välinen korrelaatio rekisteröidään, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää seuraavat vaiheet: a) asetussuureiden (Sti...Stk) pysyessä vakioina määritetään jokaisel- 10 la mittausvyöhykkeellä (Mi...Mn) profiilin ajallinen keskiarvo rainan lopussa toisiaan seuraavien mittausten ensimmäisestä lukumäärästä (i1) ja tallennetaan se muistiin, b) tietty määrä (k) tunnistettavia toimielimiä (Sti...Stk) säädetään samoilla määrillä, jotka rainan lopussa vaikuttavat vain poikittaisprofiilin kohinata- 15 son sisäpuolella, c) jokaisella mittausvyöhykkeellä suoritetaan profiilin mittaus ja sen tuloksesta vähennetään vaiheessa a) saatu ajallinen keskiarvo, d) vaihe c) toistetaan interferoitaessa tällöin saadut tulokset, niin usein, kunnes tunnistettavia toimielimiä (Sti...Stk) vastaava määrä mittaussig- 20 naaleita erottuu selvästi amplitudin ja/tai muodon mukaan poikittaisprofiilin inter-; ·; feroituneista kohinaosista.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, .. i: * että mittaussignaalien amplitudeja hyödynnetään vertaamalla niitä tunnistusaal- toon, joka riippuu interferenssien lukumäärästä (12) ja toimielinten säätöjen ai- 25 kaansaaman profiilinmuutoksen amplitudista.

:':': 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et tä mittaussignaaleita hyödynnetään mallintunnistuksen avulla tyypillisten signaa-limallien yhteydessä.

4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, et-. . 30 tä mallintunnistus toteutetaan hierarkkisesti porrastetun fuzzy-logiikkasäätimen ;, ’ ‘ (4-8) avulla, jolloin viimeisen vaiheen tulomuuttujat ovat mittaussignaalien amp- litudi (A), muoto (F) ja odotuspaikka (O), ja että lähtömuuttoa on toimielinten säätöjen avulla aikaansaatujen profiilinmuutosten tunnistusvarmuus (S), ja jol-loin mittaussignaalien muoto arvioidaan yläpuolelle sijoitetuissa vaiheissa, joille .35 tulomuuttujina syötetään mittaussignaalien karkeus (Ra) ja leveys (Br), sekä kulloinkin oikean tai vasemman sivumaksimin väli ja amplitudiin kuuluva syvyys. 110215

5. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toimielimiä säädetään kulloinkin sellaisella määrällä, että siten aikaansaatu profiilinmuutos vastaa kohinalle altistetun poikittaisprofiilin normaalipoikkeamaa.

6. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että säätö suoritetaan samoin välein materiaalirainan koko leveyden yli jaettujen toimielinten kohdilla.

7. Jonkin edellä mainitun patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että muiden toimielinten sijoitus rainan lopussa oleviin vas- 10 taaviin mittausvyöhykkeisiin tapahtuu interpolaatiofunktion avulla, joka sisältää tukipisteinä tunnistettavien toimielinten tietyn lukumäärän (k) arvot.

8. Laite toimielinten tunnistamiseksi keskeytyksettä tuotetun materiaalirainan (1), erityisesti paperi- tai muovirainan, poikittaisprofiilin säädössä, jolloin materiaalirainan poikki on sijoitettu useita toimielimiä (Sti...Stk) ja mittaus- 15 vyöhykkeitä (Mi...Mn) ja jolloin yhden toimielimen (Sti...Stk) vaikutuksen ja mitta-usvyöhykkeiden (Mi...Mk) mittaussignaalien muutosten välinen korrelaatio rekisteröidään, jolloin laite koostuu ainakin ohjelmoitavasta digitaalitietokoneesta (MC), jossa on keskusmuisti, työmuisti, ohjelmamuisti ja datamuisti sekä syöt-tö/tulostusliitäntä ja joka voidaan ohjelmoida vaatimuksen 1 mukaisen menetel-20 män suorittamiseksi, tunnettu siitä, että siihen kuuluu ·;' a) välineet, joilla määritetään ajallinen keskiarvo profiilille rainan lo- pussa jokaisella mittausvyöhykkeellä peräkkäin tehtyjen mittausten ensimmäi-sestä lukumäärästä (12) ja tallennetaan se muistiin asetussuureiden pysyessä ; '·· vakioina; j : ; 25 b) välineet, joilla tietty toinen määrä (k) tunnistettavia toimielimiä : V. (Sti...Stk) säädetään samoilla määrillä, jotka rainan lopussa vaikuttavat vain poi kittaisprofiilin kohinatason sisäpuolella, c) välineet, joilla profiili mitataan iteratiivisesti jokaisella mittausvyöhykkeellä, jolloin mittaustuloksesta vähennetään kohdassa a) saatu ajallinen 30 keskiarvo; ;.. d) välineet, joilla kohdassa c) saadut tulokset interferoidaan ja joilla ·; _ toistaminen keskeytetään, kun tunnistettavia toimielimiä (Sti...Stk) vastaava toi- nen määrä (k) mittaussignaaleja erottuu selvästi amplitudin ja/tai muodon mukaan poikittaisprofiilin interferoituneista kohinaosista. :.· 35

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sii hen kuuluu välineet, joilla hyödynnetään mittaussignaalien amplitudeja vertaa- 110215 maila niitä tunnistusaaltoon, joka riippuu interferenssien lukumäärästä (12) kohtien c) ja d) mukaisesti ja toimielinten säätöjen aikaansaaman profiilinmuutoksen amplitudista.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen laite, tunnettu siitä, että sii-5 hen kuuluu välineet, joilla mittaussignaaleja hyödynnetään mallintunnistuksen avulla, viitaten tyypillisten signaalimallien yhteydessä.

10 110215

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu välineet, joilla mallintunnistus toteutetaan hierarkkisesti porrastetun fuzzy-logiikkasäätimen (4 - 8) avulla, jolloin viimeisen vaiheen tulomuuttujat 10 ovat mittaussignaalien amplitudi (A), muoto (F) ja odotuspaikka (0) ja että läh-tömuuttuja on toimielinten säätöjen avulla aikaansaatujen profiilinmuutosten tunnistusvarmuus (S), ja jolloin mittaussignaalien muoto arvioidaan yläpuolelle sijoitetuissa vaiheissa, joille tulomuuttujina syötetään mittaussignaalien karkeus (Ra) ja leveys (Br) sekä oikean tai vasemman sivumaksimin väli ja amplitudiin 15 kuuluva syvyys.

12. Patenttivaatimuksen 8 tai jonkin sitä seuraavan patenttivaatimuksen 9-11 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu välineet, joilla toimielimiä (Sti...Stk) säädetään sellaisella määrällä, että aikaansaatu profiillin-muutos vastaa kohinasta altistuneen poikittaisprofiilin normaalipoikkeamaa.

13. Patenttivaatimuksen 8 tai jonkin sitä seuraavan patenttivaatimuk sen 9-12 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu välineet, joilla säätö suoritetaan samoin välein materiaalirainan (1) koko leveyden yli jaettujen . .: ’ toimielinten (Sti.. .Stk) kohdilla.

14. Patenttivaatimuksen 8 tai jonkin sitä seuraavan patenttivaatimuk-25 sen 9-13 mukainen laite, tunnettu siitä, että siihen kuuluu välineet, joilla : V muiden toimielinten (Sti...Stk) sijoitus rainan lopussa oleviin vastaaviin mittaus- vyöhykkeisiin tapahtuu käyttämällä interpolaatiofunktiota, joka sisältää tukipisteinä tunnistettavien toimielinten tietyn lukumäärän (k) arvot. • · 1 13 110215