CN1004153B - 控制纺纱机的方法和实施这种方法的装置 - Google Patents

Abstract

本方法靠控制纱线输送速率稳定松脱锭子数，靠控制机器转速稳定纱线平均捻度值。本装置包括松脱锭子数传感器１、主信号发生器３、加减存贮器２、控制牵伸机构的单元４、牵伸机构输送速率传感器１０、纱线捻度计算单元１１、锭子转速传感器１２、加减计算器１３、规定纱线捻度的主控制器１４、控制机器传动机构１７的单元１６和控制机器速度的单元１５等。

Description

控制纺纱机的方法和实施这种方法的装置

本发明涉及纺织工业，更具体地说，本发明涉及一种控制纺纱机的方法和实施这种方法的装置。

最有效应用本发明的领域是控制环锭纺纱机中亚麻纤维的纺纱过程。

有所裨益应用本发明的另一领域是控制捻线机。

在当今的纺纱过程中，为了维持纺纱过程的连续性，要求有必要的措施，即消除断头的措施。在实际的纺纱过程中，通常存在着断头率λ与消除断头的努力程度μ两者之间的某种权衡。对于上述以λ与μ比值所表示的这种权衡的决择在于该纺织过程中的技术指标和经济效益之间的权衡。但是，由于上述两个参数的随机性和时间上的不稳定性使得这种决择复杂化了。

人们知道，断头率λ是随时间和空间（由一台机器到另一台机器）的变化而有较大差异。这种变化的起因一方面是原材料特性不稳定、前道生产工序和设备状态引起质量上的波动;另一方面是管理机器的操作人员劳动强度的差别很大（这主要是由于操作人员的专业技能不同、值班时疲劳程度不同和身体、心理的适应能力不同造成的）。因此，通过不断地使纺织机的工作速度有荷因数（the speed duty of the operation）适应技术环境和操作人员身体条件、心理状态的变化，就可以消除“断头率与消除断头的努力程度的比值”的不稳定性，很明显，这种不稳定性是不希望有的。现在，这个功能可由控制纺纱机“工作有荷因数”的自控系统来完成，该系统监测机器的实际产量、断头率和操作人员消除断头的努力程度，以确定该机的速度有荷因数，保证在任意给定的环境条件下使机器保持最高的生产率。

人们知道，有一些控制环锭纺织机的工作有荷因数的方法和装置校正了“断头率与消除断头的努力程度”的不稳定性，从而提高了操作人员与设备的生产率。

人们也知道，有一种控制纺纱机的方法和装置（参见FR Patent No.1，516，876;Int。CL.G07C，1986）提供了环锭纺纱机纱线断头率的稳定性。这种方法是测出实际断头率;将它与某一规定值比较，当检出被测值与规定值的误差时，改变机器的工作速度。当实际断头率高于规定值时，机器减速;当实际断头率低于规定值时，机器加速。

人们还知道，有一种控制纺纱机的方法和装置（参见SU Inven-tors′　Certificate No.438，734;Int CL².DOIH 1/26，1974）力图使机器产量达到最高值。这种方法包括：监测纱线输送速率和纱线卷绕因数;在预定的信息采集时间内，根据这些数算出该机的产量;然后将这个算出的产量与前一个信息采集时间内算出的产量比较;机器的纱线输送速率增加一个正比于两个连续的信息采集时间的产量差值的增量，以增加机器的产量。实施这种方法的装置包括：松脱锭子数传感器、电子的控制电路和控制纱线输送速率的可变速的传动机构。电子的控制电路包括：一个总计计数器、一个定时器和一个带有加计数器、减计数器和加-减计数器的比较单元。总计计数器的输入端连接到松脱锭子数传感器的输出端，总计计数器的输出端接到定时器，依次，定时器接到比较单元的加-减计数器的输入端，此计数器的输出端接到可变速的传动机构。

人们又知道，有一种控制纺纱机的方法，它包括借助于一种传感器监测松脱锭子数;改变作为松脱锭子数的函数的纺纱机纱线输送速率。

实施这种方法的装置包括：松脱锭子数计数器。此计数器的输出端接到存贮器，存贮器通过主振荡器与定时器和延时电路连接（参见SU Inventors′ Certificate No.478，898;Int.CL²、DOIH 1/26，1974）。

这种方法和前面提到的方法的其中一个缺点是当纱线输送速率变化时，纱线的捻度值也相应地在其标称值或额定捻度的10%～15%的允许捻度变化限定范围内变化。结果是，当纱线断头率或消除断头的努力程度变化显著时，机器的实际捻度达到了相对于额定捻度的允许变化范围的上限。因而实际上不可能再对纱线断头率与消除断头的努力程度的比值作出进一步的调整。在这种情况下，机器工作有荷因数的动态控制变得明显不适或者完全停止。

与本发明最接近的先有技术的控制纱线机的方法包括：测量机器的现行产量和速度;算出相当于最高产量时的机器速率;根据此值相应调整机器的速度。

实施这种方法的装置包括：纱线输送速率传感器和工作锭子数传感器。它们的输出端接到放大单元的输入端，依次，放大单元接到优化单元，然后优化单元接到可变速的传动机构（参见SU Inven-tors′ Certificate No.438，734;Int.CL² DOIH 1/26，1975）。

上述这些方法和装置中的一个缺点是在任何一种控制通道中的控制深度都不够（在标称值或额定值的±10%范围内），即指纱线输送速率控制通道（控制牵伸机构的速度）和机器速度控制通道（采用同步地改变牵伸机构速度和锭子旋转速度、而保持这两种速度的预定比值不变）。因而，如果纱线断头率或操作人员消除断头的努力程度变化显著，则控制作用就会到达它的上限值，并且在这种变化减小到控制作用力所能及的范围之前，任何进一步的控制都要停止，因此，有限的控制深度影响该装置的性能。在某些情况下，把纱线输送速率的控制作为一个控制通道，由于解决了另一个问题-提高纱线质量等级-因而为补加设备生产率创造了条件。这是由于断头率的变化与纱线捻度的最佳值发生了关系而取得的，也就是说，纱线特性变化而引起的断头率的变化可以通过相应地改变作为断头率的函数的纱线捻度值得以校正。

于是，为了提高纱线质量的等级，在实际的纱线断头率变化的整个范围内提供动态控制纱线输送速率的可能性是个权宜之计。

本发明的目的是创造一个这样的方法和能实施此方法的装置，即它们为控制纱线输送速率以保持规定的松脱锭子数，同时还为控制机器的速度以保持纱线的平均捻度为标称值或额定值提供保证。

实现这个目的是采用包括以下步骤的控制纺纱机的方法：监测松脱锭子数;将实际的松脱锭子数与规定值比较;得出规定值与实际值的误差的符号和信号;改变作为此误差的函数的纺纱机纱线输送速率。本发明的方法还包括：在纺纱过程中不断测量纱线输送速率和锭子转速;根据这两个测量值算出纱线平均捻度;将此平均捻度值与纱线规定的捻度值比较;比较结果当误差超过预定允许误差范围时，改变机器的速度，以减少误差到零。

实施这种控制纺纱机方法的装置包括：一个牵伸机构的控制单元（此单元相应的输入端接到存贮器的输出端;此单元的输出端接到主发生器的输入端和松脱锭子数传感器的输入端和消除误差的信号发生器的输入端以及定时器的输入端，并通过执行装置与牵伸机构连接;松脱锭子数传感器的输出端接到第一加减存贮器的输入端;消除误差的信号发生器第一输出端接到定时器第一输出端和其它存贮器的输入端）。本发明的装置还包括：一个锭子转速传感器、一个额定捻度值的主控制器、一个分配器、一个时间存贮器、一个串接的牵伸机构输送速率传感器、一个捻度计算单元、一个捻度误差的加减存贮器和一个控制机器速度的单元。额定捻度值主控制器接到捻度误差加减存贮器的主输入端。锭子转速传感器接到捻度值校正单元的一个输入端。消除误差的信号发生器和定时器的其它输出端接到分配器输入端。分配器的输出端通过时间存贮器与机器速度控制单元的校正输入端连接。

本发明的一个主要优点是在纱线输送速率的控制通道中，松脱锭子数是稳定的，同时在控制机器速度的通道中，纱线平均捻度是稳定的。这意味着在纱线断头率的随机变化过程中，提供了纱线捻度的动态控制，为提高纱线的物理性能和机械性能，为提高纱线质量的等级和为在后序工序中减少断头率创造了条件。

这里所揭示的方法由于提供了一条附加的控制机器速度的控制通道，因而为增加该系统的效能创造了条件，也就是说，为扩大控制范围创造了条件。

制约纱线输送速率的第一控制通道可使作为纱线断头率和消除纱线断头的努力程度的函数的机器速度有荷因数最佳化。

制约机器速度的第二控制通道可使纱线平均捻度值保持稳定，即改变机器速度以便松脱锭子实际值的平均值应该相应于平均捻度值，此值等于额定捻度值。这考虑到在纱线断头率变化的整个范围内，对纱线断头率的动态控制，从而避免了这种控制作用到达上限（或阈值）时的情况，这就保证了纱线物理性能和机械性能的稳定性，具体地说，易于断线的纱线薄弱部分增加捻度，非常结实的部分减小捻度，这就减小了纱线抗拉强度的不均匀性，因而提高了纱线抗拉强度的平均值。

本发明的其它目的和其它优点可以从以下的实施例详细说明和表现能实施本发明方法的装置的框图清楚地看到。

控制纺纱机的方法包括：监测松脱锭子数;将实际的松脱锭子数与规定值比较;得出实际值与规定值的误差的符号和信号;改变作为此误差函数的纱线输送速率。在纺纱过程中，连续测量纱线输送速率和机器速度，根据此测量值算出纱线平均捻度，再与额定的捻度值比较，判断误差（即实际捻度值与额定捻度值的误差）是否超过预定值，然后改变机器的速度，使误差减到零。

附图为实施本发明方法的装置的框图。

控制纺纱机的装置包括：一个松脱锭子数的传感器1、一个加减存储器2、一个主信号发生器3、一个控制单元4、一个执行装置5、一个牵伸机构6、一个消除误差的信号发生器7、一个定时器8、一个存贮器9、一个纱线输送速率的传感器10、一个纱线捻度值计算单元11、一个锭子转速传感器12、一个捻度误差加减存贮器13、一个规定捻度值主控制器14、一个机器速度控制单元15、一个控制机器传动机构17的单元16、一个时间存贮器18和一个分配器19。

松脱锭子数传感器1接到加减存贮器2的输入端。加减存储器2的另一输入端接到主信号发生器3。主信号发生器3的脉冲重复率对应松脱锭子的规定值。加减存贮器2的输出端接到单元4。单元4是控制牵伸机构速度的。牵伸机构6可通过执行装置5改变其工作速度。控制单元4还接到信号发生器7、定时器8和存贮器9。传感器10响应纱线输送速率，它的输出端接到纱线捻度值计算单元11的输入端。计算单元11的另一输入端接到锭子转速传感器12，计算单元的输出端接到加减存贮器13。此存贮器13的另一输入端接到规定捻度值传感器14，存贮器13的输出端接到机器速度控制单元15，单元15通过单元16控制纺纱机的传动机构17。机器速度控制单元15的另一输入端接到存贮器18，存贮器18连接到分配器19。分配器19与信号发生器7和定时器8相连。

此装置按以下方式工作：

松脱锭子数传感器1给加减存贮器2的加法线上输入一串脉冲，此脉冲的重复率对应于松脱锭子的松脱时间。主信号发生器3给加减存贮器2的减法线输入一串脉冲，此脉冲串的重复率对应于规定的锭子松脱时间。当主信号发生器3和松脱锭子数传感器1的脉冲信号的重复率不同时，加减存贮器2存贮这个表示锭子的规定松脱时间与实际松脱时间的误差。当存贮器2的工作区填满时，存贮器2给控制单元4发去一个信号。控制单元4给松脱锭子数传感器1和主信号发生器3发去一个禁止信号，并同时将加减存贮器2复位到零。根据误差信号的符号，执行装置5改变牵伸机构6的速度。

清除误差的程度是由误差的存贮时间决定的。在数据采集时间内定时器8的脉冲信号由存贮器9接收。当执行装置5启动时，信号发生器7开始向存贮器9输送脉冲信号。牵伸机构6的输送速率的变化程度是由存贮器9中未填满的数字的数量决定的。当存贮器9填满时，存贮器9给控制牵伸机构6速度的单元4发去一个相应的信号，以终止清除误差的操作，并给松脱锭子数传感器1和主信号发生器3发去启动信号，从而使消除误差的操作结束。于是，新的数据采集时间又开始了。

与此同时，纱线输送速率和机器传动机构17的速度分别由传感器10和12监测。通过在捻度值计算单元11中将相应的纱线输送速率除以机器速度（即锭子转速），算出纱线平均捻度，并以离散的形式送到加减存贮器13的一个输入端。此存贮器13的另一输入端接收规定捻度值传感器14的信号。在加减存贮器13处于初始状态时，它的工作区填充一半，在操作中，当收到一个代表规定捻度值与实际捻度值的误差时，存贮器13中的存贮数量就向相应的方向变化。当存贮器13到达其工作区的阈值时，存贮器13就向机器速度控制单元15发去一个信号。单元15使单元16工作，以改变纺纱机传动机构17的速度（即改变锭子的转速）。误差的校正程度也是由误差存贮时间决定的。在数据采集时间内，定时器8通过分配器19给存贮器8发去脉冲信号。当误差的校正操作开始时，脉冲信号开始由信号发生器7来到存贮器18，误差校正操作一直持续到存贮器18填满为止，然后，存贮器18给控制单元15发去一个信号，终止误差校正操作，并使一个新的数据采集时间开始。

可以看出，本发明的一个主要的优点就是在整个变化范围内，捻度值都可得到控制，而与纱线断头率和清除断头率的努力程度的不稳定性无关，因而能得到已提高了的纱线质量、明显扩大了的控制范围、并能在任一给定时刻选出纱线输送速率与机器速度的最佳比值以得到预定的卷绕因数。因此，为确确实实地提高操作人员和设备的生产率创造了条件。

Claims (3)

1、一种控制纺纱机的方法，它包括：

监测松脱锭子的数量;将实际的松脱锭子数与规定值比较;得出规定值与实际值的误差的符号和信号;改变作为此误差函数的纺纱机的纱线输送速率，其特征在于它还包括：在纺纱过程中，连续测量纱线输送速率和机器转动速度;根据这样测得的数值算出纱线平均捻度值;将这个纱线平均捻度值与纱线规定捻度值比较;当得到的误差超过预定允许值时，改变机器速度使误差减到零。

2、一种实施权利要求1所提到的控制方法的装置，它包括：一个牵伸机构6的控制单元4，控制单元4相应的输入端分别连接到存贮器2、9的输出端，控制单元4的输出端接到主信号发生器3的输入端和消除误差的信号发生器7的输入端以及定时器8的输入端，并通过执行装置5与牵伸机构6连接，松脱锭子数传感器1和主信号发生器3的输出端接到第一加减存贮器2的输入端，消除误差的信号发生器7的第一输出端接到定时器8的第一输出端和另一存贮器9的输入端，其特征在于它还包括：一个锭子转速传感器12、一个规定捻度值的主控制器14、一个分配器19、一个时间存贮器18、一个串接的牵伸机构的输送速率传感器10、一个纱线捻度值计算单元11、一个捻度误差加减存贮器13和一个控制机器传动机构17的单元16，规定捻度值主控制器14接到捻度误差加减存贮器13的主输入端，锭子转速传感器12接到纱线捻度值计算单元11的附加输入端，消除误差的信号发生器7和定时器8的其它输出端接到分配器19的输入端，分配器19的输出端通过时间存贮器18与控制机器传动机构17的单元16的校正输入端相连。