CH692680A5 - Verfahren für das Kalibrieren und/oder Ueberwachen einer temperaturgeregelten Heizvorrichtung. - Google Patents

Description

  



  Die Erfindung betrifft ein Verfahren für das Kalibrieren und Überwachen einer temperaturgeregelten Heizvorrichtung, insbesondere einer beheizten Galette von Spinnereimaschinen zur Herstellung von Kunstfasern, sowie eine temperaturgeregelte Heizvorrichtung, insbesondere beheizte Galette einer Spinnereimaschine, bei welcher das Verfahren durchführbar ist. 



  Bei Spinnereimaschinen zur Herstellung von Kunstfasern, beispielsweise Streck-Spulmaschinen, ist es erforderlich, die Temperatur der mit den Fäden in Kontakt stehenden Oberfläche der Galette innerhalb gewisser Toleranzen konstant zu halten. Hierzu wird in der Regel wenigstens ein Temperatursensor für das Fühlen der Temperatur der Galettenoberfläche verwendet, dessen Signal einer Regelschaltung zugeführt ist, welche ein Heizelement an der Galette oder die Wärmeübertragung von einem Heizelement bzw. einer Heizeinheit ausserhalb der Galette auf diese so steuert, dass die gewünschte Solltemperatur innerhalb der geforderten Grenzen konstant gehalten wird. 



  Für die Anordnung des Temperatursensors sind verschiedene Möglichkeiten bekannt. So kann der Temperatursensor in dem Mantel der Galette eingebettet sein (DE-OS 2 108 825). Hierbei wird jedoch nur eine Stelle des Umfangs der Galette abgetastet, sodass Flecken unterschiedlicher Temperatur auf der Galettenoberfläche nicht erkannt werden. 



  Ebenfalls bekannte ringförmige Temperatursensoren, welche in einer Nut in der Innenfläche des Galettenmantels integriert sind (DE-OS 1 901 902) beseitigen zwar diesen Nachteil, weisen jedoch ebenso wie in den Galettenmantel eingebettete Temperatur sensoren den Nachteil auf, dass das Sensorsignal von einem mit der Galette umlaufenden Temperatursensoren auf die ortsfeste Maschine übertragen werden muss. 



  Aus Gründen eines geringeren schaltungstechnischen bzw. konstruktiven Aufwands ist es daher vorteilhaft, ortsfest angeordnete Temperatursensoren zu verwenden, die beispielsweise in eine zur Drehachse der Galette konzentrische Nut ragen oder in einer achsparallelen Nut der im Inneren der Galette angeordneten Heizeinheit liegen. Hierbei besteht jedoch zwischen dem Bereich des Galettenmantels, auf dem die Fäden laufen und dessen Temperatur gemessen werden soll, und der im Allgemeinen am Rande der Galette angeordneten Nut ein Abstand. Infolge des Temperaturabfalls im Galettenmantel gegen den Rand und infolge der Trägheit der Wärmeleitung im Mantel der Galette vom Arbeitsbereich zum Messbereich entstehen Fehler, die die Messung verfälschen.

   Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass zwischen den Galettenkörpern und dem Temperatursensor notwendigerweise ein mit Luft gefüllter Abstand vorhanden ist, wobei die Luft als Isolator zwischen Galette und Temperatursensor wirkt. 



  All diese Einflüsse bewirken, dass der Temperatursensor letztendlich eine von der Galettenoberfläche im Bereich des Fadens abweichende Temperatur detektiert. 



  Zwar kann der Einfluss eines Luftspalts durch das Füllen des Spalts mit einem zumindest im Betriebszustand der Galette flüssigen Wärmeträgers beseitigt werden (DE-OS 2 517 731). Die übrigen Einflüsse lassen sich hierdurch jedoch nicht beseitigen. Darüber hinaus ergeben sich bei der Verwendung eines flüssigen Wärmeträgers im Spalt konstruktive Schwierigkeiten. 



  Zur Kompensation dieser vorgenannten Einflüsse ist es bekannt, in bestimmten zeitlichen Abständen - beispielsweise einmal täglich - bei geschlossener Regelschleife die vom Temperatursensor tatsächlich gefühlte Temperatur mit der gemessenen Oberflächen temperatur der Galette zu vergleichen und die Abweichung (vorzeichenrichtig) als Korrekturwert in der geschlossenen Regelschleife zu berücksichtigen. 



  Problematisch hierbei ist jedoch die Messung der Oberflächentemperatur der Galette. Denn dies muss aus Gründen einer gesteigerten Messgenauigkeit bei rotierender Galette erfolgen, da Messungen bei stillstehender Galette auf Grund möglicherweise unterschiedlicher Umgebungstemperaturen, unterschiedlicher Wärmeableitung bzw. durch das Aufsteigen von der Galette erwärmter Luft zu nicht-tolerierbaren Messungenauigkeiten führen würden. 



  Hierzu werden in der Regel externe Messgeräte verwendet, deren Temperatursensor in Kontakt mit der rotierenden Galettenoberfläche gebracht wird, wodurch der Temperatursensor einem mechanischen Verschleiss unterworfen ist. Üblicherweise verwendete externe Temperatursensoren müssen daher in der Regel nach ca. 1000 bis 1500 Messungen ausgetauscht werden. Neben diesem Kostennachteil erfordert diese externe Temperaturmessung zusätzlich einen entsprechenden Zeitaufwand. Insbesondere bei Spinnereimaschinen mit einer Vielzahl von Arbeitsstellen (beispielsweise 150 Arbeitsstellen mit je 3 Galetten), wird hierdurch die Produktivität in einer Spinnerei negativ beeinflusst. 



  Selbstverständlich wirkt sich dieser Nachteil auch negativ bei der Herstellung derartiger Spinnereimaschinen aus, da diese vor der Auslieferung an den Kunden zumindest einmalig kalibriert werden müssen. Für dieses Kalibrieren bzw. das in der Regel gleichzeitige Überprüfen der korrekten Funktion wird bisher ebenfalls das vorgenannte Verfahren unter Verwendung externer Temperaturmessgeräte verwendet. 



  Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren für das Kalibrieren und Überwachen einer temperaturgeregelten Heizvorrichtung, insbesondere einer beheizten Galette von Spinnereimaschinen zur Herstellung von Kunstfasern, zu schaffen, welches die Verwendung externer Temperaturmessgeräte bzw. -sensoren vermeidet und dennoch eine ausreichende Genauigkeit für das Kalibrieren bzw. Überwachen der Heizvorrichtung ermöglicht. Darüber hinaus liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine temperaturgeregelte Heizvorrichtung, insbesondere beheizte Galette für eine Spinnereimaschine zu schaffen, welche die Durchführung des Verfahrens ermöglicht. 



  Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 10. 



  Die Erfindung geht zunächst von der Erkenntnis aus, dass mit grosser Sicherheit und Wahrscheinlichkeit bei der Beaufschlagung einer in einer Heizvorrichtung integrierten Heizeinheit mit einem konstanten Stellgrad nach Erreichen eines Gleichgewichtszustandes - zumindest bei gleicher Konstruktion der Galette bzw. der betreffenden Umgebung der Maschine - immer dieselbe gewünschte Temperatur erreicht wird. Um einen konstanten Stellgrad s zu gewährleisten, muss hierzu selbstverständlich der während des normalen Betriebs der Vorrichtung geschlossene Regelkreis aufgetrennt sein. 



  Der Stellgrad s sei in diesem Zusammenhang als Quotient des Werts der momentan wirksamen Stellgrösse S und des Maximalwerts der Stellgrösse Smax, ausgedrückt in Prozent, definiert. 



  Der tatsächliche Zusammenhang zwischen Stellgrad und Oberflächentemperatur der Heizvorrichtung, beispielsweise der Oberfläche der Galette, kann durch die einmalige Messung in der oben erläuterten Weise erfolgen oder, falls möglich, theoretisch bestimmt werden. Die Aufnahme dieser Oberflächentemperatur - Stellgrad-Kennlinie ist jedoch für jeden Typ der Heizvorrichtung bzw. für den Typ der Spinnereimaschine nur ein einziges Mal erforderlich. 



  Die korrekte Funktion der Heizeinheit der Heizvorrichtung vorausgesetzt, kann dann für jedes Exemplar dieses Typs Heizvorrichtung bzw. Spinnereimaschine bei einem ersten bestimmten Stellgrad s0 die Abweichung  DELTA T der von wenigstens einem integrierten Temperatursensor gefühlten Temperatur von der aus der Kennlinie (für diesen Stellgrad) ermittelten Solltemperatur bestimmt und hiervon ein Signal abgeleitet werden. 



  Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann bei Detektieren einer unzulässig hohen Abweichung  DELTA T ein Fehlersignal erzeugt werden, da, beispielsweise bei defektem Temperatursensor, eine Kompensation der Abweichung im geregelten Betrieb der Vorrichtung nicht mehr möglich bzw. sinnvoll ist. Das Fehlersignal kann somit einer Bedienperson bzw. einem Konstrukteur den erforderlichen Austausch des Temperatursensors anzeigen. 



  Wird - wie eingangs beschrieben - ein in einem Luftspalt angeordneter Temperatursensor verwendet, so kann eine unzulässige Abweichung dann angenommen werden, wenn die tatsächlich detektierte Abweichung grösser ist als eine theoretisch oder empirisch für die betreffende Maschine bzw. für den betreffenden Maschinentyp ermittelte maximale Abweichung infolge maximal zulässiger Toleranzen der Kennlinie des Temperatursensors und/oder infolge maximal zulässiger konstruktiver Toleranzen und/oder infolge zulässiger Toleranzen bei der Montage des Temperatursensors. 



  In einer Ausbildung der Erfindung kann auch die maximal zulässige Abweichung von einem über mehrere, vorzugsweise sämtliche Arbeitsstellen einer Maschine gebildeten Mittelwert der aktuell detektierten Temperaturen festgelegt werden. Dies bietet den Vorteil, dass Einflüsse der Umgebung minimiert werden können. 



  Wenn also beispielsweise bei einem bestimmten Maschinentyp bei einem konstanten Stellgrad von s = 50% eine Oberflächentemperatur der Galette von 220 DEG  erreicht wird und der Temperatursensor, abhängig von zulässigen Schwankungen in der Einbauposition, in zulässiger Weise Ist-Temperaturen von 210 DEG  C bis 230 DEG C anzeigen kann, so deutet ein vom Temperatursensor gefühlter Temperaturwert ausserhalb dieses Toleranzbereichs auf einen Defekt des Sensors hin. 



  Dieses Verfahren eignet sich insbesondere für eine erstmalige Überprüfung der Heizvorrichtung bzw. der Spinnereimaschine nach deren Montage, da die Wahrscheinlichkeit des Vorliegens einer defekten Heizvorrichtung gegenüber der Wahrscheinlichkeit des Vorliegens eines defekten Temperatursensors bzw. eines bei der Montage der Galette beschädigten Temperatursensors vernachlässigbar ist. Selbstverständlich kann die Überprüfung der Funktion des Sensors bzw. der Funktion des Systems Sensor/Heizeinheit auch zu beliebigen Zeiten auf eine Anforderung hin oder in vorbestimmten zeitlichen Abständen erfolgen. 



  Fühlt jedoch der Temperatursensor bei Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens einen Temperaturwert innerhalb zulässiger Toleranzen, so kann während des normalen geregelten Betriebs der Vorrichtung die nach dem erfindungsgemässen Verfahren bestimmte Temperaturabweichung als Korrekturwert für die gemessenen Istwerte verwendet werden. 



  Bei diesen Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens ergibt sich somit der Vorteil, dass durch die Bestimmung eines einzigen Parameters, nämlich der Temperaturabweichung bei offener Regelschleife, sowohl eine Aussage über die korrekte Funktion bzw. den erforderlichen Austausch einer Komponente getroffen werden als auch eine Korrektur des späteren geregelten Betriebs bewirkt werden kann. 



  Wie bereits erwähnt, eignet sich das Verfahren in dieser einfachen Ausgestaltung insbesondere zur erstmaligen Überprüfung bzw. Kalibrierung der Heizvorrichtung bzw. der Spinnereimaschine. Denn neben einem Defekt des Temperatursensors bzw. einer unzulässigen Einbauposition könnte theoretisch selbstverständ lich auch ein Defekt der Heizeinheit der Heizvorrichtung vorliegen. Ob ein Defekt der Heizeinheit und/oder ein Defekt des Temperatursensors vorliegt, kann jedoch mit den bisher dargestellten Ausführungsformen der Erfindung nicht unterschieden werden. 



  In einer Weiterbildung des erfindungsgemässen Verfahrens wird daher bei Feststellen einer unzulässigen Temperaturabweichung bzw. bei Vorliegen eines Fehlersignals, der Stellgrad auf einen zweiten konstanten Wert, vorzugsweise auf Null, geändert und abhängig von einem Vergleich der Steigungen des nach der Stellgradänderung gemessen Verlaufs der Ist-Temperatur (Tm(t >/= t1)) und dem Soll-Temperaturverlauf (Ts(t >/= t1)) in wenigstens einem Punkt oder abhängig von einem Vergleich mittlerer Steigungen in einem bestimmten Zeitintervall entschieden, ob ein Defekt der Heizeinheit oder ein Defekt des Temperatursensors vorliegt. 



  Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird hierzu nach einer bestimmten Zeitspanne nach der Stellgradänderung erneut der von dem integrierten Temperatursensor gefühlte Temperatur-Istwert gemessen. Anschliessend wird die Differenz zwischen dem ersten Temperatur-Istwert (Gleichgewichtszustand bei dem ersten konstanten Stellgrad s0) und dem zweiten Temperatur-Istwert (gemessen nach einer bestimmten Zeitspanne bei Anliegen des zweiten konstanten Stellgrads) bestimmt. Dieser Ist-Differenzbetrag wird sodann mit einem Soll-Differenzbetrag verglichen und abhängig von der Abweichung auf das Vorliegen eines Fehlers in der Heizeinheit (Heizeinheit-Fehlersignal) bzw. auf das Vorliegen eines Fehlers des Temperatursensors (Temperatursensor-Fehlersignal) geschlossen. 



  Der Soll-Differenzbetrag entspricht dabei der für einen bestimmten Maschinentyp lediglich einmalig zu bestimmenden Differenz zwischen dem mit dem ersten Stellgrad s0 korrespondierenden Temperatur-Sollwert und dem sich nach der vorbestimmten Zeitspanne einstellenden Temperatur-Sollwert. Mit anderen Worten: 



  Für einen bestimmten Maschinentyp wird einmalig gemessen, auf welchen Wert sich die tatsächlich gemessene Oberflächentemperatur erniedrigt, wenn nach Erreichen einer Gleichgewichtstemperatur bei einem konstanten ersten Stellgrad die Heizeinheit mit einem konstanten niedrigeren zweiten Stellgrad beaufschlagt (vorzugsweise ausgeschaltet) wird und nach einer vorbestimmten Zeitspanne nach der Stellgradänderung die Ist-Temperatur erneut gemessen wird. 



  Selbstverständlich kann die Bestimmung des Soll-Differenzbetrags auch individuell je Arbeitsstelle bzw. Position einer Maschine erfolgen. Des Weiteren kann auch über mehrere oder sämtliche Positionen einer Maschine eine Mittelwertbildung über aktuell gemessene Soll-Differenzbeträge erfolgen und die Abweichung der Ist-Differenzbeträge von diesem mittleren Soll-Differenzbetrag ausgewertet werden. 



  Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich für den Fall, dass bei einem konstanten bestimmten Stellgrad eine höhere Temperatur erreicht wird, als dies für den betreffenden Typ der Vorrichtung zu erwarten wäre, eine stärkere Abkühlung, d.h. eine grössere Temperaturdifferenz, ergeben wird, da zum Zeitpunkt der Stellgradänderung ein grösserer Temperaturgradient zwischen der beheizten Oberfläche und der Umgebung besteht. 



  Wenn daher mittels des integrierten Temperatursensors ein Ist-Differenzbetrag bestimmt wird, der dem zu erwartenden Soll-Differenzbetrag entspricht bzw. nur innerhalb zulässiger Toleranzen von diesem abweicht, so kann mit hoher Sicherheit geschlossen werden, dass keine defekte Heizeinheit sondern ein Defekt des Temperatursensors vorliegt. 



  Wenn dagegen der Ist-Differenzbetrag ausserhalb der zulässigen Toleranzen liegt, kann mit grosser Wahrscheinlichkeit davon ausgegangen werden, dass die Heizeinheit defekt ist, da auf Grund der abweichenden Ist-Temperatur-Differenz mit hoher Sicherheit zu vermuten ist, dass die Heizoberfläche bei dem bestimmten konstanten Stellgrad die damit korrespondierende korrekte Temperatur nicht erreicht hat. 



  Ganz allgemein kann auf einen defekten Temperatursensor geschlossen werden, wenn die Steigung des nach der Stellgraderniedrigung bzw.       -erhöhung abfallenden bzw. ansteigenden Temperatur-Istverlaufs (beispielsweise in einem bestimmten Punkt oder Bereich bzw. die mittlere Steigung in einem bestimmten Bereich) nicht oder nur innerhalb zulässiger Toleranzen von einem für den betreffenden Vorrichtungstyp einmalig bestimmten Temperatur-Sollverlauf abweicht. Andernfalls muss auf eine defekte Heizeinheit geschlossen werden. 



  Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. 



  Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen: 
 
   Fig. 1 die schematische Darstellung eines beheizten Galettenaggregats einer nicht näher dargestellten Spinnereimaschine mit einer Steuervorrichtung zur Realisierung des Verfahrens nach der Erfindung und 
   Fig. 2 ein Diagramm mit dem Verlauf des Stellgrads und dem Verlauf der Soll- und Ist-Temperaturen bei der Durchführung des Verfahrens. 
 



  Fig. 1 zeigt ein beheizbares Galettenagreggat 1 einer im Übrigen nicht näher dargestellten Spinnereimaschine, insbesondere zur Herstellung synthetischer Fäden, welches eine beheizbare Galette 3 aufweist, die von einem Antrieb 4 rotierend angetrieben wird. In der Galette 3 ist eine gestrichelt angedeutete Heizeinheit 5 vorgesehen, welche beispielsweise als Heizwicklung ausgebildet sein kann. Die Heizwicklung 5 ist von einer Steuereinheit 7 mit einer Stellgrösse S beaufschlagbar, welche die Wärmeabgabe bzw. die Heizleistung der Heizeinheit 5 bestimmt. Die Stellgrösse S wird dabei üblicherweise in Form des Stellgrads S/Smax angegeben, wobei mit Smax der maximale Wert der Stellgrösse bezeichnet ist, der auch zur höchsten Temperatur auf der Oberfläche 3a der Galette 3 führt. 



  Die Temperatur der Oberfläche 3a ist dabei massgebend für die Erwärmung bzw. Behandlung eines Fadens 9, welcher die Galette 3 umschlingt. 



  Des Weiteren ist in dem Galettenaggregat 1 ein Temperatursensor 11 angeordnet, welcher ortsfest im Gehäuse 13 des Galettenaggregats 1 gehalten ist. Der Temperatursensor 11 kann dabei in an sich bekannter Weise in einer konzentrischen Nut im rückwärtigen Ende der Galette 3 positioniert sein. 



  Das Sensorsignal ist wiederum der Steuereinheit 7 zugeführt, sodass diese im normalen Betrieb des Galettenaggregats eine Regelung der Temperatur der Oberfläche 3a der Galette 3 in der Weise durchführen kann, dass die Stellgrösse S bzw. der Stellgrad s in Abhängigkeit vom gemessenen Wert der Ist-Temperatur so variiert wird, dass die Temperaturdifferenz zwischen dem Temperatur-Sollwert Ts, welcher ebenfalls der Steuereinheit 7 zugeführt wird, und dem Temperatur-Istwert Tm gegen Null geht. 



  Nachdem die Temperatur Tm, welche vom Temperatursensor 11 detektiert wird, in der Regel geringfügig unterhalb der Temperatur Ts der Oberfläche 3a der Galette 3 liegen wird, führt die Steuereinheit 7 in an sich bekannter Weise eine entsprechende Korrektur der gemessenen Istwerte durch. Hierzu kann beispielsweise ein Korrekturwert (vorzeichenrichtig) zu der gemessenen Ist-Temperatur addiert werden, bevor der Vergleich zwischen der Ist-Temperatur Tm und der Soll-Temperatur Ts durchgeführt wird. 



  Das von der Steuereinheit 7 durchgeführte Verfahren für das Kalibrieren und/oder Überwachen der in Fig. 1 dargestellten temperaturgeregelten Heizvorrichtung wird im Folgenden anhand der in Fig. 2 dargestellten Diagramme erläutert. 



  Zum Zeitpunkt t0 beaufschlagt die Steuereinheit 7 die Heizeinheit 5 mit einem konstanten Stellgrad s0 von beispielsweise 50%. Dabei ist es für die Funktion der Erfindung unwesentlich, ob der Stellgrad s0, wie in Fig. 2 dargestellt, zum Zeitpunkt t0 sprunghaft von 0 auf 50% erhöht oder von einem beliebigen anderen Wert (ggf. auch langsam steigend) auf den gewünschten konstanten Sollwert s0 erhöht wird. 



  Allein massgebend ist, dass der Stellgrad (ggf. nach einer Übergangszeit) den konstanten Wert s0 erreicht und die geschlossene Regelschleife aufgetrennt ist, d.h. der Stellgrad s0 unabhängig von dem vom Temperatursensor 11 gemessenen Temperatur-Istwert konstant gehalten wird. 



  Des Weiteren wird vorzugsweise der Antrieb 4 aktiviert, um die vorstehend erwähnten negativen Einflüsse einer Messung bei stehender Galette auszuschalten. 



  Nach Erreichen eines Gleichgewichtszustandes wird zur Zeit tm der Temperatur-Istwert Tm(tm) gemessen und der Steuereinheit 7 zugeführt. 



  Wie aus dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ersichtlich, kann der Verlauf der vom Fühler 11 detektierten Ist-Temperatur Tm unterhalb der wahren, auf der Oberfläche 3a der Galette vorhandenen Solltemperatur Ts liegen. Dabei ist in Fig. 2 der Verlauf der Solltemperatur mit einer ausgezogenen Linie und der Verlauf der Ist-Temperatur gestrichelt dargestellt. 



  Da sich in der Praxis herausgestellt hat, dass sich für einen bestimmten Typ eines Galettenaggregats bzw. einer Spinnereima schine bei der Beaufschlagung der Heizeinheit 5 mit einem konstanten Stellgrad auf der Oberfläche 3a jeder Galette 3 nur sehr geringe Abweichungen in der Temperatur ergeben, so kann für eine bestimmte Maschine durch eine einmalige Messung der Oberflächentemperatur Ts als Funktion des Stellgrads s eine für sämtliche Maschinen dieses Typs gültige Kennlinie bestimmt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Bestimmung der Kennlinie und die Durchführung des Verfahrens entweder ohne Faden bzw. bei gleichem Faden (bzw. gleicher Wärmeabgabe der Galette) erfolgt. 



  Unter der Voraussetzung einer korrekt funktionierenden Heizeinheit 5 kann somit durch die Messung der ggf. vorhandenen Temperaturabweichung DELTA T = Tm(tm) - Ts(tm) ein Korrekturwert ermittelt werden, mit dem im geregelten Betrieb die vom Temperatursensor 11 detektierte Ist-Temperatur Tm (vorzeichenrichtig) korrigiert wird. Auf diese Weise können unvermeidliche Toleranzen bei der Positionierung des Temperatursensors 11 in einem Luftspalt bzw. hieraus resultierende Abweichungen der detektierten Ist-Temperatur von der tatsächlichen Oberflächentemperatur ermittelt und kompensiert werden. Hierzu kann der Korrekturwert in der Steuereinheit 7 gespeichert sein. 



  Wird von vornherein festgelegt, bei welchem konstanten Stellgrad s0 und damit bei welcher Oberflächentemperatur der Galette 3 diese Messung vorgenommen werden soll, so muss hierfür der Steuereinheit 7 lediglich ein einziger Punkt der Kennlinie Ts(s0) für den betreffenden Maschinentyp bekannt sein. Die ermittelte Abweichung  DELTA T kann dann zumindest im Temperaturbereich um den Punkt Tm(s0) als Korrekturwert verwendet werden. Es empfiehlt sich daher, diese Kalibrierung der Heizvorrichtung bei einer Temperatur Ts vorzunehmen, die im (relativ engen) Bereich der Arbeitstemperatur während des Fertigungsprozesses liegt, beispielsweise bei einer Temperatur Ts von ca. 220 DEG C bzw. einem zugehörigen Stellgrad s0. 



  Selbstverständlich kann die Abweichung  DELTA T jedoch auch an mehreren (Temperatur- bzw. Stellgrad-)Punkten ermittelt und in Form von diskreten Messpunkten oder einer angenäherten analytischen Funktion in der Steuereinheit 7 abgelegt werden. 



  Auf diese Weise wird die bisher für jede einzelne Vorrichtung übliche Messung der Oberflächentemperatur der Galette 3 im geregelten Betrieb mittels eines externen Messgeräts bzw. die Bestimmung der Abweichung dieser Oberflächentemperatur von der im geregelten Betrieb durch den Sensor 11 detektierten Ist-Temperatur hinfällig. 



  Darüber hinaus kann durch die vorstehend beschriebene Messung der Abweichung  DELTA T - die korrekte Funktion der Heizeinheit 5 vorausgesetzt - die korrekte Funktion bzw. Einbauposition des Temperatursensors 11 überprüft werden. Hierzu kann empirisch oder theoretisch für einen bestimmten Maschinentyp der Bereich zulässiger Abweichungen  DELTA T, insbesondere abhängig von zulässigen Toleranzen in der Positionierung des Sensors 11 in einem Luftspalt, bestimmt werden.

   Wird für einen bestimmten Maschinentyp beispielsweise festgestellt, dass sich bei korrekt funktionierenden Temperatursensoren die detektierte Ist-Temperatur im Bereich von 2 bis 10 DEG  um die tatsächliche Oberflächentemperatur der Galette bewegt, so kann bei Feststellen einer Abweichung nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, welche ausserhalb dieses Bereichs liegt, darauf geschlossen werden, dass der in der betreffenden Heizvorrichtung verwendete Temperatursensor defekt ist und ausgetauscht werden muss. 



  Auch ohne die Voraussetzung einer korrekten Funktion der übrigen Elemente (ausser dem Sensor) lässt eine derartige unzulässige Abweichung selbstverständlich den Schluss zu, dass ein oder mehrere Elemente des (für die Messung aufgetrennten) Regelkreises nicht korrekt funktionieren. 



  Da sich in der Praxis herausgestellt hat, dass in der Mehrzahl aller Fälle entweder der Sensor 11 oder die Heizeinheit 5 defekt sind, kann hieraus mit hoher Wahrscheinlichkeit auf einen Defekt einer dieser beiden Komponenten geschlossen werden. 



  Im Folgenden wird daher beschrieben, wie nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung festgestellt werden kann, in welcher der beiden Komponenten der Defekt vorliegt. 



  Hierzu kann - wie in Fig. 2 dargestellt - nach Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Zeit t1 der Stellgrad s sprungartig auf den Wert 0% geändert werden. Nach einer bestimmten Zeitspanne  DELTA t = t2 - t1 bzw. zur Zeit t2 wird wiederum der Temperatur-Istwert Tm(t2) gemessen und die Temperaturdifferenz  DELTA Tm12 = Tm(tm) - Tm(t2) ermittelt (dabei kann selbstverständlich zum Zeitpunkt t1 auch nochmals die Temperatur Tm(t1) gemessen werden; dies ist wegen des konstanten Stellgrads s0 jedoch in der Regel unnötig, da dann gilt: Tm(tm) = Tm(t1)). 



  Anschliessend wird der Ist-Differenzbetrag |  DELTA Tm12 | mit einem Soll-Differenzbetrag |  DELTA Ts12 | verglichen, wobei sich Letzterer aus der Differenz | Ts(t1) - Ts(t2) | ergibt. Mit anderen Worten: Es wird die mittlere Steigung der abfallenden Ist-Temperaturkurve mit derjenigen der abfallenden Soll-Temperaturkurve (ausgehend von dem korrekten Temperaturwert Ts(t1)) verglichen. 



  Ausgehend von der Abweichung der mittleren Steigung kann dann entschieden werden, ob ein Defekt der Heizeinheit 5 oder ein Defekt des Temperatursensors 11 vorliegt. 



  Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die mittlere Steigung bei höherer Ausgangstemperatur Ts(t1) grösser ist als bei einer geringeren Ausgangstemperatur. Ursache hierfür ist der grössere Temperaturgradient zwischen der Oberfläche 3a der beheizten Galette 3 und der (wahren) Temperatur Tu der Umgebung. 



  Da die Maschinen ohnehin praktisch immer in klimatisierten Räumen betrieben werden, um die Produktionsqualität zu optimieren, kann diesbezüglich von einer im Wesentlichen konstanten Temperatur Tu ausgegangen werden. Im einfachsten Fall muss der Steuereinheit 7 somit lediglich ein einziger Wert für den Soll-Differenzbetrag |  DELTA Ts12 | für eine bestimmte Ausgangstemperatur Ts(t1) und eine bestimmte Umgebungstemperatur Tu sowie für die massgebliche Zeitspanne  DELTA t = t2 - t1 für einen bestimmten Maschinentyp bekannt sein. 



  Liegt der ermittelte Ist-Differenzbetrag z.B. unterhalb des Soll-Differenzbetrags, so kann hieraus geschlossen werden, dass die Temperatur der Oberfläche 3a der Galette 3 bei dem konstanten Stellgrad so kleiner war als der zu erreichende Sollwert. Demnach muss auf einen Defekt in der Heizwicklung geschlossen werden. 



  Entspricht dagegen der Ist-Differenzbetrag im Wesentlichen dem Soll-Differenzbetrag und wurde trotzdem zur Zeit tm eine unzulässig hohe Temperatur-Abweichung  DELTA T ermittelt, so muss auf einen Defekt des Temperatursensors 11 geschlossen werden. 



  Nachdem für diesen Vergleich im Wesentlichen die Steigungen der abfallenden Kurven der vom Sensor 11 gemessenen Ist-Temperatur und der Soll-Temperatur massgebend sind, kann selbstverständlich an Stelle der Bestimmung der Temperaturdifferenzen vor und nach einer Zeitspanne  DELTA t auch ein von beiden Kurven zu erreichender konstanter Temperaturwert vorgegeben werden und diejenige Zeit ermittelt werden, nach der diese Temperatur erreicht wird. In diesem Fall ist die mittlere Steigung umso grösser, je geringer die jeweils ermittelte Zeitspanne ist. 



  In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann beispielsweise auch die maximal auftretende Steigung durch eine fortwährende Abtastung des Verlaufs der Temperaturkurven nach dem Ändern des Stellgrads s0 bestimmt werden. 



  Obwohl das Ändern des Stellgrads s0 auf 0% den einfachsten Fall darstellt, so funktioniert das erfindungsgemässe Verfahren selbstverständlich auch bei einer beliebigen Änderung des bis zur Zeit t1 konstanten Stellgrads s0 auf einen beliebig anderen Wert, wobei grundsätzlich auch eine Erhöhung des Stellgrads denkbar wäre. In diesem Fall muss jedoch bei der Auswertung der Steigung des Soll- bzw. Ist-Temperaturverlaufs berücksichtigt werden, dass eine grössere Steigung auf einen ursprünglich zu geringen Temperatur-Istwert zur Zeit t1 hindeutet.

Claims (10)

1. Verfahren für das Kalibrieren und Überwachen einer temperaturgeregelten Heizvorrichtung, insbesondere einer beheizten Galette von Spinnereimaschinen zur Herstellung von Kunstfasern, bei dem a) zur Durchführung der Überwachung der geschlossene Regelkreis aufgetrennt und eine Heizeinheit (5) der Heizvorrichtung mit einem konstanten Stellgrad (s0) beaufschlagt wird, b) nach Erreichen einer Gleichgewichtstemperatur der mittels der Heizeinheit (5) beheizten Partie (3, 3a) der Heizvorrichtung ein erster Temperatur-Istwert (Tm(tm)) der beheizten Partie mittels eines Temperatursensors (11) gemessen wird. c) die Abweichung ( DELTA T) des gemessenen Temperatur-Istwertes (Tm(tm)) von einem mit dem konstanten ersten Stellgrad (s0) korrespondierenden Temperatur-Sollwert (Ts(tm)) ermittelt und hiervon ein Signal abgeleitet wird.

2.

Verfahren nach Anspruch 1, bei dem bei Detektieren einer unzulässigen Abweichung ein Fehlersignal (F) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem eine unzulässige Abweichung dann angenommen wird, wenn die detektierte Abweichung ( DELTA T) ausserhalb eines theoretisch oder empirisch ermittelten Bereichs zulässiger Abweichungen liegt, welcher sich infolge maximal zulässiger Toleranzen der Kennlinie des Temperatursensors (11) und/oder infolge maximal zulässiger konstruktiver Toleranzen und/oder infolge zulässiger Toleranzen bei der Montage des Temperatursensors ergibt.

4.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, insbesondere für das erstmalige Kalibrieren der Heizvorrichtung, das tatsächliche Erreichen des Temperatur-Sollwertes ( DELTA Ts(tm)) innerhalb vorbestimmter Toleranzen vorausgesetzt und bei Vorliegen eines Fehlersignals ein erforderlicher Austausch des Temperatursensors (11) signalisiert wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem, insbesondere für das erstmalige Kalibrieren der Heizvorrichtung, das tatsächliche Erreichen des Sollwertes ( DELTA Ts(tm)) innerhalb vorbestimmter Toleranzen vorausgesetzt und während des geregelten Betriebs eine detektierte zulässige Abweichung ( DELTA T) als Korrekturwert für die gemessenen Istwerte ( DELTA Tm(t)) verwendet wird.

6.

Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem a) nach dem Auftreten eines Fehlersignals (F) der Stellgrad (s) auf einen zweiten konstanten Stellgrad geändert wird, b) abhängig von einem Vergleich der Steigungen der Verläufe der nach der Stellgradänderung gemessenen Ist-Temperatur (Tm(t >/= t1)) und der Soll-Temperatur (Ts(t >/= t1)) in wenigstens einem Punkt oder einem Vergleich mittlerer Steigungen in einem bestimmten Zeitintervall entschieden wird, ob ein Defekt der Heizeinheit (5) oder ein Defekt des Temperatursensors (11) vorliegt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem der zweite konstante Stellgrad kleiner ist als der erste konstante Stellgrad (s0).

8. Verfahren nach Anspruch 7, bei dem der zweite konstante Stellgrad gleich null Prozent ist.

9.

Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem a) nach einer vorbestimmten Zeitspanne ( DELTA t) nach der Änderung des Stellgrads erneut mittels des Temperatursensors (11) ein zweiter Temperatur-Istwert (Tm(t2)) gemessen und der Ist-Differenzbetrag DELTA Tm12 = Tm(tm) - Tm(t2) zwischen dem ersten und zweiten Temperatur-Istwert gebildet wird, b) der Ist-Differenzbetrag (| DELTA Tm12 |) mit einem theoretisch oder empirisch bestimmten Soll-Differenzbetrag (| DELTA Ts12 |) verglichen wird, welcher der Differenz zwischen dem mit dem ersten Stellgrad korrespondierenden Temperatur-Sollwert und dem sich nach der vorbestimmten Zeitspanne einstellenden Temperatur-Sollwert entspricht, und c) bei Vorliegen einer unzulässig hohen Abweichung zwischen dem Ist- und Soll-Differenzbetrag ein Heizeinheit-Fehlersignal (FH)

und/oder bei Vorliegen einer zulässigen oder keiner Abweichung ein Temperatursensor-Fehlersignal (FT) erzeugt wird.

10. Temperaturgeregelte Heizvorrichtung mit a) einer Heizeinheit (5) für das Beheizen einer Partie (3, 3a) der Heizvorrichtung, b) einem der beheizten Partie (3, 3a) zugeordneten Temperatursensor (11) zur Messung des Temperatur-Istwertes (Tm(t)) der Partie, c) dessen Signal einer Regel- und Steuereinheit (7) zugeführt ist, d) welche in Abhängigkeit von einem ihr zugeführten Temperatur-Sollwertsignal (Ts) die Heizeinheit (5) derart mit einem Stellgrad (s) beaufschlagt, dass die Differenz zwischen Temperatur-Istwert und -Sollwert im Wesentlichen gleich Null ist, dadurch gekennzeichnet, e) dass die Regel- und Steuereinheit (7) so ausgebildet ist,

dass auf Anforderung und/oder in vorbestimmten zeitlichen Abständen das Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar ist.