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Produktionsprozesse in der Papierindustrie sind durch starke Nichtlinearitäten und lange Verweilzeiten charakterisiert die zu hohen Anforderungen an die Prozessregelung führen. Die Steuerung von Papier-Produktionsanlagen am technologisch und wirtschaftlichen Optimum ist bei der hohen Anzahl und Komplexität von Prozesseinflüssen auf die Papierqualität nur mit Einsatz modellbasierter Regelungstechnik möglich. In diesem Projekt wurden daher die physikalische Modellbildung und eine multivariable, prädiktive Mehrgrößenregelung zu einer industrietauglichen Lösung dieser Aufgabe kombiniert.

Das durchgeführte Projekt DSfY-MPC für eine Yankee–Papiermaschine für Mondi Frantschach ist in der Papierindustrie neu und basiert auf einem rigorosen Modell des Trocknungsprozesses als zentraler Bestandteil einer Prozessregelung. Dieses Modell enthält alle mathematisch formulierten physikalischen Prozesse der Papierherstellung. Das Modell wurde mit breiten realen produktrelevanten Prozessdaten validiert. Dadurch wird das Verhalten dieser Maschine in allen Arbeitsbereichen abgebildet.

Durch das Projekt DSfY-MPC konnten die Anfahrzeiten der Papiermaschine auf rund ein Drittel verkürzt und damit die Produktionskapazität je nach Papiersorte um 1-2% pro Jahr erhöht werden. Zusätzlich konnten die Energie-Effizienz und Produktqualität deutlich gesteigert und so eine Reduktion des spezifischen Gasverbrauchs und damit auch eine Reduktion von CO2 Emissionen je Tonne Papier um 6% erzielt werden.