(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱装置（１１６）内で熱可塑性材料製の複数のプリフォーム（１４）を温度調整するための前記加熱装置（１１６）を駆動するための方法にして、
それぞれの前記プリフォーム（１４）が前記加熱装置（１１６）内での熱的な調整によって後続の変形プロセスのために準備され、当該変形プロセスでは圧力下で前記プリフォーム（１４）内へ供給される変形流体を用いて前記プリフォーム（１４）は容器（１２）へと変形され、
前記加熱装置（１１６）が複数の駆動状態で、即ち少なくとも第１の駆動状態及び第２の駆動状態で、駆動され、
前記第２の駆動状態での前記加熱装置（１１６）の駆動が前記加熱装置（１１６）のスタートアップフェーズのために行われ、当該スタートアップフェーズでは前記加熱装置（１１６）の温度は前記加熱装置（１１６）の熱力学的に安定な平衡状態の平衡温度へ近づき、
前記第１の駆動状態での前記加熱装置（１１６）の駆動が前記スタートアップフェーズに続く前記加熱装置（１１６）の連続駆動のために行われる、
方法において、
前記第２の駆動状態では前記加熱装置（１１６）が時間的に変化する加熱出力値で駆動されること、
を特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、
前記第１の駆動状態では、前記加熱装置（１１６）の加熱出力の調整制御が、制御回路内で、参照値ＦIST／ＦSOLLに従って行われること、
を特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記加熱装置（１１６）内に加熱装置温度を検出するための温度センサ（１６０）が配置され、設定された前記加熱装置温度に達すると第２の駆動状態から第１の駆動状態への移行が行われること、
を特徴とする方法。
【請求項４】
請求項３に記載の方法において、
前記加熱装置（１１６）の前記第２の駆動状態が、最低加熱装置温度に達してからはじめて始まること、
を特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１から４の何れか一項に記載の方法において、
前記第２の駆動状態での制御或いは調整が、目下存在する第２の駆動状態のために、時間的により以前に存在した第２の駆動状態に前記加熱装置（１１６）を通過した複数の前記プリフォーム（１４）又は当該プリフォーム（１４）から製造される前記容器（１２）での測定の結果に応じて、行われること、
を特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の方法において、
前記測定の前記結果がニューラルネットワーク（８００）へ供給されること、
を特徴とする方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、
前記測定の前記結果が単層的なニューラルネットワーク（８００）へ供給されること、
を特徴とする方法。
【請求項８】
請求項７に記載の方法において、
前記測定の前記結果がＧＲＮＮこと一般回帰ニューラルネットワークへ供給されること、
を特徴とする方法。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載の方法において、
前記第２の駆動状態の調整制御が前記第１の駆動状態での前記加熱装置（１１６）のコントローラ内に外乱として実装されていること、
を特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法において、
前記第２の駆動状態の調整制御が前記第１の駆動状態での前記加熱装置（１１６）のコントローラ内に外乱として、すなわち自己学習的な外乱補償として実装されていること、
を特徴とする方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の方法において、
前記第１の駆動状態のための前記コントローラの調整信号に対して、前記第２の駆動状態において補償信号が追加されること、
を特徴とする方法。
【請求項１２】
加熱装置（１１６）内で熱可塑性材料製の複数のプリフォーム（１４）を温度調整するための前記加熱装置（１１６）にして、
それぞれの前記プリフォーム（１４）が前記加熱装置（１１６）内での熱的な調整によって後続の変形プロセスのために準備され、当該変形プロセスでは圧力下で前記プリフォーム（１４）内へ供給される変形流体を用いて前記プリフォーム（１４）は容器（１２）へと変形され得て、
前記加熱装置（１１６）が、前記加熱装置（１１６）を少なくとも第１の駆動状態及び第２の駆動状態で駆動させる制御デバイス（４００、Ｂ、８００）を有しており、
前記第２の駆動状態での前記加熱装置（１１６）の駆動は前記加熱装置（１１６）のスタートアップフェーズであり、当該スタートアップフェーズでは前記加熱装置（１１６）の温度は前記加熱装置（１１６）の熱力学的に安定な平衡状態の平衡温度へ近づき、
前記第１の駆動状態での前記加熱装置（１１６）の駆動は前記スタートアップフェーズに続く前記加熱装置（１１６）の連続駆動である、
加熱装置において、
前記制御デバイス（４００、Ｂ、８００）が、請求項１から１１の何れか一項に記載の駆動方法を実施するために形成されていること、
を特徴とする加熱装置。
【請求項１３】
複数のプリフォーム（１４）から複数の容器（１２）を、圧力下で前記プリフォーム（１４）内へ導入される形成流体を用いた変形によって、製造するための機械にして、前記プリフォーム（１４）の温度調整のための加熱装置（１１６）を有する機械において、
前記加熱装置（１１６）が請求項１２に従って構成されていること、
と特徴とする機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性材料製の温度調整されたプリフォーム用の加熱装置を駆動するための、請求項１の前提部分に従う方法に関するものである。本発明は更に、プリフォームの温度調整用の、請求項１２の前提部分に従う加熱装置に関するものである。最後に本発明は、複数のプリフォームから複数の容器を製造するための、請求項１３の前提部分に従う機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製のプリフォーム（予成形体）といった熱可塑性材料製のプリフォームからブロー形成によって容器を製造することは既に知られおり、その際、プリフォームはブロー機械（ブローマシン）の内部で異なる加工ステーションに供給される（特許文献１）。通常ブロー機械は、プリフォームを調温或いは熱的に調整するための加熱装置、並びに、少なくとも１つのブローステーションを備えたブロー装置を有している。当該ブローステーションの領域では、前もって温度調整されたそれぞれのプリフォームが容器へと膨張（拡張）される。膨張は、圧力媒体としての圧力ガス（圧縮空気）を用いて行われ、当該圧力媒体は形成圧で膨張されるべきプリフォーム内へと導入される。プリフォームをそのように膨張させる場合のプロセス工学的な経過は特許文献１で詳説されている。ブローステーションの基本的な構造は、特許文献２に記載されている。プリフォームの調温の実現性については特許文献３で詳説されている。その際、調温及び熱的な調整としては、プリフォームがブロー成形にとって適切な温度まで加熱され、また、場合によっては、プリフォームに対して温度プロフィールがもたらされることとして理解される。追加的に延伸ロッドを用いて、プリフォームから容器をブロー形成することも同様に既知である。
【０００３】
通常の更なる処理方法に従えば、ブロー成形によって製造された容器は、後続の充填装置へと供給され、そこで予定されている製品又は充填物を充填される。すなわち、専用のブロー機械及び専用の充填機械が用いられる。その際、専用のブロー機械及び専用の充填機械が１つのマシンブロックに統合されること、すなわち、１つのブロック化されたブロー充填装置に統合されること、も知られている。その際更には、ブロー成形工程及び充填工程は、個別の機械的な構成要素において、時間的に前後して行われる。
【０００４】
更に、熱的に調整された或いは調温されたプリフォームからなる容器を、特にはボトル形状でも、製造すること及びその際同時に液状の充填物を用いて充填することが既に提案されており、当該液状の充填物は液圧的な圧力媒体としてプリフォームを膨張させるため或いは容器を作り上げるために成形及び充填圧で供給され、その結果それぞれのプリフォームの充填と同時に容器へと変形される。それぞれの容器の成形及び充填が同時に行われるその種の方法は、液圧的変形法又は液圧的容器形成とも称される。またこの場合、延伸ロッドを用いることによってこのような変形を支援することも知られている。この場合、プリフォームは成形及び充填工程の前に予め温度調整される。
【０００５】
充填物そのものによってプリフォームから容器を成形する場合、すなわち、充填物を液圧的な圧力媒体として用いる場合、容器の成形及び充填のためには、ただ１つの機械のみが必要となるが、当該機械はそのためにより複雑な構成を有する。その種の機械の例は、特許文献４に示されている。別の例は特許文献５に示されている。
【０００６】
プリフォームの温度調整に関しては基本的に、後続の工程において適切な温度プロファイルを有するプリフォームの変形が、圧力下にあるガスの導入により行われるか、又は、圧力下にある液体を用いて行われるかに関わらず、種々の要求は一致している。プリフォームを熱的に調整するために設けられるそれぞれの加熱装置、及び、その種の加熱装置を駆動（運転）するために用いられるそれぞれの方法は、双方の変形方法にとっても同様である。後述の方法は、上述の双方の変形方法に同様に関連している。
【０００７】
従来技術において知られている加熱装置は、例えば複数のいわゆる加熱ケースから構成されている。これらの加熱ケースは通常は固定的に加熱経路に沿って配設されており、これらの加熱ケースを通って複数のプリフォームが適切な搬送装置を用いて通過移動されまたその際に加熱される。一般的な搬送装置は例えば周回性の搬送チェーンから構成されている。複数の搬送チェーン構成要素はその際、例えば複数の搬送ロッドによって形成されており、それらのそれぞれが、プリフォームの開口部分への挟持的な係合によって、プリフォームを保持しまた加熱ケースを通過する加熱経路に沿ったその周回性の移動で案内する。
【０００８】
通常は、加熱装置はモジュール的に構成されている、即ち、加熱経路に沿ってその種の複数の加熱ケースが加熱モジュールとして配設されている。それはそれぞれ同一の加熱ケースであるか、異なる構造の加熱ケースである。
【０００９】
加熱ケースの内部には、例えば複数の加熱要素が配設されている。従来技術においては特には近赤外線放射装置（ＮＩＲ放射装置）が加熱要素としてもちいられ、例えば、プリフォームの長手方向において複数の近赤外線放射装置が加熱要素として上下に並んで配設されている。その種の加熱装置の例、及び、先に加熱ケースと称された加熱モジュールの一般的な構造に対する例は、特許文献６及び特許文献７に示されている。
【００１０】
従来技術においては、これらの加熱装置が制御装置に接続されていることが知られている。これらの制御装置はその際通常、プリフォームが所望の温度プロファイルで加熱装置から出るように、プリフォームが加熱装置内部で加熱されるように、設計されている。そこからは、プリフォームにおいて特定の温度が実現されていること、そしてまた、プリフォームの長手方向及び場合によってはプリフォームの周方向での特定の温度プロファイルが実現されていること、が理解される。従来技術においては、例えば上述の加熱要素に加えてプリフォームの表面を冷却するためのデバイスも設けられ得ることも知られている。それは例えば、冷却されたエアフローをプリフォーム表面へ狙って作用させるための装置である。このような冷却のためのデバイスも同様に、加熱装置の上述の制御デバイス内へ組み込まれ得る。制御デバイス及び制御方法なる用語は、以下のようなデバイス及び方法を含んでいる、即ち、英語の用語「オープンループ制御（open-loop control）」の意味での制御が実施される、及び、英語の用語「クローズドループ制御（closed-loop control）」の意味での調整制御が実施される、そしてまた、それらの双方が実施される、デバイス及び方法を含んでいる。
【００１１】
加熱装置の出口にてプリフォームが所望の様態で調温されて存在するように、即ちプリフォームが所望の温度及び所望の温度プロファイルを有するように、加熱装置を制御技術的に調整及び／又は制御することが出来るために、従来技術においては加熱装置の出口側に例えば測定センサを配設することが知られており、当該測定センサは例えば測定センサを通り過ぎるプリフォームの表面温度を測定するパイロメータである。調整制御の参照値は、そのような実施形態においてはプリフォームの表面温度であるかもしれない。この測定値は例えば目標値と比較され得る、そして、加熱装置の調整制御は従ってプリフォームの表面温度に対する目標値への調整制御へ調整されていてもよい。
【００１２】
既知の加熱装置においては部分的に、プリフォームの長手方向で上下に配置されている複数の加熱要素に関して、差異が存在することが企図されている。例えば上下に配置されている加熱要素に対しては、それぞれに適した固有の加熱出力が決定され、それは制御装置によって調整及び／又は制御される。例えば制御装置内での予調整が、異なる高さレベルに配設された加熱要素が異なった加熱を行うべきであるかどうか、またどのように加熱を行うべきであるかについて行われ、それは例えばオペレータによって行われてもよい。制御装置はそのために、例えば高さに特有の変数を準備することが出来る。更に、上位におかれた出力変数にして全ての加熱要素に対して援用される出力変数が調整されることが知られている。放射平面の、即ち、同じ高さレベルに配設された全ての加熱要素の、制御装置によって設定される実際の加熱出力は従って、両方のパラメータの乗算によってもたらされる。加熱要素平面ごとの加熱出力を個別に調整することによって特定の加熱プロファイルが調整可能である。従って、例えばそれぞれの平面における加熱出力は、プリフォームの特定の領域がより強く加熱されるように、調整され得る。同時に、加熱出力は、全ての加熱要素に対して共通の上位に置かれた出力パラメータを介して、まとめて調整されてもよい。加熱装置の調整制御はその際従来技術においては、上位におかれた出力パラメータがパイロメータの値とは無関係に再調整されることによって行われる。パイロメータの値は、つまり例えばプリフォームの表面温度は、調整制御の参照量である。高さ固有のパラメータは、従来技術においては調整制御されず、むしろプリフォームの軸方向での所望の温度プロファイルからもたらされる。それは通常機械の敷設或いは慣らし運転の際に調整され、そして必要に応じて、例えば別のプリフォームへの製品変更の際に、オペレータによって変更される。
【００１３】
既知の加熱装置、及び、これらの加熱装置用の既知の制御装置及び制御方法は、加熱装置が熱力学的な安定的な平衡状態における平衡温度に達しており、また、連続駆動中（連続運転中）にこの状態で駆動される場合に、良好な結果を示す。この熱力学的に安定な平衡状態は、ある程度の駆動期間の経過後に加熱装置を形成する加熱要素、リフレクタ等といった構成要素が連続的な駆動時に基本的に一定の保たれる温度に到達した場合に、存在する。反対にその種の熱力学的に安定な平衡状態は、加熱器が駆動される場合、又は、加熱器が所謂インライン駆動から再度生産駆動へ移行される場合には、まだ存在していない。その際「インライン駆動」としては、通常の容器製造プロセスまた従って通常の加熱プロセスが例えば故障のため中断されている駆動状態が理解される。故障の場合は通常加熱装置内へのプリフォームの供給は中断され、そして、加熱装置は低い加熱出力値で駆動され続ける。故障が長期間に渡る場合に初めて、加熱装置は完全に遮断される。加熱装置は、そのようなスタートアップフェーズ、即ち、連続駆動外の駆動フェーズでは、非定常的な放射挙動及び加熱挙動を示す。これらの非定常的な挙動は、基本的に２つの効果の結果として生じるものである。加熱装置の開始時点に対して装置の複数の構成要素はそれら自体では依然としてそれらの最終的な駆動温度には到達していない。従って依然として熱的及び形状的に安定な挙動は存在していない。加熱装置を通って案内されるプリフォームへ当たる熱光線は、スタートアップフェーズでは、従って依然として熱力学的な平衡にはなく、その理由は加熱装置内に配設されたリフレクタ又はその他の構成部材が依然としてそれらの平衡温度に達していないからである。加熱装置のリフレクタ又はその他の構成部材はしかしながら二次放射体である。放射体のガラス球も、又は場合によっては設けられるフィルターも、場合によってはそれらの平衡状態へは依然として到達しておらず、そして、プリフォームへ作用する光線強度へ対する別の効果がもたらされる、それは例えばプリフォームへ当たる光線の波長スペクトルにも関連している。
【００１４】
別の観点では、加熱装置のスタートアップフェーズでは始め、プリフォームは加熱装置内へ入れられない。従来技術においてプリフォームは特定の加熱装置温度に到達後にはじめて加熱装置内へ入れられることが通常である。第１のプリフォームが入ることに伴い、放射表面と吸収面の間の比率は常に変化する。
【００１５】
加熱装置のこのスタートアップフェーズでは従って、結果的に複数のプリフォームは異なって加熱される。対応的に、プリフォームから製造される容器はそれらの特性に関してばらつきを有する。
【００１６】
加熱装置内で発生する温度は、従来技術においては、例えば温度センサによって測定され、当該温度センサは例えば加熱装置のリフレクタに配設されていてもよい。そのような温度測定は例えば、加熱装置が特定の目標温度であってその温度からプリフォームの加熱装置内への導入が開始される目標温度に到達したかどうか、を確認するために用いられ得る。その種の温度センサを複数設けることも可能である。
【００１７】
加熱装置の従来技術においては既知の制御デバイス十分に機能することから、連続駆動で既知の加熱装置を駆動する場合、例えばその種の加熱装置のスタートアップフェーズの終了後、容器品質についての要求を満たす結果が到達可能である一方で、連続駆動の前、即ち少なくとも近似的に熱力学的に安定な平衡状態へ到達する前には、容器品質に関する問題が生じる。基本的には、加熱装置のスタートアップ時間を良好な信頼性を伴い近似的に熱力学的に安定な平衡状態が到達されているように設計すること、即ち例えば、プリフォームを加熱装置内へ導入し始める前に、加熱装置の複数の構成部材がそれらの熱力学的な平衡状態へ又はそれらの熱力学的な平衡状態近傍の状態へ到達するように、設計すること、は当然可能ではある。しかしながらこれは、容器製品を収める前に若干の時間がかかることも意味するであろう。通常のスタートアップ時間は、数分の範囲であり、例えば５分といった値であり得る。現存する機械を有効に利用するためには、そして、熱エネルギーを有効に用いるためには、しかしながら、可能な限り早期に製品を収めることが好ましい。従って従来技術においても既に、加熱装置がその連続駆動状態到達する相当以前、即ち、依然としてスタートアップフェーズであるうちに、容器製造が開始される。
【００１８】
これに関しては、このスタートアップフェーズ時には加熱装置が連続駆動時とは異なって調整或いは制御されることが知られている。プリフォームの温度の測定及び連続駆動状態における移行の測定に基づいた上述の調整制御は、いずれにせよ、複数の初期のプリフォームが加熱装置を出る場合にはじめて可能であり、その理由は、この時点ではじめて参照値（ガイド値）がプリフォーム温度の測定によって生じ得るからである。従って、例えば加熱装置内が第１の目標温度に到達した後、加熱装置がプリフォームの第１の温度測定が行われる時点とは異なる様態で駆動されることが知られている。それ以後は、連続駆動に関する加熱装置の上述の調整制御が有効である。またそれ以前は、加熱装置は別の方法に従って駆動される。
【００１９】
加熱装置が完全な生産出力におけるその熱力学的に安定な平衡状態へ到達する前には、一般的には、熱エネルギーはほとんどプリフォーム内へ入れられない。その原因は、装置の加熱された複数の構成部材が、二次放射体として作用しそして温度の上昇に伴い例えばＰＥＴによって格別に良好に吸収されるより多くの長波長の光線を放射するからである。熱力学的に安定な平衡状態へ到達する前では、この長波長の光線成分は二次放射体によって低減される。この原因から、従来技術においては、連続駆動状態へ到達する前に、また従って明らかに熱力学的に安定な平衡状態へ到達する前でも、プリフォームを加熱装置へ装填する場合、加熱装置の全加熱出力を、連続駆動にとっての基本値に対応する加熱出力よりも高い値に調整することが知られている。その後はじめて連続駆動に対する調整制御が冒頭説明したように影響を及ぼすが、その理由は、その時はじめてプリフォームでの温度測定が可能であるからである。
【００２０】
加熱装置のスタートアップフェーズにおいて設定されるより高い加熱出力は例えば、所謂、傾向曲線（トレンドカーブ）から引き出される。当該傾向曲線は例えば、加熱装置出力と加熱装置温度の間で経験的に特定される関係を含んでいる。このスタートアップフェーズにおける加熱装置の制御或いは加熱装置の出力の制御は従って、その種の設定された傾向曲線から得られる固定の出力値に基づいて行われる。その際、従来技術においては、経験的に動機づけられた傾向曲線を検出された環境温度に従ってシフトすることで、測定された環境温度を考慮することが知られている。要約すると従来技術においては以下のことが知られている、即ち、加熱装置の連続駆動状態に到達する前には加熱装置は例えばプリフォームの温度測定に基づいては調整されず、むしろ複数の加熱要素は時間的に一定の出力で駆動され、その際調整される出力値は傾向曲線から得られること、が知られている。
【００２１】
従来技術の上述の加熱装置は従って最初に始動され、そして、複数の加熱要素が予め調整された特定の開始出力で駆動される。加熱装置内が特定の第１の温度に到達した場合、複数の初期のプリフォームが加熱装置内へ入り、そして加熱装置或いは加熱装置の複数の加熱要素が、設定された出力値で駆動される。加熱装置は、この一定の数値設定に従って制御される。設定された特定の事象に到達してからはじめて、連続駆動のための加熱装置の調整制御が有効となる。この設定された事象は例えば、プリフォームの第１の表面温度の検出であり得る。
【００２２】
本願においては、また特には特許請求の範囲においては、加熱装置の第１の駆動状態（第１の運転状態）及び第２の駆動状態（第２の運転状態）について記載している。その際第２の駆動状態は、加熱装置の以下のような駆動状態であることが見込まれている、即ち、熱力学的に安定な平衡状態が依然として到達されていない、即ち、加熱装置の加熱放射体及びその他の要素がそれらの熱力学的な平衡状態に依然として到達していない駆動状態であることが見込まれている。この第２の駆動状態では、複数の加熱放射体及びその他の複数の要素は依然として熱力学的な平衡状態へ向かう。熱的な調整から完成容器までの１回の変形プロセスの通常のサイクルタイムに関しては、それらの温度及びそれらの放射挙動は依然として力学的な平衡状態の方向へ変化している。通常のサイクルタイムは１０秒間の範囲内にあり、これらの変化は、この時間窓内で、例えば加熱装置の温度に関連して、数℃の範囲内にある。それとは異なり得る第１の駆動状態では、従来技術においては加熱出力の調整制御は、測定センサによって検出された参照値ＦISTに従って閉回路内で行われる。
【００２３】
スタートアップ駆動での加熱装置の上述の制御における欠点は、加熱装置から出てくるプリフォームが依然として、非常に均一な温度及び非常に均一な温度プロファイルを有することが出来ないことであり、その原因は、複数の加熱要素のための出力値の固定的な調整が単にスタートアップフェーズのために適した平均値であり得るに過ぎない点にある。これらのプリフォームから製造される容器は従ってそれらの特性に関して依然として比較的大きなばらつきを有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】ＤＥ  ４３  ４０  ２９１  Ａ１
【特許文献２】ＤＥ  ４２  １２  ５８３  Ａ１
【特許文献３】ＤＥ  ２３  ５２  ９２６  Ａ１
【特許文献４】ＵＳ  ７，９１４，７２６  Ｂ２
【特許文献５】ＤＥ  ２０１０  ００７  ５４１  Ａ１
【特許文献６】ＥＰ  ２  ７４９  ３９７  Ａ１
【特許文献７】ＷＯ  ２０１１／０６３７８４  Ａ２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
本発明は、現段階で改善をもたらすことを見込んでおり、プリフォームの温度調整の質が、また従ってそれらから製造される容器の質も、加熱装置のスタートアップ駆動の間に改善されることを見込んでいる。なお、当該容器は加熱装置の連続駆動に至る前にそして熱力学的な平衡状態に至る前にも製造されるものである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
この課題は、請求項１に従う方法、請求項１２に従う加熱装置及び請求項１３に従う機械によって解決される。
【００２７】
本発明に従い、加熱装置の第２の駆動状態では、加熱出力のために固定値は設定されないことが企図されている。むしろ、制御装置は第２の駆動状態では加熱装置を時間的に変化する加熱出力値を用いて駆動することを予定している。その際好ましくは、時間的に変化する加熱出力値は、連続駆動時に援用される基本加熱出力値へ向かって発展する、好ましくは、それは連続駆動への移行の際に少なくとも近似的に到達するが、その一方でそれはそれ以前にはより高い加熱出力値を想定している。連続駆動では、従来技術に関連して、基本加熱出力値の周囲での調整制御が行われる。つまり連続駆動では一般的に言って、例えばプリフォーム温度といった参照値に従い安定化を促す調整制御を行うことに関連しており、それはそうでなくてもいずれにせよほぼ平衡状態で存在する熱力学的な系において、行われる。調整制御によって設定される加熱出力値は従って、結果的に基本加熱出力値の周囲に存在することになる。従って、制御装置が第２の駆動状態において加熱出力値をこの基本加熱出力値の方向で発展させて設定する場合が有利である。第１の駆動状態とは異なり、第２の駆動状態は安定化を促す制御ではなく、むしろ、非平衡効果を考慮するための、近似的な平衡の外側での系の補償的な制御及び／又は調整である。好ましくは例えば、第２の駆動状態においては連続駆動の基本加熱出力値に時間的に変化する補償値が加算され、当該補償値が連続駆動への移行の方向で当初のより大きな値から０へ向かうことが企図され得る。
【００２８】
可能な第１の実施形態においては例えば、制御デバイスは加熱装置の第２の駆動状態では、参照値に基づいて調整又は制御を実行することが出来る。そのような参照値は例えば加熱装置の実温度であってもよいし、時間であってもよい。例えば、出力値を加熱装置内の温度に応じて可変的に設定することも可能である。制御デバイスにおいては従って例えば特性曲線が記憶されていてもよく、当該特性曲線に従って加熱出力が制御され、その際、この特性曲線は、例えば加熱装置の温度と調整されるべき出力値の間の関数的な関係を表しているか、又は、例えば時間と調整されるべき出力値の間の関数的な関係を表している。この特性曲線は、環境温度の影響を考慮するために、例えば測定された環境温度に応じて設定されていてもよい。従来技術とは異なり、本発明を用いれば、スタートアップフェーズの駆動時に加熱出力値が制御して或いは調整して変更されることで、加熱装置のスタートアップフェーズにて熱力学的な平衡状態への次第に増加する適合の結果、変化する加熱条件を考慮することが可能である。これは例えば、実験的に検出される適した特性曲線を記憶することによって、行われる。本発明の別の代替及び発展は、下位請求項に記載されている。
【００２９】
有利には、例えば加熱装置内に温度センサが配置されることが提案される。この温度センサは加熱装置の温度を検知するために利用され、また、この温度センサは例えば従来技術から知られているように配置及び形成されていてもよい。本発明に従い、例えば加熱装置の連続駆動状態への移行といった第１の駆動状態への移行が、即ち、例えばスタートアップ駆動状態といった第２の駆動状態からの離脱が、設定された加熱装置温度への到達以後に行われることが提案される。この温度センサは温度測定値を提供することも可能であり、その目的は参照量としてこの値を用いて加熱装置の駆動の制御或いは調整をその第２の駆動状態で実行することである。
【００３０】
連続駆動状態なる用語と第１の駆動状態なる用語は類語的に用いられ、また、スタートアップ状態／スタートアップなる用語と第２の駆動状態なる用語も類語的に用いられている。
【００３１】
有利には更に、連続駆動状態に到達する以前のスタートアップフェーズでの加熱装置の上述の制御或いは調整が加熱装置における最低温度に到達している場合にはじめて行われること、が提案される。この時点ではじめて、プリフォームは加熱装置内へ入ることが見込まれる。例えば、迅速に加熱装置の加熱状態へ到達するために、スタートアップフェーズの第１フェーズでは加熱要素が高い出力で駆動されることが企図され得る。第１の温度に達した場合、その後、スタートアップフェーズでの調整或いは制御へ戻り使用され得る、そして、第２の温度に達した場合又はプリフォームにて第１の測定結果が検出された場合、その後、加熱装置の連続駆動状態での既知の調整制御が有効化され得る。
【００３２】
既に、例えばスタートアップフェーズのための特性曲線が設定されることによって本発明が実現され得ることについて説明した。しかしながら有利には、制御デバイスがプリフォームでの測定から得られる測定結果又はそのプリフォームから製造される容器での測定から得られる測定結果を利用することも可能である。これらの測定値は例えば時間的に前期の第１のスタートアップ工程において、当該前期のスタートアップ工程中のプリフォーム又はそのプリフォームから製造される容器での測定によって、獲得され、そして、時間的に後期の第２のスタートアップ工程での制御或いは調整のために用いられるが、その目的は、スタートアップフェーズでの制御或いは調整の改善又はそれどころか学習を目的に修正することである。この様態では、プリフォームの加熱の質をスタートアップ工程ごとに徐々に改善することが可能である。
【００３３】
スタートアップフェーズの制御或いは調整を修正するために用いられる測定値は、例えばプリフォームでの温度測定値であってもよい。例えば従来技術で知られているように、プリフォームの表面温度はパイロメータによって測定され得る。しかしながら、容器での測定を行うことも可能であり、例えば容器の壁厚が測定され得る。一般的にはプリフォームへ供給される加熱出力を表すプリフォーム又は容器での値の測定に関連している。
【００３４】
上述の自己改善的或いは自己学習的な制御デバイスは例えば、測定結果がニューラルネットワークに提供されることによって実現され得る。特には、上記の課題に対しては、単層的なニューラルネットワークが適しており、またこの場合特にはＧＲＮＮとも称される一般回帰ニューラルネットワークが適している。
【００３５】
その際制御デバイスは有利には、加熱装置のスタートアップフェーズでの制御或いは調整が加熱装置の調整制御の外乱（干渉量）として実装されるように、形成されている。この様態では、従来技術から知られている調整構成及び制御デバイスが今後も用いられ得て、また、これらは本発明の目的のためには外乱によって補われなければならない、その際、本発明に従い好ましくはこの補足が自己学習的な外乱補償として実施されていることが企図される。特には、加熱装置のスタートアップフェーズにおいては、加熱装置の連続駆動状態のための制御デバイスの調整信号に対して、補償信号が加算されてもよい。加熱装置の連続駆動状態へ到達した場合、例えば外乱或いは外乱接続は用いられなくてもよい。
【００３６】
本発明の更なる長所、特徴及び詳細は、以下において説明される実施例から概略図と関連して明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】変形機械或いはプリフォームから容器を形成するための機械の相当に概略化された図を示す。
【図２】加熱装置の加熱ケースの概略図を示す。
【図３】温度プロファイルを有する温度調整されたプリフォームの概略図を示す。
【図４】変形機械の可能な制御構造の概略図を示す。
【図５】加熱装置を調整制御するための調整制御図を示す。
【図６】加熱装置を調整制御するための代替的な調整制御図を示す。
【図７】ニューラルネットワーク構成要素としてのニューロンの概略図を示す。
【図８】外乱を自己学習的に補償するための概略図を示す。
【図９】ニューラルネットワークを用いる本発明に従う調整制御構想の概略図を示す。
【図１０】本発明に従う加熱装置調整制御におけるプリフォーム特性についての実験的な値のグラフ図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
変形機械１０の原理的に従来技術から知られている構造が、図１に示されている。当該図面は、その種の変形機械１０の好ましい形成を、複数の変形ステーション１６を担持して回転する加工ホイール１０を備える回転機械に関して、図示している。しかしながら図面上の簡潔さのために、その種の変形ステーション１６は１つのみ図示されている。供給装置１１２によって、予備成形物、パリソンとも称される概略的に表された複数のプリフォーム１４は、受け渡しホイール１１４を用いて、連続的に加熱装置１１６に供給される。炉とも称されまたその内部で複数のプリフォーム１４が加熱区間に沿って搬送されまたその際熱的に調整される加熱装置１１６の領域では、複数のプリフォーム１４が、使用状況に応じて、例えばそれらの開口部部分２２を垂直方向で上方へ向けて又は垂直方向で下方に向けて搬送される。１つの加熱装置１１６は例えば複数の加熱デバイス１１８を備え付けられており、それらは加熱経路を形成するため搬送装置１２０に沿って配設されている。搬送装置１２０としては例えば、プリフォーム１４を保持するための複数の搬送ロッドを備える周回性のチェーンを用いることが出来る。加熱デバイス１１８としては例えば複数のＩＲ放射装置を備える又は複数の発光ダイオードを備える又は複数のＮＩＲ放射装置を備える複数の加熱ケースが適している。その種の加熱装置は従来技術においては多岐にわたる種類について既知であるので、また、加熱デバイスの構造的な詳細は本発明にとって本質的なものではないので、図２に対する記載を超えて詳述される説明は省略することが可能であり、また、従来技術を参照すること出来る、特には、ブロー機械及び延伸ブロー機械の加熱装置に対する従来技術、及び、形成充填機械の加熱装置に対する従来技術を参照することが出来る。それらは全てが変形ステーションなる用語に含まれている。
【００３９】
十分な温度調整の後に、プリフォーム１４は、受け渡しホイール１２２によって、回転可能に配設された、即ち垂直な機械軸ＭＡの周りで周回するように駆動可能な加工ホイール１１０へ、或いは、加工ホイール１１０に周方向で分配された配設されている変形ステーション１６に、受け渡される。加工ホイール１１０はその種の複数の変形ステーション１６を備え付けられており、当該変形ステーション１６の領域では、プリフォーム１４の概略的に図示されている容器１２への変形が行われ、また同様に、企図された充填物による容器１２の充填も行われる。それぞれの容器１２の形成はこの場合、充填と時間的に同時に行われ、その際充填物は圧力媒体として形成の際に用いられる。ブロー機械においてはそれとは異なり、重点は、この加工ホイール１１０上では行われず、後続の時点に対して充填ステーションを備える充填ホイール上で行われる。
【００４０】
形成及び充填の後、完成まで形成されまた充填された容器１２は取り出しホイール１２４によって加工ホイール１１０から取り出され、更に搬送され、搬出区間１２６へ供給される。加工ホイール１１０は製造駆動時には所望の周回速度で連続的に回転する。一回転する間に、変形ステーション１６へのプリフォーム１４の入れ込み工程、充填物による充填工程を含みまた場合によっては延伸ロッドが備えられている場合には延伸工程を含むプリフォーム１４の容器１２への拡張工程、及び、変形ステーション１６からの容器１２の取り出し工程が行われる。
【００４１】
図１の実施例に従えば更に、供給装置１２８を介して加工ホイール１１０に概略的に図示されている封止キャップ１３０を供給すること、が企図されている。これにより、加工ホイール１１０上で既に容器の封止も実施すること、及び、取り出しホイール１２４を使用し完成まで形成され充填されそして封止された容器を取り扱うこと、が可能である。
【００４２】
プリフォーム１４用の材料としては、異なる熱可塑性材料を用いることが可能である。例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、又はポリプロピレン（ＰＰ）が挙げられる。プリフォーム１４の寸法及び重量は、製造されるべき容器１２のサイズ、重量、及び／又は形状に適合されている。
【００４３】
加熱装置１１６の領域には、通常複数の電気的及び電子的構成部材が配設されている。更に、複数の加熱デバイス１１８には、感湿性のリフレクタが設けられている。加工ホイール１１０の領域では液状の充填物を用いて容器１２の充填及び形成が行われるので、好ましくは電気的な問題を避けるために、加熱装置１１６の領域内への液体の意図しない入り込みを避けることの手配することが予定される。これは例えば、取り囲み装置１３２によって行われ得て、当該取り囲み装置１３２は少なくともスプラッシュガードを提供する。更に、受け渡しホイール１２２の領域で用いられる搬送要素をプリフォーム１４に対して適切に調温することも、又は、付着している液体が加熱装置１１６の領域内へ達し得ないように圧縮ガスを衝突させて作用させることも、可能である。
【００４４】
プリフォーム１４及び／又は容器１２の取り扱いは、特には挟持部及び／又は開口部分２２を用いて、少なくとも部分領域的に内側から又は外側から保持力を作用させる挟持ロッド又は挿入ロッドを用いて行われる。その種の取り扱い手段は、同様に従来技術から十分に知られている。
【００４５】
変形機械１０は、それを制御或いは調整する目的で、複数の測定センサを備えられている。従って例えば通常は、加熱装置の温度を測定することが可能であるように、加熱装置１１６には温度センサ１６０が配置される。更に従来技術においては、時計回りで周回する搬送装置１２０の搬出側に温度センサ１６２が配設されており、当該温度センサ１６２が例えばパイロメータ（高温計）として形成されておりまたそれは例えばそれを通り過ぎて動いてゆく温度調整されたプリフォーム１４にて表面温度を検出することが知られている。最後に従来技術においては、複数の測定センサを用いて完成した容器１２での複数の測定を行うことも知られている。そのために例えば搬出区間１２６に壁厚測定センサ１６４が配設され得るが、その目的はそれを通り過ぎて案内される容器の壁厚を検知することである。上述の複数のセンサはその際、高さ方向にずらされて配設された複数のセンサから形成されていてもよく、その目的は例えばプリフォーム長手軸に沿って温度測定を実施すること又は例えば容器長手軸に沿って壁厚測定を実行することである。加熱装置１１６にも、複数の温度センサ１６０が配設され得る。
【００４６】
図１に例示的に表された加熱デバイス１１８は、例えば図２により詳細に概略断面図で示されたような外観であり得る。その種の複数の加熱デバイスは加熱ケースとも称される。通常複数のこれらの加熱ケース１１８が互いに並んだ状態で加熱区間に沿って配設されているが、その目的は加熱トンネルを形成することであり、当該加熱トンネルを通って複数のプリフォーム１４が通過案内される。
【００４７】
図２において概略断面図で示されている加熱ケース１１８は、複数の近赤外線放射装置２０９を有しており、図示されている実施例においては、９つの近赤外線放射装置２０９が垂直方向で上下に並んで配設されておりまたこれらの近赤外線放射装置２０９のそれぞれが１つの加熱領域を定めている。これらのＮＩＲ放射装置２０９は必要に応じて全てが同じ出力で稼働されてもよいし、個別に又は複数のグループに分けて異なる出力で稼働されてもよい。プリフォーム１４の軸方向の延伸に応じて、鉛直方向で下方に存在する複数の放射装置領域は遮断されていてもよい。プリフォーム１４における温度プロファイルを獲得するためには通常、複数の近赤外線放射装置２０９が異なる放射領域で異なる出力で稼働されることが必要である。
【００４８】
近赤外線放射装置２０９に向かい合って、カウンタリフレクタ（対向反射装置）２０７が配設されており、当該カウンタリフレクタ２０７はそこに当たる加熱放射（加熱光線）をプリフォーム１４の方向へ戻るようにまた従って加熱トンネル２１１へ戻るように反射させる。加熱トンネル２１１はボトムリフレクタ（底部反射装置）２１２によって下方で閉じられている。プリフォーム１４は開口部側で支持リングシールド２０５によって加熱放射に対して保護されているが、その理由はそこに形成されたネジ部を有するが開口部領域が不必要な加熱から保護されるべきであることにある。支持リングシールド２０５はその際、取り扱い装置（ハンドリング装置）２０３に配設されており、当該取り扱い装置２０３は図１に対して説明されたように周回するチェーンの一部であってもよい。取り扱い装置２０３は更に挟持ロッド（クランプロッド）２０２を有しており、当該挟持ロッド２０２はプリフォーム１４の開口部分に挟持的に係合する。その種の挟持ロッド２０２及びその種の取り扱い装置２０３は、従来技術から十分に知られており更なる説明を必要としない。上述したこの加熱ケース１１８の基本的な構造も従来技術から既知である。
【００４９】
図１に概略的に示されている温度センサ１６０は、図２の加熱ケース１１８に関して同様に示されており、この温度センサ１６０は通常リフレクタの背後、例えばリフレクタ２０７の背後に配設される。この温度センサ１６０は加熱ケース１１８の温度を検出する。基本的には、加熱トンネル２１１内部の温度を検出することも、又は、加熱トンネル２１１内部のプリフォーム１４における温度測定を行うことも可能である。
【００５０】
図３は、閉じた底部領域３０１及び開いた開口部分３０２を有する一般的なプリフォーム１４を断面図で示している。開口部分３０２の領域には、雄ねじ部３０３並びに支持リング３０４が形成されている。温度調整が行われた後、プリフォーム１４には特定の温度分布がもたらされる。従って例えば、適切な加熱によって、プリフォーム１４の軸方向に、温度プロファイルが発生され得て、それは図面でプリフォーム１４の左側に表されているようなものである。そこからは、底部領域及び支持リング下方の領域には、それらの間に存在する領域よりも、より高い温度が実現されていることが見て取れる。しかしながら、プリフォームを軸方向で均一に加熱することも可能である。壁部領域３０５の拡大断面図からはプリフォーム壁部内部でも温度分布が調整可能であることが見て取れる。これはとりわけ、加熱放射の吸収が半径方向外側では、半径方向内側よりも、より強い加熱を導くことに依存している。プリフォーム壁部内での温度差は、時間と共に熱的な平衡プロセスによって相殺されるものの、この熱平衡プロセスはＰＥＴ製の通常のプリフォームにおいては比較的遅い。
【００５１】
更に、プリフォーム１４は周方向で温度プロファイルを備えていてもよい。これは例えば、後述するような非円形の容器へと変形されること、例えば楕円形の容器へと変形されること、が見込まれているプリフォームに対して知られている。
【００５２】
図４は、変形機械１０用の制御装置４００の可能なモジュール状の制御構造（制御アーキテクチャ）の概略図を示している。主制御部（マスターコントロール部）はアルファベットのＡで示されており、アルファベットのＢは加熱装置の制御或いは調整用の制御デバイスを示しており、アルファベットのＣは例えば加工ホイール１１０を駆動するための制御部を示しており、アルファベットのＤは緊急停止回路のような安全デバイスを示しており、そしてアルファベットのＥは例えば変形プロセス用の制御デバイス、つまり例えば延伸ロッドの可能な駆動部、及び、変形流体を通過又は遮断するための切り替え弁等、を示している。ディスプレイ４０１上には制御に関連するデータが示され得て、そして、主制御部Ａによってデータライン４０５を介してディスプレイ４０１に表示される値が提供される。ディスプレイ４０１は入力ユニットとしても機能し得て、この入力ユニットを介して入力される値は接続ライン４０５を介して主制御部Ａへと送られ得る。その他のデータライン４０２、４０３、４０４及びデータライン４０５は、例えばデータバスとして設計されていてもよく、それらは例えば主制御部Ａとその他の制御モジュールの間でデータを伝達するため、又は、制御モジュール間で互いにデータを伝達するために、利用される。
【００５３】
図５は、加熱調整用の制御デバイスＢの概略的な構造を示しており、基準値（ガイド値）としてはプリフォームの表面温度ＴAussenが選ばれている。示されているこの調整によって調整される加熱装置は、複数の加熱デバイス及びファン（ブロワ）の形態の複数の冷却デバイスを用いて働く。この調整は、この場合は加熱放射に加えてプリフォーム表面の冷却が企図されているので、作用点（オペレーティングポイント）として開始加熱出力ＰHeiz0及び開始冷却出力ＰLuefter0を含んでいる。加熱部の調整はその際、プリフォーム１４の表面温度の測定に基づいて行われることが見込まれており、そして、この目的のために図１で詳述したように加熱区間の最後にはパイロメータ１６２が配設されている。パイロメータ１６２を用いて測定されたプリフォーム１４の表面温度ＴAussen,ISTに基づいて調整工程は、加熱出力を自動調整する。更に、環境温度が検知され、そして、この環境温度も加熱装置の調整へ取り入れられることが企図され得る。図示されている実施例においては、加熱出力の落ち込みが検知されることが企図されている。加熱出力の過度の落ち込みを避けるために、出力△Ｓｕを下回る場合、ファンによる表面冷却の出力が変更される。加熱出力が落ち込む場合、例えば表面冷却のための出力は、加熱調整器がプリフォームの表面温度落ち込みを確認しそして加熱出力を再度上昇させるまでの間は、上昇される。
【００５４】
図６は、２つの基準量及び２つの調整量を用いた加熱調整のための制御デバイスＢを概略的に示している。例えばプリフォーム温度といった第１の基準量としては、Ｆ１IST／Ｆ１SOLLの値が選ばれており、また、第２の基準量としてはＦ２IST／Ｆ２SOLLの量が選ばれている。調整量としては、一方では加熱装置（加熱器）の加熱出力ＰHeizが選ばれ、他方ではファン（冷却器）の冷却出力ＰLuefterが選ばれる。調整のロバスト性（ロバストネス）を高めるため、図６に示されている調整アーキテクチャは、分散型の多変数コントローラとして設計されている。
【００５５】
加熱装置の非安定的な挙動を改善するために、図６に従って、フィードフォワード制御部（フィードフォワード制御回路）ｋ２がコントローラ（制御部）に統合されている。これは実際の炉温度ＴOfen,IST及び一定の炉温度ＴOfen,stationaer、即ち平衡状態へ到達した後の炉温度、間の差異に応じて、変数を用いて、平衡加熱出力ＰHeiz0に対する追加的な百分率的な出力を加算する。ＰHeiz0は基本値である。従って加熱装置或いは炉が平衡状態に至る前には、それに関わらずプリフォームを所望の温度とするために、より高い加熱出力がもたらされる。図６に示されているブロック図は更に、内部カップリングを弱めるために、脱カップリング枝ｋ１を備えている。図示されている実施例では例えばプリフォーム温度いった参照量Ｆ１IST／Ｆ１SOLLは参照量Ｆ２IST／Ｆ２SOLLに対して優先されている。フィードフォワード制御はブロック図では外乱ｋ２として表されており、それは平衡条件が存在する場合の加熱装置の温度ＴOfen,stationaerの加熱装置の実際の温度ＴOfen,ISTに対する差異に依存させられている。この温度差が大きいほど、外乱効果はより大きくなり、基礎加熱出力と比べて加熱出力を上昇させるために、より大きな係数が選択されることが見込まれる。
【００５６】
加熱出力ＰHeiz0並びにファン出力ＰLuefter0は、これらの調整要素のための調整された出力であり、作用点或いは基準点を表している。これらの出力は参照量に応じて変更される。
【００５７】
図７は、ニューラルネットワークのニューロンの構造を概略図で示している。ニューラルネットワークは、一般にその学習性において傑出している。ニューラルネットワークの機能様態は、人間の脳の機能様態を模しており、また、それは多くの個別のニューロンから構成され、それらのニューロンはシナプスを介して互いに接続されている。図７はその種の個別のニューロンの構造を示している。このニューロンはその際、複数のシナプスからの複数の入力信号ｕ１、ｕ２、・・・、ｕｎの総和、及び、アクティベート関数（応答関数）から構成されており、当該アクティベート関数は入力値に基づいて出力値を算出する。シナプスの形状は加算位置での信号強度を決定する。これは技術的な意味においては、重みｗ１、ｗ２、・・・、ｗｎとして見なされ得る。オフセットｂと共にアクティベート関数の作用点が設定され得る。ニューラルネットワークでは通常、学習法則に従ってニューロンの重みｗ１、ｗ２、・・・、ｗｎを変化させることによって学習が行われる。
【００５８】
ニューラルネットワークは往々にして複数の層で構成されている。しかしながらその際、学ばれた挙動を解釈することはほぼ不可能である。それに対して一層からなるネットワークは非常に良好に解釈可能でありまた従って本発明従い有利には一層からなるネットワークに取り組むことが企図されている。
【００５９】
基本的にニューラルネットワーク及びニューラルネットワークの学習挙動並びにニューラルネットワークの技術的な発達形成については十分に知られている。この理由から以降の図面では、その種のニューラルネットワークが加熱装置の制御調整に関してどのように関与され得るかについて、一般的な方法についてのみ記載する。
【００６０】
図８は自己学習的な制御システム８００を示しており、それは例えば従来技術において知られているものである。この自己学習的な制御システム８００は、従来の線形の制御系（Ｓ）、並びに、ＧＲＮＮを用いた学習性の外乱補償部から構成されている。なお、ＧＲＮＮは一般回帰ニューラルネットワーク（General-Regression-Neural-Network）の略称である。通常は線形であって、Ｇ１（ｓ）並びにＧ２（ｓ）から構成される制御系は、非線形で未知の外乱ＮＬによって影響を受ける。外乱は測定可能な量ｐに依存しており、点Ｋにて制御系に干渉する。この場合のＧＲＮＮの課題は、非線形の外乱関数の影響を出力に対し補償することである。本発明に従えば、加熱装置が依然としてその熱力学的な平衡状態へ到達していない状況の補償が重要である。従って、プリフォームは、平衡状態から外れた加熱条件下にある。ニューラルネットワークＧＲＮＮは、ラーニングプロセス及び外乱補償によってこの効果を打ち消すことを予定している。
【００６１】
図８に図示されている制御構造の利点は、今日まで従来技術において用いられていた制御回路は基本的には変更されなくてもよいという点にある。単に、制御部の調整信号に対してニューラルネットワークの補償信号を追加するだけでよい。基礎制御部（ベースコントローラ）に存在する外乱補償部は、モジュールとしてニューラルネットワークと置き換えてもよく、又は、基礎制御部に外乱補償部が設けられていない場合にあっては、その種の外乱補償部が追加されてもよい。
【００６２】
図９は、プリフォーム及び加熱装置の表面温度の部分制御システムの簡略化された外乱モデル（摂動モデル）を示している。定数倍だけ加熱出力を上昇させることによる従来技術において知られている「固定のフィードフォワード制御」の位置には、図９では、ニューラルネットワークＧＲＮＮが入っている。外乱は例えば未知の非線形関数ＮＬθＱで表される。これは、例えばＰＴ−１００を用いて測定される加熱装置の温度θＨに依存している、また例えば加熱装置内のリフレクタの温度θＨに依存している、そして、プリフォームへと放射されるエネルギー量Ｑstoerを表している。その際リフレクタは、加熱装置の加熱光線の調整された出力に応じた特定の挙動を示す。プリフォーム内へ供給される全エネルギーＱPrefは、一方では例えば加熱されたリフレクタからの二次的なエネルギー供給から、また他方では加熱放射装置の光線による一次的なエネルギー供給ＱHeizから構成されている。一次的な加熱エネルギー（主たる加熱エネルギー）は、スタートアップフェーズの後に、作用点の周りに現れる。加熱の動態（ダイナミクス）並びに制御系のむだ時間（デッドタイム）は、簡略化してむだ時間Ｔｔにまとめられている。
【００６３】
加熱エネルギーＱstoerの不足を補償するため、ニューラルネットワークＧＲＮＮは、加熱装置内で測定された温度に応じて依存して追加出力Ｐｋを供給する。加熱装置のスタートアップ工程が複数である場合はニューラルネットワークを訓練するため、制御誤差ｅが利用される。
【００６４】
図１０は加熱装置のための、ニューラルネットワークを補足された制御デバイスの肯定的な結果を図解している。ｘ軸に沿って時間が秒で示されており、またｙ軸には片方の左側では炉温度及びプリフォームの測定された表面温度が示されている。他方の右側では加熱装置の加熱出力が示されている。時間軸に沿って複数のスタートアップフェーズが示されている。プリフォームのそれぞれの測定された表面温度に基づいて、スタートアップ工程の数が増加するに伴い、測定される表面温度に関して温度のばらつきが大幅に低下していることを見て取ることが出来る。例えば加熱出力ＰHeizungが一定に維持された最初のスタートアップ工程においてはプリフォームの測定された表面温度が全体的に上昇傾向を有していることが見て取れる。この上昇傾向は、続くスタートアップ工程ごとに低下し、最後のスタートアップ工程においてはほとんど現れていない。むしろこの場合は、測定されるプリフォームの表面温度は実質的に水平に推移する平均温度の周りで変化している。結局のところ、プリフォームの温度調整は、後期のスタートアップ工程においては、明らかにより僅かな温度のばらつきで行われ、また、その際のプリフォームから製造される容器は例えば壁厚といったその特性に関して明らかにより僅かな変動を示す。全体として製造される容器の明らかな品質改善の結果となる。
【符号の説明】
【００６５】
１２            容器
１４            プリフォーム
１１６          加熱装置
１６０          温度センサ
４００          制御デバイス
８００          制御デバイス、ニューラルネットワーク
Ｂ              制御デバイス
【図１】
0006949203.tif 000002
【図２】
0006949203.tif 000003
【図３】
0006949203.tif 000004
【図４】
0006949203.tif 000005
【図５】
0006949203.tif 000006
【図６】
0006949203.tif 000007
【図７】
0006949203.tif 000008
【図８】
0006949203.tif 000009
【図９】
0006949203.tif 000010
【図１０】
0006949203.tif 000011