JPH042896A - 抄紙機制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は紙を製造する抄紙機を制御する装置に係り、特
に均一な品質の紙を製造するのに好適な改良に関する。

〈従来の技術〉 抄紙機の制御装置は、例えば本出願人の提案に係る特開
昭６３−７５１９７号公報等で公知である。第１３図は
抄紙機全体の構成斜視図である０図において、ヘッドボ
ックス５から吐き出された原料は、ワイヤパート８を通
過することにより搾水され、プレスパート９で圧縮され
て所定の紙厚になり、ドライパート１５を通過すること
によって乾燥され、カレンダ１１を通過することによっ
て紙の表面に光沢を付けられて、リール１２に巻取られ
る。

ヘッドボックス５には原料液を吐き出すスライスリップ
６と、このスライスリップ６の開度を調節するスライス
ボルト７が紙の幅方向に一定間隔で数十本設けられてい
る。白水サイロ３はワイヤパト３の搾水による白水を受
は取るもので、ポンプ４によりヘッドボックス５に帰還
されている。

ポンプ４の入り口においては、種口弁２により種箱１中
の原料（種）が注入される。

紙の坪量や水分率を測定するセンサ１４は、カレンダ１
１とリール１２の間に設置されたフレーム１３に添って
往復運動をして紙幅方向の測定をしているもので、例え
ば水分率についてはＵＳＰ４．３１５，１５０　、４，
６２０，１４６に開示されたものが使用されている。そ
して、この紙幅方向のデータをプロフィルと呼ぶ、コン
トローラ１６は、センサ１４の測定した坪量プロフィル
を入力して目標の坪量となるようにス・ライスボルト７
を操作して、スライスリップ６の開度を制御している。

尚、水分率については水分率プロフィルを入力して目標
の水分率となるようにドライパート１５のスチーム量を
制御し、坪量平均値の目標値との垂Ｍは種口弁２の弁開
度を制御して行なっている。

第１４図は抄紙機制御装置の機能ブロック図である０図
において、プロフィル演算部３２は、センサ１４で測定
された測定プロフィル信号と予め定められた目標プロフ
ィルとの偏差を演算すると共に、位置対応部３４を参照
して測定プロフィル信号を実際に操作をするスライスに
対応させるもので、これにより各スライス（ｋ）毎の制
御偏差Ｃ（ｋ）が求められる。測定プロフィルは、例え
ば測定点の総数を幅方向に３６０点とし、これを隣接す
る６点で平均を取って平滑化するとよい、目標プロフィ
ルは例えば中央の坪量を若干大きくする一方で、両端を
若干少なくしてリール１２で安定した巻取ができるよう
にする。位置対応部３４は、測定プロフィル信号の測定
点とスライスの対応関係を記述したもので、理論式や実
験等で予め定めておく、スライス操作量演算部３８は今
回の制御周期で操作するスライスと、その操作量の変化
量△ＩＪＪ１ｋ＞を求めるものであり、コントローラ１
５の中核的部分である。出力制御部６０はスライス操作
量演算部３８で求めた各スライス毎の変化操作量Δ１Ｊ
Ｉ（ｋ）を前回の操作量″ｕｌ（ｋ）に加算して今回の
操作量１＆（ｋ）として出力するもので、例えばセンサ
の走査周期の自然数倍に定めたり、抄紙機の時定数やコ
ントローラの演算能力を基準に定める０例えばセンサ１
４の走査周期が３０秒であれば、出力制御部６０の制御
周期を２分毎と定める。

尚、スライス操作量演算部３８は熟練したオペレータに
よるマニュアル操作が多くの製紙工場で採用されている
。

第１５図はコントローラ１６に着目して表わした抄紙機
制御システムの構成ブロック図で、制御状態を詳細に説
明している。ここでは説明を簡略にするためスライスに
対応させた状態で表わしている。コントローラ１６では
、目標値（設定値であり、ここではｙ（に）と表わす）
とフィードバックされた坪量プロフィルｙ（に）との偏
差ｅ（に）から操作量を求める。この操作量によりスラ
イスボルト７が調節され、その結果変化する坪量プロフ
ィルがフィードバックされる。そして偏差ｅ（Ｋ）が０
に近付くように制御される。

このような制御系における操作量はスライスリップ開度
パターン（ｕ　　、、、、、　ｕｎ　ｌであり、制御 御量は坪量プロフィル（ｙ　　、−０，ｙＨｌである。

プラントは一次遅れと幅方向の干渉で近似できるが、こ
れをラプラス変換に於けるＳ領域で表わすと次のように
なる。

Ｙ（Ｓ）　＝　（ｋ／　（１＋Ｔｓ）　ＡＵ　（Ｓ）　
　　　（１）ここで、Ｙ（Ｓ）はベクトルＶ（ｔ）のラ
プラス変換、Ｖ（ｔ）は行列［ｙｌ　（ｔ）＋、、、＋
ｙＨ（ｔ）　］の転転置行 列（［３’１　（ｔ）、、１．、ｙｓ　（ｔ）　］　　
と表わす）、である、Ｕ（Ｓ）はベクトル？ｊ／（ｔ）
のラプラス変換、１ＪＩ（ｔ）は［ｕ　１　（ｔ）２１
１．、　ｕ　Ｎ（ｔ）　］の転置行列、ｋはゲイン、Ｔ
は時定数、Ａは干渉行列（ＮｘＮ）で、次の関係を充足
している。

そして、ｔは時間である。

従来の制御則は、干渉を考慮した演算と一次遅れを考慮
したＰＩ（比例・積分）制御を組合せており、これを離
散時間、速度形で表わすと次の通っである。

ΔＭ（ｋ）　＝Ｋ　　ＭΔｅ（ｋ）　＋Ｋ　　Ｍｅ　（
ｋ）　　　（２）Ｐ　　　　　　　　　１ ここで、ｋは離散時間、ｖｌ（ｋ）は離散時間スライス
リップ開度ベクトル、△ＩＪ／（ｋ）は差分、ｅ　（ｋ
）は離散時間の制御偏差ベクトル、ｅ（ｋ）は制御偏差
、Δｔ’（ｋ）は差分て、それぞれ次の間係を満なして
いる。

そして、Ｋ、は比例ゲイン、Ｋ■は積分ゲイン、Ｍは干
渉を考慮したＮＸＮ行列である。

次に動作を説明する。加え合わせ点２１で得られた目標
値と制御量の偏差（制御偏差）　ｅ　（ｋ）に対して演
算器２２で干渉を考慮した演算を施す。

この結果を次式で表わす。

■ ｅ　’（ｋ）−＝　［ｅ　−（ｋ）、、、、、　ｅ　−
Ｎ　（ｋ）コこの場合、ｅ’（ｋ）とｅ（ｋ）の間に次
式が成立する。

ｅ　’（ｋ）＝Ｍｅ　（ｋ）　　　　　　　　　　　　
　（３）コントローラ２５には、ｔ”（ｋ）とΔｔ”（
ｋ）が入力される。差分△ｔ”（ｋ）は、演算器２２の
出力Ｃ（ｋ−１’）とバッファ２３を介した演算器の前
回出力値Ｃ“（ト１）との差を、加え合わせ点２４より
得たもので、次式で表わされる。

△ｅ　’（ｋ）＝ｔ”　（ｋ）−４’　−（ｋ−１）そ
して、コントローラ２５は次式のようなＰＩ演算を行な
う。

△ｔＪＩ（ｋ）＝Ｋ　　Δｔ”ｌｋ）＋ｘ、ｔ”（ｋ）
　　　　　（４）この演算は次のようにベクトルの要素
ごとのスカラー演算でも表わすことができる。

Δｕ（ｋ）−Ｋ　　　△ｅ−（ｋ）＋Ｋ　　　ｅ　　　
　（ｋ）ｌ　　　　　　　　Ｐ　　　　　　Ｉ　　　　
　　　　１　　　１（１＝１〜Ｎ　　）　　　　　　（
５）加算器２６は、自身か保持している前回のスライス
リップ開度ベクトルに、コントローラ２５からの出力△
ｖ１（ｋ）を加算し、今回のスライスリップ開度ベクト
ルｖＩ（ｋ）として出力する。このスライスリップ開度
ベクトル１＃ｆｋ）は零次ホールド回路２７を経て操作
量１ｊ７（ｔ）としてプラント２８に加えられる。

プラント２８の出力（坪量プロフィル）ｙ（ｔ）はに時
間ごとにサンプリングを行うサンプラ２９を介して取り
出され、前記加え合わせ点２１にフィードバックされる
。

〈発明が解決しようとする課題〉 ところで、プラントは理想的には（１）式で表現される
が、実際には複雑な非線形特性を含んでいるため（２）
式のような線形制御では不十分であるという課題があっ
た。

■　第１６図はスライス間鋸歯状波の説明図で（Ａ）は
操作前、（Ｂ）は操作後を示している。

図において、横線は紙の幅方向を表しており、曲線は当
該位置における坪量プロフィルを表し、縦線（＋）は当
該スライスの影響が最も顕著に現れる測定端の位置（位
置対応と呼ばれる）を表し、矢印（↓）は該当するスラ
イスの操作を表している。スライス間鋸歯状波を解消す
るために、間に二本のスライスをおいて両側のスライス
を操作する（第１６図Ａ）、しかし操作したスライスの
位置で坪量の谷が生じ、かえって鋸歯状波を増長させて
しまう場合があった（第１６図Ｂ）。

■　プロセスが複雑なので、スライスの操作に対して坪
量プロフィルの応答が理想通りに現れないことが多い、
特に−度に何本ものスライスを操作すると、坪量プロフ
ィルが乱れて熟練した操作者の応援を必要とする場合が
ある。

■　大幅な銘柄変更時や抄紙機の動作開始時のようにプ
ロセスが非常に乱れた状態では、製品と認められる品質
までプロフィルを収束させるのに非常に時間が掛り、損
紙が美大な量になる。

上述した課題を解決する本発明の第１の目的は、熟練し
た操作者の手動操作手法を取り込んだファジィ制御手法
を採用して、鋸歯状波の坪量プロフィルを確実に平坦化
できる抄紙機制御装置を提供するにある０本発明の第２
の目的は、プロセスが大巾に乱れたときでも短時間に製
品レベルまでプロフィルを収束できる装置を提供するに
ある。

く課題を解決するための手段〉 このような目的を達成する本発明は、紙の原料の供給量
を操作する当該紙の幅方向に複数配置されたスライス（
６，７）と、製造された紙の品質を当該紙の幅方向に測
定するセンサ（１４）とを有する抄紙機に対して、この
センサで検出した値が予め定められた目標プロフィルに
一致する方向に前記スライスを操作する抄紙機制御装置
において、次の構成としたものである。

即ち、前記センサの測定点が、前記スライスのいずれに
位置対応しているか定める位置対応部（３４）と、前記
検出坪量プロフィルと目標プロフィルとの偏差を、当該
位置対応部の対応関係に従い、前記スライスについて演
算するプロフィル演算部（３２）と、前記スライスの間
の位！に設けられる仮想スライスについて前記検出坪量
プロフィルと目標プロフィルとの偏差を演算する仮想ス
ライス演算部（３６）と、スライスを操作するルールを
少なくとも１以上有し、前記プロフィル演算部及び仮想
スライス演算部で演算した各スライス及びこれに隣接す
る仮想スライスでの偏差を用いて、これら各ルールに対
して当該操作ルールとの適合度を演算し、この演算した
適合度を基に当該操作ルールのうち一つを各スライスに
対して取出す候補選定部（４０）と、この候補選定部で
求めた各スライスについての適合度と、所定のしきい値
とを比較して皺延ばし規範にしたがって操作対象となる
スライスを決定するスライス決定部（５０）と、このス
ライス決定部で決定されたスライスについて候補選定部
で選定された操作ルールに従って制御量を当該スライス
に送る出力制御部（６０）とを具備することを特徴とす
るものである。

く作　用〉 本発明の各構成要素はつぎの作用をする。プロフィル演
算部は、位置対応部を参照してセンサで測定したプロフ
ィルと目標プロフィルとの偏差をスライスと対応させて
表わしている。仮想スライス演算部は、実在するスライ
スよりもさらに細かなスライスを仮想して、実在するス
ライスと共に偏差プロフィルの分布状態を求めている。

候補選定部はいわゆるファジィ推論により、スライス及
び近傍の仮想スライスの偏差プロフィルから最も望まし
いと思われる操作ルールを提案する。スライス決定部は
、皺延ばし規範を用いて起点のスライスから順次端のス
ライスを選択して、鋸波状の皺を紙の皺を延ばすように
徐々に小さくしていく。

出力制御部はスライス決定部の定めたスライスのみ候補
選定部の定めた操作ルールにしたがって、制御出力をす
る。

〈実施例〉 以下図面を用いて、本発明を説明する。

（実施例１） 第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図である
。抄紙機は、紙の原料の供給量を操作する当該紙の幅方
向に複数配置されたスライスと製造された紙の品質を当
該紙の幅方向に測定するセンサ１４とを有しており、他
にも図示しないドライヤ等の装置が設けられている。ス
ライスは、特に制御対象となるスライスボルト７を言う
が、実際に原料を吐き出すスライスリップ６を含めても
よい、スライスは、例えば幅方向に３７ｍ−列に設けら
れている。センサ１４は紙の幅方向に走査して、例えば
３６０点の測定点を有している。

抄紙機制御装置は、センサ１４で検出した値が目標プロ
フィルに一致する方向にスライスを操作するもので、次
の構成要素を備えている。プロフィル演算部３２及び位
置対応部３４は前述したものであり、同一機能について
は説明を省略する。

プロフィル演算部３２では、さらに測定点のデータを位
置対応しているスライス毎に対応させており、例えば連
続した５測定点のデータを単純平均して当該スライスの
偏差とする。仮想スライス演算部３６は、スライス１２
の間の位置に仮想スライスを設けて、この仮想スライス
における検出坪量と目標坪量との偏差を演算する。この
仮想スライスは各スライスの間に１点設けてもよく、ま
た２以上設けてもよい。この仮想スライスは、例えば１
点の場合はハーフスライスと呼び、本来のスライスより
もさらに細かな情報を得るもので、例えばスライスで用
いなかった測定点（この例では、平均すると１スライス
に対して９測定点存在している）のデータを３〜５個単
純平均して得る。

候補選定部４０は、ファジィ演算により各スライスに対
してどのように操作をすればよいか指針を与える。操作
ルール部４１は、スライスを操作するルールを記憶する
もので、このルールの数は単一でもよく、また複数存在
していてもよい、評価関数部４２は、操作ルール部４１
のルールに対応して各スライス及びこれに隣接する仮想
スライスの値を用いて適合度（Ｂ）を演算する評価関数
を記憶している。これら操作ルール部４１及び評価関数
部４２の詳細は、後で説明する。操作ルール推論部４３
は、評価関数部４２の適合度を基に操作ルール部４１の
有する操作ルールのうち一つを取出すもので、例えばフ
ァジィ制御の分野で用いられるＭａｎｄａｎｉの方法を
採用し、計算法には重心法や高さ法が用いられる。操作
ルールが単一の場合には当該ルールとする。

スライス決定部５０は、候補選定部４０で求めた各スラ
イスについての適合度と所定のしきい値とを比較して、
今回操作対象となるスライスを決定するものである。ス
ライス選択部５１では、実際の決定作業を行うが、これ
には皺延ばし規範５２を参照している。皺延ばし規範５
２は、原則として操作未了領域にあるスライスのみを一
定方向に選択して、Ｔ戻入が紙の皺を延ばす作業と相似
の動作、即ち皺のある布について皺を中央から端のほう
へ順次延ばして平らな布を得る作業を実現している。ス
ライスカウンタ５３は、操作済み領域と操作未了領域と
を区別するもので、その境界値を記憶している。この境
界値は操作未了領域側に含めるとよい、この理由は、操
作済み領域とすると次の制御周期ではこのスライスが操
作対象から外れてしまうが、−回だけの操作では坪量か
目標とする値にまで達しないことかあり、再度の操作が
必要な事例が生ずるためである。皺延ばし規範５３の詳
細は後で説明する。出力制御部６０は、操作ルール推論
部４１で定められた操作ルールで、スライス決定部５０
で選択されたスライスに対して、検出坪量と目標坪量と
の偏差に対応する制御量を出力する。

第２図は第１図の装置の動作の流れを説明する流れ図で
ある０図において、制御はバッチ式に行われるものとし
、今回の制御周期が開始される（Ｓｌｌ）、最初に、セ
ンサ１４の検出した坪量プロフィルに対して、位置対応
部３４を参照してスライスのいずれに位置対応している
か定め、この位置対応している位置及びこれらスライス
の間の位置に設けられる仮想スライスにおける前記検出
坪量と目標坪量との偏差を演算する（Ｓ１２）。

次に、各スライスについて操作ルール部４１で予め定め
られたスライスを操作するルールに従い、３１２で定め
た偏差を用いて適合度（Ｂ）を評価関数部４２で演算す
る（Ｓ１３）、そして、操作ルール部４１で複数の操作
ルールのある場合には、操作ルール推論部４３でこの適
合度Ｂを各ルールについて比較し、最も大きな値を与え
るスライスを有するルールを今回の操作を行うルールと
して採用する（Ｓ１４）。

皺延ばし規範５２では、適合度Ｂの値と微関しきい値Ｖ
１を用いて、安定状態に使用する第１規範又は現在のス
ライス状態を保持すれば良い第２規範のいずれを今回の
制御周期で採用するか定める。まず、操作ルール推論部
４３で各スライスの状態に適合した操作ルールを選び、
この操作ルールに対する適合度のうち微調しきい値７１
以上のものが存在するか判断する（Ｓ５０）。

まず、第１規範を用いるのは、Ｓ５０で当該適合度が微
調しきい値よりも大きいスライスがあり（Ｂ＞Ｖｌ）（
Ｓ５１）、かつこのスライスがスライスカウンタ５８の
示す値よりも操作未了領域側に存在すると判断した場合
（Ｓ５２）で、当該スライスを選択する（３５３）。操
作するスライス数が制限されているときは、スライスカ
ウンタ５８の境界値から操作未了側に位置するもののう
ちその制限数となるカウンタまでを選択し、それ以上は
今回は選択しない、そして、選択されたスライスに対し
て、Ｓ１４で定められたルールに従い前記検出坪量と目
標坪量との偏差に対応する制御量を送る（Ｓ５４）。次
に、この操作したスライスをスライスカウンタ５８に書
込み（Ｓ５５）、次の制御周期に移る。

次に、第２規範を用いるのは、Ｓ５０で適合度Ｂがすべ
てのスライスで微調しきい値よりも小さいと判断したと
き（Ｖｌ≧Ｂ）、若しくは微調しきい値よりも大きいス
ライスがあり（Ｂ＞Ｖｌ）（３５１）　、かつこのスラ
イスがスライスカウンタ５８の示す値よりも操作済み領
域側にのみ存在すると判断した場合（Ｓ５２）で、選択
すべきスライスをなしとすると共にスライスカウンタ５
８の値をリセットしく５５２）、次の制御周期に移る。

続いて、第１図の装置のうち主要な構成要素について、
更に詳細を説明する。

（１）　　位置対応と仮想スライス 第３図はセンサ１４の検出する坪量プロフィルとスライ
スとの位置対応を明確にして表示した図、第４図は仮想
スライス演算部３６の表示するスライス及び仮想スライ
スの偏差表示図ある。図中白丸Ｏは測定点を表し、また
鋸歯状波の坪量プロフィルは、はぼスライス２本分の幅
の波長の波になっている。すると、信号処理理論によれ
ばこの波長成分を除くにはさらに紺かなデータのサンプ
リングが必要になる。ここでは各スライスの間に１本の
仮想スライス（ハーフスライス）を設けて、対処してい
る。図中スライスＡ、Ｂの間には測定点１〜９が存在し
、スライスＡの左側には測定点２〜０が存在し、スライ
スＢの右側には測定点１０〜１８が存在している。スラ
イスＡの偏差には、測定点−１〜３の５点のデータを単
純平均して用い、スライスＢの偏差には測定点７〜１１
のデータを単純平均して用いる。スライスＡ、Ｂの中間
に設けられた仮想スライスＨ３の偏差には、例えば測定
点３〜７の５点のデータを単純平均して用いる。

（１１）　　操作ルール 第５図は操作ルール部４１のルールの一例を示す図で、
（Ａ）は−本のスライス、（Ｂ）は二本のスライスを同
じ方向に、（Ｃ）は二本のスライスを反対方向に操作す
る場合を示している。図中、Ｓｌ、３２はスライスを示
し、Ｈ３Ｉ、Ｈ３２゜Ｈ８３は仮想スライスを表し、矢
印↓は当該スライスの操作方向を表している。ルール１
（第５図Ａ）は、−本のスライスにのみ偏差があり両側
の仮想スライスに偏差のない場合に有効な操作法で、当
該スライスのみを偏差の減少する方向に操作する。ルー
ル２（第５図Ｂ）は、中間の仮想スライスＨ３２に偏差
があり、両側のスライスＳｌ、Ｓ２及び仮想スライスＨ
３Ｉ、Ｈ３３に偏差のない場合（スライス間に山や谷の
ある場合）に有効な手法で、二本のスライスＳｌ、Ｓ２
を同じ方向に操作して中間仮想スライスＨ８２の偏差を
減少させる。ルール３（第５図Ｃ）は、両側のスライス
Ｓｌ、Ｓ２で偏差の符号が変化する場合（山や谷がスラ
イスに対してずれている場合）に有効な手法で、二本の
スライスＳｔ、Ｓ２を反対の方向に操作して各スライス
Ｓｌ、Ｓ２及び仮想スライスＨ５Ｉ〜３の偏差を減少さ
せる。

尚、ここでは２本までのスライスを同時に操作するルー
ルを考慮しているが、三本以上のスライスを同時に操作
する場合のルールを設けてもよい。

また、操作ルールの数も３個の場合を示したが、単一、
２個若しくは４個以上設けても差支えない。

（至）適合度の計算 第６図は評価関数部４２の一例を示す図で、ここではル
ール１に対するものを示している。第６図中、（Ａ）は
第５図Ａの仮想スライスＨ３Ｉの評価関数７１．（Ｂ）
は第５図ＢのスライスＳ１の評価関数７２．（Ｃ）は第
５図Ｃの仮想スライスＨ８２の評価関数／３を示してい
る。評価関数／１を説明すると、偏差が一１以下のとき
はゼロとしているのはスライスをこの方向に操作するの
を防止するためであり（スライスを操作すると、より谷
が大きくなり望ましい状態から垂離する）、偏差が１．
５以上で一定値にしているのはこの様な値を取ることが
通常の運転状態では希だからであり（従って、右上がり
の傾向を保持しても差支えない）、偏差０で値を１にし
ているのは掛は算での影響を中立とするためである。偏
差の値が区間（−１，０）では値を１よりも小さくし、
適合度Ｂを小さくしてスライス操作をし雛＜シている。

他方偏差の値が区間（０，１，５）では値を１よりも大
きくし、適合度Ｂを大きくしてスライス操作をする方向
にしている。評価関数７２．　／　３についても同様で
あり、値は経験的に定めている。適合度Ｂは次式により
求める。

Ｂ＝／１ｘ／２ｘ／３　　　　　　　　　　　　　（７
）第７図は第５図のルールに従い適合度Ｂを計算する事
例の説明図である。図において、仮想スライスＨ３Ｉに
おける偏差χ２１−２は０．５であり、スライスＳ１に
おける偏差χ２Ｉ−１は１．０であり、仮想スライスＨ
３２における偏差χ２１は−０，５とする。

すると第５図より、評価関数／１（χ２ｉ−２）は１．
５であり、評価間数／２（χ　　）は４．７であり、評
価関数／３（χ２１）は０．５だから、適合度Ｂは（７
）式より３．５２となる。他のルールに就いても同様に
計算して、最も適合度の高いルールを操作ルール推論部
４３で選択する。

（Ｐ／）　　スライスカウンタ まず、全てのスライスを１ゾーンで取り扱う場合を説明
する。スライスカウンタ５３は、センサ１４で測定する
プロフィルの中央部（３６０点あれば１８０点の位置）
を基準として両端方向（スライスが３７本であれば、１
本口に近い値と３７本目に近い値の二つある）のスライ
ス位置を示すもので、通常抄紙機のスライス操作はバッ
チ式に行われるから、今回スライスをすればその影響が
センサ１４の位置で安定してから、次回のスライス操作
をする。従って、スライスカウンタ５３には前回操作し
たスライスのうち最も外側のスライスの値が境界値とし
て記録されている。

次に、全てのスライスを何個かのゾーンに区分して取り
扱う場合を説明する。スライスカウンタ５３および皺延
ばし規範５２は、各ゾーン毎に用いられる。そして、該
当するゾーンのセンサ１４で測定するプロフィルの中央
部を基準として両端方向にスライス位置を示す。ここで
端とは隣接するゾーンのスライスの直近スライスを言う
。この様にゾーン分割すると、プロフィルを安定に制御
しながら目標プロフィルに早く収束すると言う効果があ
る。

Ｍ　出力制御部 出力制御部６０の出力する制御量は、ディジタル式の場
合は＋Ａ　（ｕｐ）、Ｏ，−Ａ　（ｄｏｗｎ）のいずれ
か一つであり、操作量Ａは離散的な値に指定する。簡便
な操作をする場合には、−回のスライス操作量は一定値
（例えば０．５１）のみにすると、安定な制御が行える
。アナログ式の場合は偏差量に応じて操作量をアナログ
的に変化させるとよい。

（実施例２） 次に、皺延ばし規範５２でのスライス選択の制限を緩和
して、より早く目標とするプロフィルに到達する制御装
置を説明する。第８図は本発明の第２実施例を説明する
流れ図である。第２図の実施例との比較を説明すると、
しきい値に微翻しきい値ｖ１に加えてラフしきい値ｖｏ
が追加されている。なお、構成ブロック図は第１図と同
様なのでこれを準用する。この皺延ばし規範５２では、
適合度を用いて次の（１）〜（至）の場合に切り分けて
いる。

（１）　　操作ルール推論部４３で適合度Ｂがラフしき
い値Ｖｏよりも大きいスライスがあると判断したとき（
Ｂ＞Ｖｏ　）は当該スライスを選択する。スライスカウ
ンタ５３はそのままとする。

（１１）　　操作ルール推論部４３で適合度Ｂが、ラフ
しきい値Ｖｏよりも小さく微調しきい値ｖ１よりも大き
いスライスがあり（Ｖ　ｏ≧Ｂ＞Ｖｌ）、かつこのスラ
イスがスライスカウンタ５３の示す値よりも外側に存在
すると判断したときは、当該スライスを選択すると共に
この操作したスライスをスライスカウンタ５３に書込む
。

＠　操作ルール推論部４３で適合度Ｂが、すべてのスラ
イスで微調しきい値ｖ１よりも小さいと判断したとき（
Ｖｌ≧Ｂ）は、選択すべきスライスをなしとすると共に
スライスカウンタ５３の値をリセットする。また、適合
度Ｂがラフしきいｆｆ１ｖＯよりも小さく、微調しきい
値ｖ１よりも大きいスライスがあり（Ｖｏ≧Ｂ＞Ｖｌ　
’）　、かつこのスライスが前記スライスカウンタの示
す値よりも内側にのみ存在すると判断したときも、選択
すべきスライスをなしとすると共にスライスカウンタ５
３の値をリセットする。

続いて、第８図の流れ図を説明する０、ｔず、素手に第
２図で説明したところのＳｌｌ−Ｓ１４を実行する６次
に、適合度Ｂの値を用いて、安定状態に使用する第１規
範、現在のスライス状態を保持すれば良い第２規範、或
いは何か異常なプロフィルとなった場合に用いる第３規
範のいずれを今回の制御周期で採用するか定める。最初
、操作ルール推論部４３で各スライスの状態に適合した
操作ルールを選び、この操作ルールに対する適合度Ｂの
中の最大値Ｂ　ｍａｘと、ラフしきい値■０或いは微調
しきい値ｖ１との大小関係によりいずれの規範を適用す
るか判断する（Ｓ５０）。

まず、第３規範を用いるのは、Ｓ５０で当該適合度がラ
フしきい値よりも大きいスライスがあると判断した場合
（ＢＩｌａｘ＞Ｖｏ）で、当該スライスを選択する（Ｓ
４１　）　、操作するスライス数が制限されているとき
は、スライスカウンタ５３の境界値から操作未了側に位
置するもののうちその制限数となるカウンタまでを選択
し、それ以上は今回は選択しない０選択されたスライス
に対して、Ｓ１５で定められたルールに従い前記検出坪
量と目標坪量との偏差に対応する制御量を送り（３４２
）、今回の制御周期が完了する。

次に、第１規範を用いるのは、Ｓ５０で第３規範に採用
することがなく、当該適合度がラフしきい値よりも小さ
く、微調しきい値よりも大きいスライスがあり（Ｖ　ｏ
≧Ｂｌａｘ＞ｖｌ）（Ｓ５１）、かつこのスライスがス
ライスカウンタ５３の示す値よりも操作未了領域側に存
在すると判断した場合（Ｓ５２）で、第２図の場合と同
様に処置する。

第３に、第２規範を用いる場合は、第３規範或いは第１
規範のいずれにも該当しない場合で、Ｓ５０で適合度Ｂ
がすべてのスライスで微調しきい値よりも小さいと判断
しなとき（Ｖ１≧Ｂ　　）ＩＩａ× （Ｓ５０）、若しくはラフしきい値よりも小さく、微調
しきい値よりも大きいスライスがあり（Ｖ　。

≧Ｂ１．ａｘ＞ｖｌ）（Ｓ５１）、かつこのスライスが
前記スライスカウンタの示す値よりも内側にのみ存在す
ると判断した場合（３５２）で、選択すべきスライスを
なしとすると共にスライスカウンタ５３の値をリセット
しく３５２）　、次の制御周期に移る。

（実施例３） 実施例２と同じく、スライス選択の制限を緩和してより
早く目標プロフィルに収束させるものである。実施例２
ではラフしきい値ＶＯと最大適合度Ｂ　１１ａｘとの関
係を見ていたが、プロフィル演算部３２の求める偏差プ
ロフィルを用いて同等の機能を実現する。

第９図は本発明の第３実施例を示す構成ブロック図であ
る。第１図と比較すると、第９図ではスライス決定部５
０のみ相違するので、この部分を説明し他は省略する。

図において、安定判断部５５は、プロフィル演算部３２
の演算結果を用いて、プロセスの状態が安定しているか
乱れているか判断するもので、例えば偏差の最大値や偏
差の二乗和が指標として使用される。モード設定部５６
は、安定判断部５１の状態信号を入力し、プロセスの運
転開始時は粗調モードを選択し、安定すると自動的に微
調モードに切替える。１１ｊ！スライス選択部５７は粗
調モードの場合に用いられるもので、適合度Ｂが粗調し
きい値Ｖ２よりも大きいスライスがあると認めたときは
、当該スライスを選択する。微調スライス選択部５１ａ
は微調モードの場合使用されるもので、第１図のスライ
ス選択部５１と大略同一の動作をする。即ち、所定のし
きい値よりも大きいスライスが有ると判断したときは皺
延ばし規範５２に従って当該スライスを選択する。ゾー
ン分割部５４でスライスを幾つかの領域に分割している
ときは、各領域ごとに皺延ばし規範５２を適用する。

出力制御部６０は、粗調モードでは粗調スライス選択部
５７の決定、微調モードでは微調スライス選択部５１ａ
の決定に従ってスライスに操作量を出力する。好ましく
は、粗調モードの操作量を微調モードより大きく定める
とよい。この場合には、ディジタル式では操作量Ａを粗
調モードと微調モードで別々に定め、アナログ式では演
算された微調モードの操作量に、１よりも大きな粗調モ
ード用係数を乗じて粗調モード用の操作量とすると良い
０例えば、粗調モードの操作量は微調モードの２倍の操
作量とすると、プロフィルの収束が早くなる。

このように構成された装置の動作を次に説明する。第１
０図は実施例３の流れ図である。まず、第２図と同じく
８１１〜Ｓ１４を実行する。続いて、モード設定部５６
を見て、現在の制御モードが粗調モードが微調モードか
を判断する（Ｓ２０）、粗調モードであれば、粗調スラ
イス選択部５７で粗調しきい値■２よりも大きな値の適
合度Ｂを持つスライスを数に制限なく選択する（Ｓ２１
）。

そして、出力制御部６０では操作ルール推論部４３で定
めた操作ルールに従い、Ｓ２１で定められたスライスを
操作する（Ｓ２２）。

微調モードであれば、微調スライス選択部５１ａで皺延
ばし規範５２に従い、操作する候補となるスライスを定
め、更にスライスカウンタ５３で操作の認められている
領域に存在することを確認する（３３１）、そして、出
力制御部６０では操作ルール推論部４３で定めた操作ル
ールに従い、Ｓ３１で定められたスライスを操作する（
Ｓ３２）。次に、次回の制御周期に移る。

（実施例４） 第１１図は本発明の第４実施例の構成ブロック図である
。第３実施例（第９図）との比較を説明すると、粗調ス
ライス選択部５７が皺延ばし規範５２及びゾーン分割部
５４を参照している点である。粗調スライス選択部５７
では、ゾーン分割部５４のスライス分割を例えば８個と
して、−回に操作しうるスライスの数を多くして、プロ
フィルの収束を早める。スライスの操作量も、微調モー
ドに比較して大きくしである。他方、微調スライス選択
部５１ａでは、ゾーン分割部５４のスライス分割を例え
ば２個として、−回に操作しうるスライスの数を少なく
してプロフィルを安定に保持する。

第１２図は本発明の構成ブロック図で、制御機能に注目
して表わしている。なお、第１２図において前記第１５
図と同一作用をするものには同一符号を付は説明を省略
する。仮想スライス演算部３６は仮想スライスの制御偏
差を求め、演算器２２の求めたスライスの制御偏差と共
に候補選定部４０におくられる。候補選定部４０ではフ
ァジィ演算を用いて各スライスの制御偏差に応じた操作
ルールを選択する。スライス決定部５０は候補選定部４
０で操作ルールを定める際に用いた適合度を所定のしき
い値と比較して、今回の制御周期で実際に操作するスラ
イスを定める。適合度の低いものはプロフィルが安定な
状態にあると考えられるので、スライス操作を今回は見
通る。このスライスを定める規範は皺延ばし規範５２で
あり、加算器２６に結果を送り、零次ホールド回路２７
を介して必要なスライス操作か成される。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば次のような効果が
ある。

■　仮想スライスを設けてスライスの偏差よりも細かに
運転状態を把握しているので、鋸歯状波を増大するよう
なスライス操作が回避できる。

■　実施例のように複数の操作ルールを設け、鋸歯状波
の当該スライスにおける波形に応じてスライス操作を選
択すると、鋸歯状波を除去するようなスライス操作がで
きる。

■　実施例３及び４のように、′Ｉｌｉ調モードと微調
モードを設けて、プロセスが不安定な場合には粗調モー
ドにより迅速にプロフィルを収束させ、プロセスが安定
すると微調モードにより精密にプロフィルを制御すると
、損紙が少なくてすむ。

■　実施例のように、スライスカウンタ５３を設けて操
作済み領域側のスライスから操作未了領域側のスライス
に向かって徐々に操作していくと、制御中にプロフィル
か発散すると言う事態が防止できる。

■　実施例のように皺延ばし規範の第１規範で、操作す
るスライスの本数を１乃至２本に限定すると、プロフィ
ルの制御性が安定なものになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す構成ブロック図、第２
図は第１図の装置の動作の流れを説明する流れ図、第３
図はセンサ１４の検出する坪量プロフィルをスライスと
の位置対応を明確にして表示した図、第４図は仮想スラ
イス演算部３６の表示するスライス及び仮想スライスの
偏差表示図、第５図は操作ルール部４１のルールの一例
を示す図、第６図は評価関数部４２の一例を示す図、第
７図は第５図のルールに従い適合度Ｂを計算する事例の
説明図である。 第８図は本発明の第２実施例を説明する流れ図、第９図
乃至第１０図は本発明の第３実施例の説明図、第１１図
は本発明の第４実施例の説明図、第１２図は制御に注目
して表わした本発明の構成ブロック図である。 第１３図は抄紙機全体の構成斜視図、第１４図は抄紙機
制御装置の構成ブロック図、第１５図はコントローラ１
６に注目した抄紙機制御装置の構成ブロック図、第１６
図はスライス間鋸歯状波の説明図である。 ６．７・・・スライス、１４・・・センサ、３２・・・
プロフィル演算部３２．３４・・・位置対応部、３６・
・・仮想スライス演算部、４０・・・候補選定部、５０
・・・スライス決定部−１５２・・・皺延ばし規範、５
３・・・スラ第 図 第 図 第 図 （Ａｌ （Ｂ） 第 δ 図 第 Ｏ 図

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）紙の原料の供給量を操作する当該紙の幅方向に複
   数配置されたスライスと、製造された紙の品質を当該紙
   の幅方向に測定するセンサとを有する抄紙機に対して、
   このセンサで検出した値が予め定められた目標プロフィ
   ルに一致する方向に前記スライスを操作する抄紙機制御
   装置において、前記センサの測定点が、前記スライスの
   いずれに位置対応しているか定める位置対応部と、前記
   検出坪量プロフィルと目標プロフィルとの偏差を、当該
   位置対応部の対応関係に従い、前記スライスについて演
   算するプロフィル演算部と、前記スライスの間の位置に
   設けられる仮想スライスについて前記検出坪量プロフィ
   ルと目標プロフィルとの偏差を演算する仮想スライス演
   算部と、スライスを操作するルールを少なくとも１以上
   有し、前記プロフィル演算部及び仮想スライス演算部で
   演算した各スライス及びこれに隣接する仮想スライスで
   の偏差を用いて、これら各ルールに対して当該操作ルー
   ルとの適合度を演算し、この演算した適合度を基に当該
   操作ルールのうち一つを各スライスに対して取出す候補
   選定部と、この候補選定部で求めた各スライスについて
   の適合度と、所定のしきい値とを比較して皺延ばし規範
   にしたがって操作対象となるスライスを決定するスライ
   ス決定部と、 このスライス決定部で決定されたスライスについて候補
   選定部で選定された操作ルールに従つて制御量を当該ス
   ライスに送る出力制御部と、を具備することを特徴とす
   る抄紙機制御装置。
2. （２）前記候補選定部の操作ルールは、当該スライスを
   一つ操作する第１のルールと、当該スライス及びこれに
   隣接する一方の側のスライスを同じ方向に操作する第２
   のルールと、当該スライス及びこれに隣接する一方の側
   のスライスを異なる方向に操作する第３のルールとを有
   することを特徴とする請求項１記載の抄紙機制御装置。
3. （３）前記候補選定部の操作ルールは、当該スライスを
   一つ操作する第１のルールと、当該スライス及びこれに
   隣接する一方の側のスライスを同じ方向に操作する第２
   のルールと、当該スライス及びこれに隣接する一方の側
   のスライスを異なる方向に操作する第３のルールとを有
   し、 前記適合度の演算は、第１のルールについては当該スラ
   イス及びこれに隣接する両側の仮想スライスにおける偏
   差を用い、第２及び第３のルールについては当該スライ
   スと隣接するスライス及びこれらの間に存在する仮想ス
   ライスとこれらの端に隣接して存在する仮想スライスに
   おける偏差を用いることを特徴とする請求項１記載の坪
   量抄紙機制御装置。
4. （４）前記皺延ばし規範は、 予め定められた方向にあるスライスを採択可能なものと
   して表示するものであつて、操作済み領域と操作未了領
   域の境界を示すスライスカウンタと、 この適合度と予め定められた微調しきい値とを比較して
   、今回の各スライス操作の分類をする操作推論部と、 この操作推論部で当該適合度が微調しきい値よりも大き
   いスライスがあり、かつこのスライスが前記スライスカ
   ウンタの示す値よりも操作未了領域側に存在すると判断
   したときは、当該スライスを選択すると共にこの操作し
   たスライスの位置を当該スライスカウンタに書込む第１
   規範部と、この操作推論部で当該適合度がすべてのスラ
   イスにおいて微調しきい値よりも小さいと判断したとき
   、若しくは微調しきい値よりも大きいスライスがあり、
   かつこのスライスが前記スライスカウンタの示す値より
   も操作済み領域側にのみ存在すると判断したときは、選
   択すべきスライスをなしとすると共に前記スライスカウ
   ンタの値をリセットする第２規範部と、 を具備することを特徴とする請求項１記載の抄紙機制御
   装置。
5. （５）前記皺延ばし規範は、 予め定められた方向にあるスライスを採択可能なものと
   して表示するものであって、操作済み領域と操作未了領
   域の境界を示すスライスカウンタと、 この適合度と予め定められたラフしきい値及びこのラフ
   しきい値よりも小さな値の微調しきい値とを比較して、
   各スライスの分類をする操作推論部と、 この操作推論部で当該適合度がラフしきい値よりも大き
   いスライスがあると判断したときは、当該スライスを選
   択する第３規範部と、 この操作推論部で当該適合度がラフしきい値よりも小さ
   く、微調しきい値よりも大きいスライスがあり、かつこ
   のスライスが前記スライスカウンタの示す値よりも操作
   未了領域に存在すると判断したときは、当該スライスを
   選択すると共にこの操作したスライスを当該スライスカ
   ウンタに書込む第１規範部と、 この操作推論部で当該適合度がすべてのスライスで微調
   しきい値よりも小さいと判断したとき、若しくはラフし
   きい値よりも小さく、微調しきい値よりも大きいスライ
   スがあり、かつこのスライスが前記スライスカウンタの
   示す値よりも操作済み領域側にのみ存在すると判断した
   ときは、選択すべきスライスをなしとすると共に前記ス
   ライスカウンタの値をリセットする第２規範部と、を具
   備することを特徴とする請求項１記載の抄紙機制御装置
   。
6. （６）前記スライスカウンタは、前記センサで測定する
   プロフィルの中央部を基準に外側方向に位置するスライ
   スのうち直近に操作されるものを操作未了領域側にある
   境界値として記憶することを特徴とする請求項４又は５
   記載の抄紙機制御装置。
7. （７）前記第１規範部では、スライスカウンタの記憶す
   るスライスから操作未了領域側に予め定められた操作す
   るスライス数の範囲内で操作すべきスライスを選択する
   ことを特徴とする請求項４又は５記載の抄紙機制御装置
   。
8. （８）前記スライス決定部は、現在の制御モードが粗調
   モードであるか微調モードであるか定めるモード設定部
   と、 当該適合度が粗調しきい値よりも大きいスライスがある
   と判断したときは当該スライスを選択する粗調スライス
   選択部と、 当該適合度が微調しきい値よりも大きいスライスがある
   と判断したときは皺延ばし規範にしたがって操作対象と
   なるスライスを選択する微調スライス選択部と、 を有することを特徴とする請求項１記載の抄紙機制御装
   置。
9. （９）前記スライス決定部は、プロフィルの状態が乱れ
   たときは前記モード設定部は粗調スライス選択部を選択
   し、安定しているときは微調スライス選択部を選択する
   ことを特徴とする請求項８記載の抄紙機制御装置。
10. （１０）前記スライス決定部は、予めスライスを幾つか
    のゾーン毎に区分し、区分されたゾーン毎に皺延ばし規
    範にしたがって各ゾーン内の操作対象となるスライスを
    決定することを特徴とする請求項１又は８記載の抄紙機
    制御装置。
11. （１１）紙の原料の供給量を操作する当該紙の幅方向に
    複数配置されたスライスと、製造された紙の品質を当該
    紙の幅方向に測定するセンサとを有する抄紙機に対して
    、このセンサで検出した値が予め定められた目標プロフ
    ィルに一致する方向に前記スライスを操作する抄紙機制
    御方法において、前記センサの測定点が、前記スライス
    のいずれに位置対応しているか定める位置対応工程と、
    前記検出坪量プロフィルと目標プロフィルとの偏差を、
    当該位置対応工程の対応関係に従い、前記スライスにつ
    いて演算するプロフィル演算工程と、 前記スライスの間の位置に設けられる仮想スライスにつ
    いて前記検出坪量プロフィルと目標プロフィルとの偏差
    を演算する仮想スライス演算工程と、 スライスを操作するルールを少なくとも１以上有し、前
    記プロフィル演算工程及び仮想スライス演算工程で演算
    した各スライス及びこれに隣接する仮想スライスでの偏
    差を用いて、これら各ルールに対して当該操作ルールと
    の適合度を演算し、この演算した適合度を基に当該操作
    ルールのうち一つを各スライスに対して取出す候補選定
    工程と、この候補選定工程で求めた各スライスについて
    の適合度と、所定のしきい値とを比較して皺延ばし規範
    にしたがつて操作対象となるスライスを決定するスライ
    ス決定工程と、 このスライス決定工程で決定されたスライスについて候
    補選定工程で選定された操作ルールに従って制御量を当
    該スライスに送る出力制御工程と、を具備することを特
    徴とする抄紙機制御方法。