CN101072732A - 光纤拉制装置 - Google Patents

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Abstract

在本发明的光纤拉制装置中，作为在从光纤拉制装置运行开始的时刻到速度达到目标拉制速度期间对应于实际拉制速度的运行参数，从存储在运行参数存储单元中的运行参数提取，并应用到光纤拉制装置。这些运行参数包括预制件基准进给速度、实际拉制速度目标变化量，被与实际拉制速度变化量相关的速度成分乘的增益、运算周期、拉制炉温度、光纤所涂的涂敷树脂的压力、以及冷却氦气流量等。本发明的光纤拉制装置，能够进行不产生振荡和过调等的稳定拉制控制，同时降低光纤拉制装置的非稳态(瞬态)运行中的起动纤维长度(或增速时间)。

Description

光纤拉制装置
技术领域
本发明涉及一种用光纤预制件生产光纤的光纤拉制装置。本发明特别涉及一种光纤拉制装置，其控制性能通过对应于光纤拉制装置运行期间时时刻刻变化的拉制速度(实际拉制速度)改变光纤拉制装置运行条件中的运行参数而得到提高，以及一种光纤拉制装置，其控制性能通过对应于拉制速度连续改变实际拉制速度的目标变化量，并通过根据实际拉制速度的目标变化量与实际拉制速度的实际变化量之间的偏差调节预制件进给速度，而得到提高。
背景技术
一般来说，在生产光纤的光纤拉制装置中，光纤预制件在光纤拉制装置所配备的拉制炉中加热后被连续拉制的速度(称为拉制速度)与所生产光纤的质量密切相关。因此，在光纤拉制装置中，已经进行了各种用于将拉制速度调节至最佳速度的改进，以获得良好质量的光纤。
通常，拉制速度本身受反馈控制，使得拉制后的光纤(裸光纤)外径的检测值追随目标值；因此，使实际拉制速度达到适当速度的控制，通过控制将作为拉制对象的光纤预制件送入拉制炉的速度(此后称为预制件进给速度)等方式间接实现。
在根据下面专利文献1的光纤拉制装置中，例如，预制件进给速度Vf通过下面所示的方法计算；光纤预制件被以计算出的预制件进给速度Vf送入到拉制炉中；由此，拉制速度被间接控制成适当的速度。下文中，时间t表示拉制期间某一瞬时的时间，拉制速度V(t)表示在时间t时的实际拉制速度。
在根据专利文献1的光纤拉制装置中，作为将光纤预制件送入拉制炉的速度的基准(下文称为预制件基准进给速度)的速度Vf1，基于光纤预制件的外径D(下文称为预制件直径)、拉制后光纤(裸光纤)的目标直径d(下文称为目标纤维直径)、以及光纤的目标拉制速度v1，通过下面的公式(A)计算出来。这一公式(A)建立在质量守恒定律之上，该定律在所供给的光纤预制件与拉制后的光纤之间成立。这里，目标拉制速度v1是在稳态运行中出于与作为后续处理的涂敷处理的关系考虑，获得良好质量的光纤所希望的拉制速度，这将在此后进行介绍。
Vf1＝v1·d2/D2  …(A)
接下来，实际设定的预制件进给速度Vf(t)通过以预定修正值(ΔVf1和ΔVf2)对由公式(A)计算出的预制件基准进给速度Vf1进行修正来计算。其中，修正值ΔVf1通过将目标拉制速度v1与实际拉制速度v(t)之间的差值乘以预定正系数K1计算出。修正值ΔVf2通过将作为加速度的实际拉制速度v(t)每单位时间的变化量即V(t)-V(t-Δt)乘以预定正系数K2来计算。
实际设定的预制件进给速度Vf(t)通过下面的公式(B)计算，该式是从上述预制件基准进给速度Vf1加上修正值ΔVf1的结果减去修正值ΔVf2。
Vf(t)＝Vf1+ΔVf1-ΔVf2
＝v1·d2/D2+K1(v1-v(t))-K2(v(t)-v(t-Δt)) …(B)
通过根据公式(B)设定预制件进给速度Vf，实际拉制速度v(t)被间接控制以追随目标拉制速度v1。具体而言，当实际拉制速度v(t)降低到低于目标拉制速度v1时，预制件进给速度Vf根据公式(B)加速；结果，光纤预制件的洗脱量增加，拉制后光纤的直径(检测值)趋向于增加；因此，实际拉制速度v(t)受到控制而增加，使得光纤的直径接近目标直径d。相反，当实际拉制速度v(t)超过目标拉制速度v1时，预制件进给速度Vf根据公式(B)减速；结果，实际拉制速度v(t)受到控制而减速，使得光纤的直径接近目标直径d。
根据专利文献1的光纤拉制装置的原理是，驱动预制件进给马达旋转，使得将光纤预制件送入到拉制炉中的速度接近由上式计算出的预制件进给速度Vf(t)，从而生产出高质量的光纤。
现在，稳态运行中的预制件直径D、目标直径d和目标拉制速度v1被预设为光纤拉制装置的运行条件；并且在根据专利文献1的光纤拉制装置中，只要运行条件的设置不作修改，由公式(A)计算出的预制件基准进给速度Vf1就是恒定的。
与之相对，在例如光纤拉制装置的起动状态或终止状态等非稳态运行中，需要通过使上述预制件进给速度显著变化来调节该速度。因此，在非稳态运行中，如果仅依赖于在上述公式(B)中使预制件基准进给速度Vf1保持恒定的技术，必然是仅以上述修正项ΔVf1、ΔVf2修正需要大调整范围的预制件进给速度，这会导致这些修正项在算术运算中的权重增加。
但是，修正值ΔVf1是基于实际拉制速度相对于目标拉制速度v1的误差的修正项；而修正值ΔVf2与动态修正、即对修正趋势的过度或不足的修正相关。因此，当需要的调整范围很大时，该修正项的权重也变大，这会导致诸如振荡(hunting)或超调(overshoot)等故障产生的可能性增加。
在根据专利文献1的光纤拉制装置中，很容易想到，系数K1和K2一直被最优化是获得精确预制件进给速度Vf(t)的前提。然而，将系数K1和K2设为唯一的值是极其困难的，该值要能应对诸如装置的起动状态或终止状态等非稳态，而拉制速度在这些状态下会显著变化。当由于这种原因发生诸如振荡或过调的故障时，光纤的直径和涂敷条件不稳定，会导致光纤的质量恶化或合格率降低。此外，如果产生的振荡或过调过大，光纤拉制装置中的拉制速度会变得无法控制，继而将导致光纤的断裂。这些存在于例如光纤拉制装置起动状态等非稳态(瞬态)运行中的问题，产生在决定光纤拉制装置运行条件的例如前述拉制速度和修正项等运行参数中。
此外，随着越来越趋向于较大的光纤预制件直径，起动纤维长度(或增速时间)增加、合格率降低就成了问题。然而，在追求起动纤维长度(或增速时间)的缩短而增加加速度的情况下，会导致在起动结束(达到目标拉制速度附近)时例如振荡或过调等故障发生的可能性增大。
因此，本发明考虑到上述情况而做出，其目的是提供一种光纤拉制装置，该装置能够进行稳定的拉制控制而不会产生振荡或过调等，同时能降低光纤拉制装置的非稳态(瞬态)运行中的起动纤维长度(或增速时间)。
专利文献1：日本特开平10(1998)-81538。
发明内容
为了实现上述目的，本发明提供一种从预制件生产光纤的光纤拉制装置，包括：加热、融化和拉制该预制件的拉制炉；保持所述预制件并将所述预制件送入所述拉制炉的预制件进给单元；冷却由所述拉制炉拉制出的裸光纤的冷却单元；将涂敷树脂涂敷于所述裸光纤的涂敷单元；卷绕被涂敷后的裸光纤的绞盘；卷取由绞盘卷绕的光纤单丝的卷取单元；检测正在被卷绕的所述光纤单丝的实际拉制速度的实际拉制速度检测单元；根据由所述实际拉制速度检测单元检测的实际拉制速度的信号，产生预制件进给速度的速度命令信号的运算和控制单元；以及根据速度命令信号调节预制件进给单元进给预制件的速度的预制件进给速度调节单元。
其中，所述运算和控制单元采用预制件进给速度作为速度命令信号，该预制件进给速度对应于预制件基准进给速度和根据拉制速度目标变化量与实际拉制速度变化量之间的偏差确定的反馈修正量设定，并且所述预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量中的至少一个对应于实际拉制速度设定。
光纤拉制装置中的拉制速度被自动调节(反馈控制)，使得拉制后的光纤直径变为目标直径；但是，炉中预制件的供给与洗脱(熔出，elution)之间的关系在例如起动状态运行或终止状态运行等非稳态下不稳定，并且实际拉制速度时时刻刻都变化显著。例如在起动状态(非稳态的一个示例)下，如果实际拉制速度变化量(拉制加速度)过大，则在运行向稳态运行转变时会出现过调或振荡，而如果实际拉制速度的变化量过小，则起动纤维长度(或起动时间)会变得过长。
然而，根据本发明的方案，对应于实际拉制速度的拉制速度变化量被设定为用于在这种非稳态运行中设定理想拉制速度变化量的一个参数，并且，预制件的进给速度根据拉制速度目标变化量与实际拉制速度变化量之间的比较，通过使用对应于实际拉制速度而连续变化的拉制速度目标变化量(表示非稳态运行中的理想拉制速度的变迁)进行调节，或者，预制件的进给速度通过使用对应于实际拉制速度的预制件基准进给速度进行调节；因此，该实际拉制速度间接受到控制而呈现理想变化。
具体而言，当实际拉制速度变化量大于拉制速度目标变化量(加速度较大)时，如果预制件的进给速度受调节而减速，则预制件的洗脱降低并且经拉制的光纤的直径趋向于缩小；因此，实际拉制速度受到控制而减速，使得其直径变为目标纤维直径。相反，当实际拉制速度变化量小于拉制速度目标变化量(加速度较小)时，如果预制件的进给速度受调节而加速，预制件的洗脱将增加并且实际拉制速度受到控制而加速。结果，非稳态运行中的实际拉制速度变化量以理想的方式发生变化，能进行稳定的拉制控制，这种控制不会产生振荡或过调等，同时能降低起动纤维长度(或增速时间)。
附图说明
图1是涉及本实施例的光纤拉制装置的示意图；
图2是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中实际拉制速度与预制件基准进给速度之间的关系的曲线图；
图3是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中实际拉制速度与目标拉制速度(代替预制件基准进给速度)之间的关系的曲线图；
图4是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与拉制速度目标变化量之间的关系的曲线图(阶段式计算)；
图5是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与控制增益之间的关系的曲线图(阶段式计算)；
图6是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与控制周期之间的关系的曲线图(阶段式计算)；
图7是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与拉制速度目标变化量之间的关系的曲线图(通过线性插补计算)；
图8是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与控制增益之间的关系的曲线图(通过线性插补计算)；
图9是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与控制周期之间的关系的曲线图(通过线性插补计算)；
图10是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与预制件基准进给速度之间的关系的曲线图；
图11是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与拉制速度目标变化量之间的关系的曲线图(阶段式计算)；
图12是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中预制件基准进给速度与实际预制件进给速度之间的关系的曲线图；
图13是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中实际拉制速度与拉制速度目标变化量之间的关系的曲线图(通过线性插补计算)；
图14是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与拉制炉温度之间的关系的曲线图；
图15是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与涂敷树脂压力之间的关系的曲线图；
图16是描述涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与冷却氦气流量之间的关系的曲线图；
图17是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与拉制炉温度之间的关系的曲线图；
图18是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与涂敷树脂压力之间的关系的曲线图；并且
图19是描述随着时间经过，涉及本实施例的光纤拉制装置中拉制速度与冷却氦气流量之间的关系的曲线图；
具体实施方式
在涉及本发明的光纤拉制装置中，优选的是运算控制单元通过下式(i)确定预制件进给速度Vf(t)并采用它作为速度命令信号。
Vf(t)＝Vf1+KP(ΔVdt_target-ΔVdt)
+KI∫(ΔVdt_target-ΔVdt)dt  …(i)
其中，
Vf1：预制件基准进给速度
ΔVdt_target：拉制速度目标变化量
ΔVdt：实际拉制速度变化量
KP：变化量比例增益
KI：变化量积分增益
dt：积分控制周期
然而，本发明中的反馈修正不限于比例环节和积分环节的结合，例如可以省略一个环节，或者相反可增加微分环节。
在具有上述构造的光纤拉制装置中，还优选的是，预制件基准进给速度与拉制速度目标变化量均对应于实际拉制速度设定。并且还优选的是，进行KP、KI和KP(ΔVdt_target-ΔVdt)运算的周期或积分控制周期对应于实际拉制速度设定。
涉及本发明的光纤拉制装置还可包括对应于实际拉制速度控制拉制炉温度的炉温调节装置、对应于实际拉制速度控制涂敷装置中的涂敷树脂压力的涂敷树脂压力调节装置、以及对应于实际拉制速度控制冷却装置中的冷却氦气流量的冷却氦气流量调节装置。
涉及本发明的光纤拉制装置还可包括对应于实际拉制速度阶段式存储上述各种参数的阶段式存储机构，这些参数是对应于实际拉制速度阶段式设定的；并且能对应于实际拉制速度提取存储在阶段式存储机构中的值并加以应用。因此，要应用的值可以基于从阶段式存储机构提取的值经插补计算获得。
本发明的实施例此后将参考附图进行描述，以对本发明有个总体了解。下面的实施方式和实施例是实现本发明的一种示例，而不是用来限制本发明的技术范围。
首先，涉及本发明的光纤拉制装置X的构造用图1表示。
光纤拉制装置X主要包括：保持光纤预制件2的预制件进给单元1、加热并拉制该光纤预制件2的拉制炉3、测量拉制后光纤4(此后称为裸光纤4)的直径的直径测量单元5、冷却该裸光纤4的初级冷却单元7、将涂敷树脂涂敷于光纤的初级涂敷单元8和次级涂敷单元11、固化所涂敷的涂敷树脂的初级树脂固化单元9和次级树脂固化单元12、冷却所涂敷的涂敷树脂的次级冷却单元10、卷绕经过双层树脂涂敷的裸纤维(此后称为光纤单丝13)的绞盘6、以及卷取由绞盘6卷绕的光纤单丝13的卷取单元14。
光纤拉制装置X中的各种控制和运算均基于存储在运算单元16中的预定程序(本发明中的控制程序)实现，并且每个单元都由控制程序进行控制。具体而言，由运算单元16执行的控制程序控制着以下部件：控制马达18以驱动预制件进给单元1旋转的驱动器17、调节拉制炉3的温度的炉温调节单元15、调节初级涂敷单元8中的涂敷树脂压力的初级涂敷树脂压力调节单元19、调节次级涂敷单元11中的涂敷树脂压力的次级涂敷树脂压力调节单元20、调节初级冷却单元7中的氦气流量的初级冷却氦气流量调节单元21、以及调节次级冷却单元10中的氦气流量的次级冷却氦气流量调节单元22等。
下面对光纤拉制装置X中的光纤单丝13生产过程简要进行描述。
由预制件进给单元1保持的光纤预制件2被拉制炉3加热和拉制，以形成裸光纤4。这里，将该光纤预制件2从预制件进给单元1送到拉制炉3中的预制件进给速度通过马达18调节，该马达18根据从驱动器17传送的速度命令信号(速度命令信号是关于预制件进给速度的、由运算单元16从后述的预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量算出的数据信号)被驱动而旋转。
作为本发明的一个实施例的光纤拉制装置X的原理是，根据质量守恒定律，通过绞盘6的卷绕速度确定从光纤预制件2制出的裸光纤4的外径。因而，首先，通过直径测量单元5在线测量裸光纤4的直径，并且基于测量结果，调节绞盘6的卷绕速度，这使得裸光纤4的直径能够保持恒定。
由此制出的裸光纤4由初级冷却单元7冷却一次，然后通过初级涂敷单元8将涂敷树脂涂敷于其表面。这里涂敷的涂敷树脂借助初级树脂固化单元9固化。此后，被涂敷了涂敷树脂的裸光纤4经过与以上相同的处理，即经过次级冷却单元10、次级涂敷单元11和次级树脂固化单元12。裸光纤4由涂敷树脂在其表面上进行双层涂敷以形成光纤单丝13。经过绞盘6后的光纤单丝13由卷取单元14卷取在卷筒上。
在本发明中，与光纤拉制装置X的运行条件相关的运行参数(例如预制件基准进给速度、拉制速度目标变化量、被与实际拉制速度变化量相关的速度成分乘的增益、运行周期、拉制炉温度、涂敷树脂压力以及冷却氦气流量等)对应于阶段式设定的实际拉制速度阶段式存储在光纤拉制装置X所提供的预定存储单元中(此后称为运行参数存储单元23)。运算单元16连续测量绞盘6的旋转速度，并从运行参数存储单元23中提取对应于由这一旋转速度算出的实际拉制速度的运行参数，这些参数被应用于相关单元。这里，运行参数存储单元23是本发明中运行参数存储机构的一个示例。
在光纤拉制装置X的运行中，运算单元16通过应用对应于按下式时时刻刻变化的实际拉制速度提取的运行参数，来执行预定运算，以确定预制件进给速度等等。上述驱动器17根据其计算结果进行控制。
Vf(t)＝Vf1+KP(ΔVdt_target-ΔVdt)
+KI∫(ΔVdt_target-ΔVdt)dt…(1)
接着，由预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量计算出的预制件进给速度将用表1和图2至图4进行描述。这里，图中的“拉制速度”指实际拉制速度。
表1显示出，对应于拉制速度的阶段式变化，预制件基准进给速度Vf1以及拉制速度目标变化量ΔVdt_target阶段式变化，其中该预制件基准进给速度Vf1以及拉制速度目标变化量ΔVdt_target是用于起动涉及本实施例的光纤拉制装置X的运行条件，即运行参数。在表1的数据列表中还显示了目标拉制速度，它可作为预制件基准进给速度Vf1的替换。这样，能通过目标拉制速度和另外设定的预制件直径与裸光纤直径来阶段式计算并设定预制件基准进给速度Vf1。需要的只是将预制件基准进给速度Vf1和目标拉制速度中的某一个设定在实际使用的数据表中。
图2至图4用曲线图描述了这些关系。运行参数存储单元23存储表1所示实际拉制速度的阶段式变化的数据，以及对应于上述阶段式变化的运行参数的阶段式变化数据。
这些变化在本实施例中分为九级；但是级数是任意的。增加级数会得到控制平滑。在本实施例中，实际拉制速度的区间、预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量可以是用户用允许输入操作的操作单元等输入的固定值，或者是基于预定信息通过运算单元16计算出的可变值。
表1
拉制速度m/min   0    50   100   300   600   900   1150   1195   1205   1500
预制件基准进给速度mm/min   2.93   1.22   1.46   1.83   2.44   2.93   2.93   2.93   2.81
预制件基准进给速度(目标拉制速度)m/min   1200   500   600   750   1000   1200   1200   1200   1150
设定拉制速度变化量m/min2   0   0   30   150   200   80   0   0   0
变化量比例增益％   0.0   0.0   5.0   8.0   10.0   5.0   0.0   0.0   0.0
变化量积分增益％   0.0   0.0   2.0   4.0   5.0   2.0   0.0   0.0   0.0
比例运算周期秒   10.0   10.0   10.0   5.0   2.0   2.0   2.0   2.0   2.0
积分运算周期秒   20.0   20.0   20.0   10.0   5.0   5.0   5.0   5.0   5.0
运算单元16从运行参数存储单元23中，与实际拉制速度相关联地读出与通过绞盘6的旋转频率计算出的实际拉制速度相对应的预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量；将该读出参数应用于公式(1)，从而设定预制件进给速度。根据表1，例如在实际拉制速度v(t)在某一时刻为500m/min的情况下，预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量如下。
预制件基准进给速度：1.83mm/min
拉制速度目标变化量：150m/min2
接着，根据表1，例如在实际拉制速度v(t)在某一时刻为500m/min的情况下，目标拉制速度和拉制速度目标变化量如下。
目标拉制速度：750m/min
拉制速度目标变化量：150m/min2
而在另外设定的预制件直径为80mm且裸光纤的直径为0.125mm的情况下，预制件基准进给速度Vf1变为：
Vf1＝((0.125)2/(80)2)×750＝1.83mm/min
将这些数据代入公式(1)，运算单元16用预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量来计算预制件进给速度。驱动器17根据算出的预制件进给速度驱动马达18旋转；从而，光纤预制件2从预制件进给单元1到拉制炉3的供给受到控制。
接下来，运算单元16执行的预制件进给速度的运算将被描述。
假定光纤拉制装置X拉制期间的时刻t时的实际拉制速度由V(t)给定，比该时刻t靠前dt时的拉制速度由V(t-dt)给定，每段时间dt的实际拉制速度变化量即加速度ΔVdt如下计算。
ΔVdt＝V(t)-V(t-dt)  …(2)
根据表1，例如，在当前拉制速度为600m/min，10秒钟前的拉制速度为580m/min的情况下，加速度ΔVdt如下。
ΔVdt＝(600-580)×60/10＝120m/min2
现在，在运算单元16用PLC(可编程逻辑控制器)执行上述控制的情况下，控制如下。
在以大约100毫秒的周期获得实际拉制速度之后，进行累计10至100个左右的最新拉制速度数据的移动平均。这种移动平均的结果被用作当前实际拉制速度。接着，将数据已被移动平均了的时间dt之前的拉制速度从上述当前实际拉制速度中减去；从而可计算出恒定时间dt中的实际拉制速度变化量ΔVdt。这里，可想到以大约100毫秒的周期计算实际拉制速度变化量，将大约10至100个最新的实际拉制速度变化量数据移动平均，并采用其结果作为当前实际拉制速度变化量ΔVdt。
如上述公式(1)所示，通过将就拉制速度目标变化量与拉制速度的实际变化量之差进行的比例运算和积分运算的算术运算结果与预制件基准进给速度相加，计算出该预制件进给速度。
在根据本发明的公式(1)中，被拉制速度目标变化量与拉制速度的实际变化量之差乘的增益KP(此后称为变化量比例增益)，被拉制速度目标变化量与拉制速度的实际变化量之差的积分值乘的增益KI(此后称为变化量积分增益)，以及作为进行各运算的周期的比例运算周期和积分运算周期，被阶段式存储在运行参数存储单元23中。运算单元16对应于实际拉制速度变化量从运行参数存储单元23提取这些阶段式运行参数，将提取的参数应用于公式(1)，而将它们用于预制件进给速度Vf(t)的算术运算。
通过使用变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期进行的预制件进给速度的算术运算将用表1、图5和图6进行描述。
表1还显示出变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期的阶段式设定数据，它们是涉及本实施例的光纤拉制装置X的运行条件下的运行参数。这些数据用在自动起动中。图5和图6用曲线图描述了这些关系。运行参数存储单元23存储表1所示的实际拉制速度的阶段式变化的数据，以及对应于上述阶段式变化的运行参数的阶段式变化数据。
这些变化在本实施例中分为九级；但是级数是任意的，这与以上所述相同。在本实施例中，实际拉制速度的区间、变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期可以是用户用允许进行输入操作的操作单元等输入的固定值，或者是基于预定信息通过运算单元16计算出的可变值。
运算单元16从运行参数存储单元23中，与时时刻刻变化的实际拉制速度相关联地，读出与通过绞盘6的旋转频率计算出的实际拉制速度相对应的变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期；将读出的参数应用于公式(2)，设定预制件进给速度Vf(t)。根据表1，例如在实际拉制速度V(t)在某一时刻为500m/min的情况下，变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期如下。
变化量比例增益KP：8.0％
变化量积分增益KI：4.0％
比例运算周期：5.0秒
积分运算周期：10.0秒
将这些数据代入公式(1)，设定预制件进给速度Vf(t)。这里，比例项KP(ΔVdt_target-ΔVdt)和积分项KI∫(ΔVdt_target-ΔVdt)dt分别以上述比例运算周期(5.0秒)和积分运算周期(10.0秒)独立计算。从而，能充分利用比例运算和积分运算对时间的响应特性进行运算。
如图3、图4、图5和图6所示，关于运行参数：预制件基准进给速度Vf1、目标拉制速度v1、变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期，运算单元16从设定在数据表中的九个区间中确定由绞盘6的旋转速度测量值计算出的实际拉制速度所对应的一个区间，并从数据表中读出对应于该区间的运行参数，然后将读出的参数原样使用。因此，运行参数将对应于实际拉制速度的变化阶段式变化。
另一方面，运算单元16(拉制速度目标变化量导出装置的一个例子)从运行参数存储单元23读出对应于拉制速度的变化量阶段式设定的拉制速度的变化量设定值ΔVdt_S(与规定拉制速度的多个区间的多个极限值中的每一个相对应的拉制速度的变化量设定值)，用读出的数据执行线性插补运算，获得对应于实际拉制速度的变化而连续变化的拉制速度目标变化量ΔVdt_target，如图7所示。运算单元16获得拉制速度目标变化量ΔVdt_target，是为了将其应用于公式(1)。
通过将由线性插补计算获得的拉制速度目标变化量ΔVdt_target作为纵轴，将实际拉制速度作为横轴，画出曲线图，将形成大致山尖形状，如图7所示。其中，图7的曲线图中各断点P1至P8是表示拉制速度的变化量设定值ΔVdt_S的点。
表2
拉制速度m/min     0     50     100     300     600     900     1150     1195     1205     1500
设定拉制速度变化量m/min2     0     0     10     50     180     170     10     0     0     0
变化量比例增益％     0.0     0.0     0.0     6.0     10.0     8.0     5.0     0.0     0.0     0.0
变化量积分增益％     0.0     0.0     0.0     3.0     5.0     4.0     2.0     0.0     0.0     0.0
比例运算周期秒     10.0     10.0     10.0     8.0     4.0     2.0     2.0     2.0     2.0     2.0
积分运算周期秒     20.0     20.0     20.0     16.0     8.0     5.0     5.0     5.0     5.0     5.0
通过把实际拉制速度应用于数据表而获得运行参数，例如预制件基准进给速度Vf1、拉制速度目标变化量ΔVdt_target、变化量比例增益KP和变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期，运算单元16将上述运行参数以及由绞盘6的旋转速度测量值获得的实际拉制速度变化量ΔVdt应用于上式(1)，计算出预制件进给速度Vf。驱动器17根据计算结果进行控制，继而从预制件进给单元1到拉制炉3的光纤预制件2供给受到控制。
以下是由运算单元16进行的拉制速度目标变化量ΔVdt_target的插补计算的一个例子。
根据表2，例如在实际拉制速度v(t)在某一时刻为500m/min的情况下，预制件基准进给速度Vf1和拉制速度目标变化量ΔVdt_target如下。
预制件基准进给速度：1.83mm/min
拉制速度目标变化量：
50+(180-50)×(500-300)/(600-300)＝137m/min2
接着，根据表2，例如在目标拉制速度v1在某一时刻为500m/min的情况下，目标拉制速度v1、预制件基准进给速度速度Vf1和拉制速度目标变化量ΔVdt_target如下。
目标拉制速度：750m/min
拉制速度目标变化量：
50+(180-50)×(500-300)/(600-300)＝137m/min2
而在另外设定的预制件直径D为80mm且裸光纤的直径d为0.125mm的情况下，预制件基准进给速度Vf1由公式(A)计算出来，如下。
Vf1＝((0.125)2/(80)2)×750＝1.83mm/min
接着，由运算单元16执行的预制件进给速度Vf的算术运算的具体示例将被描述。
假定光纤拉制装置X拉制期间的时刻t时的实际拉制速度由V(t)给定，比该时刻t靠前dt时的拉制速度由V(t-dt)给定，每段时间dt的实际拉制速度变化量即加速度ΔVdt如下计算。
ΔVdt＝V(t)-V(t-dt)
根据表2，例如，在当前拉制速度为600m/min，(dt)10秒钟前的拉制速度为580m/min的情况下，加速度ΔVdt如下。
ΔVdt＝(600-580)×60/10＝120m/min2
现在，作为例子，在由PLC(可编程逻辑控制器)构成的运算单元16执行算术运算以计算实际拉制速度变化量(加速度)ΔVdt的情况下，控制如下。
以大约100毫秒的周期获得实际拉制速度，并累计起来。进行累计的10至100个左右最新拉制速度数据的移动平均。这种移动平均的结果被用作实际拉制速度。始终存储包括当前速度(最新移动平均)在内的恒定时间dt内的数据。
接着，关于该移动平均了的实际拉制速度，将时间dt之前的拉制速度从上述当前实际拉制速度中减去；从而可计算出恒定时间dt中的实际拉制速度变化量ΔVdt。这里，可想到以大约100毫秒的周期计算实际拉制速度变化量，将大约10至100个最新的实际拉制速度变化量数据移动平均，并采用其结果作为当前实际拉制速度变化量ΔVdt。
接着，将对使用变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期进行的预制件进给速度Vf的算术运算的一个示例进行描述。
关于与由绞盘6的旋转速度(测量值)计算出的实际拉制速度相对应的变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期，运算单元16对应于时时刻刻变化的实际拉制速度，从运行参数存储单元23读取上述数据表中的设定值，并将这些设定值应用于公式(1)，计算预制件进给速度Vf(t)。
根据表2，例如在实际拉制速度V(t)在某一时刻为500m/min的情况下，变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期如下。
变化量比例增益KP：8.0％
变化量积分增益KI：4.0％
比例运算周期：5.0秒
积分运算周期：10.0秒
将这些数据代入公式(1)，计算预制件进给速度Vf(t)。
这里，在公式(1)中，比例项KP(ΔVdt_target-ΔVdt)和积分项KI∫(ΔVdt_target-ΔVdt)dt分别以上述比例运算周期(5.0秒)和积分运算周期(10.0秒)独立计算。从而，能充分利用比例运算和积分运算对时间的响应特性进行运算。
此外，如表1所示，在应用于起动运行或终止运行的控制的数据表中，当实际拉制速度从一个区间变为另一个区间时，变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期急剧地变化；为了抑制这些值的急剧变化，可通过线性插补来计算这些值。
在本实施例中，运行参数对应于实际拉制速度阶段式预设，这些运行参数根据实际拉制速度的变化而一个接一个地应用；因此，控制变为阶段式进行，这产生了控制中的平滑性问题。为了解决此问题，基于阶段式预设的运行参数通过线性插补计算中间运行参数的方法将用表2、图8和图9进行描述。
表2是阶段式运行参数的数据表，这些参数是为了将与本实施例的光纤拉制装置X的运行条件相关的变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期的中间值应用于线性插补式而设定的。图8和图9用曲线图显示了这些关系。实际拉制速度的阶段式变化如图2所示，对应于该变化的运行参数的阶段式变化数据被存储在运行参数存储单元23中。
这些变化在本实施例中分为九级；但级数是任意的。在本实施例中，实际拉制速度的区间、变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期可以是用户用允许进行输入操作的操作单元等输入的固定值，或者是基于预定信息通过运算单元16计算出的可变值。
运算单元16从运行参数存储单元23中，与实际拉制速度相关联地，读出与通过绞盘6的旋转频率计算出的实际拉制速度相对应的变化量比例增益、变化量积分增益、比例运算周期和积分运算周期；并将该读出参数应用于下式(3)。运算单元16通过使用线性插补公式(3)计算在某一时刻下对应于实际拉制速度的变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期。这里V1和V2是确定拉制速度的区间的拉制速度(V1＜V2)，KP1和KP2是对应于拉制速度V1和V2的变化量比例增益，KI1和KI2是对应于拉制速度V1和V2的变化量积分增益，TP1和TP2是对应于拉制速度V1和V2的比例运算周期，TI1和TI2是对应于拉制速度V1和V2的积分运算周期。
变化量比例增益：KP＝KP1+(KP2-KP1)
(V(t)-V1)/(V2-V1)
变化量积分增益：KI＝KI1+(KI2-KI1)
(V(t)-V1)/(V2-V1)
比例运算周期：TP＝TP1+(TP2-TP1)
(V(t)-V1)/(V2-V1)
积分运算周期：TI＝TI1+(TI2-TI1)
(V(t)-V1)/(V2-V1)
…(3)
现在，根据表2，例如在实际拉制速度在某一时刻为500m/min的情况下，参数由图5中的数据设定如下：V1＝300m/min，V2＝600m/min，KP1＝6.0，KP2＝10.0，KI1＝3.0，KI2＝5.0，TP1＝8.0，TP2＝4.0，TI1＝16.0，TI2＝8.0。并且，变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期根据这些设定值基于线性插补公式(3)进行计算。
变化量比例增益：KP＝6.0+(10.0-6.0)
(500-300)/(600-300)＝8.7％
变化量积分增益：KI＝3.0+(5.0-3.0)
(500-300)/(600-300)＝4.3％
比例运算周期：TP＝8.0+(4.0-8.0)
(500-300)/(600-300)＝5.3秒
积分运算周期：TI＝16.0+(8.02-16.0)
(500-300)/(600-300)＝10.7秒
变化量比例增益KP、变化量积分增益KI、比例运算周期和积分运算周期通过线性插补计算，从而可在实际拉制速度从一个区间变为另一区间时抑制上述值的阶段式的急剧变化；因此，能实现平滑稳定的控制。
现在，图10是描述随着时间经过，实际拉制速度与预制件基准进给速度之间的关系的曲线图，图11是描述随着时间经过，实际拉制速度与拉制速度目标变化量之间的关系的曲线图，而图12是描述随着时间经过，预制件基准进给速度与实际预制件进给速度之间的关系的曲线图。
通过基于图10、图12和图13中所示曲线图的上述计算获得预制件进给速度Vf，根据该预制件进给速度Vf对光纤拉制装置X中的预制件进给单元1进行控制，接下来将描述的是该控制的结果。
其中，图13是描述随着时间经过，实际拉制速度与拉制速度目标变化量之间的关系的曲线图(通过线性插补计算)。
如图10所示，在初始起动阶段，即实际拉制速度v仍然较低的阶段，预制件基准进给速度Vf1被临时设定为高速(2.93mm/min，图10中)。此后，速度Vf1降低至低速(1.22mm/min，图10中)，然后当实际拉制速度v在稳态下接近目标速度(1200m/min，图10中)时，速度Vf1在稳态运行中阶段式加速(呈台阶状)至目标速度(2.93mm/min，图10中)。
因此，在非稳态运行中，通过使作为预制件进给速度的基准的速度Vf1本身随时变化，没必要过分增加公式(B)中的修正项(涉及增益K1、K2)的权重，这会避免例如振荡或过调等的发生。
这里，在初始起动阶段，预制件基准进给速度Vf1临时设定为高速。原因是在初始起动阶段，装置是在光纤预制件2尚未开始在拉制炉3中熔化的状态下起动，有必要提高光纤预制件2的进给速度以加速预制件2的熔化。
如图13所示，通过线性插补计算获得的拉制速度目标变化量ΔVdt_target形成山尖状曲线。在起动状态下，在实际拉制速度v接近初始阶段中的极低速度与稳态速度(1200m/min，图13中)之间的中间速度(大约600m/min，图13中)的时间段中，随着实际拉制速度v的增加，其加速度从零状态(或接近零)逐渐增大；而在实际拉制速度v经过中间速度之后到达稳态速度的时间段中，根据实际拉制速度v的增加，其加速度逐渐降低最后变成零。
并且，调节预制件进给速度Vf，使得山尖形拉制速度目标变化量ΔVdt_target与实际拉制速度变化量ΔVdt之间的差值变为零，即，预制件基准进给速度Vf1根据公式(1)得到修正，以设定(调节)预制件进给速度Vf。从而，实际拉制速度v的变化量(拉制的加速度)的推移受到控制，从而不管运行环境等的离散等如何，实际拉制速度v的起动曲线都受到稳定控制而形成理想曲线。
与之相对，在基于公式(1)设定预制件进给速度Vf的情况下，如果不基于拉制速度目标变化量ΔVdt_target与实际拉制速度变化量ΔVdt之间的比较调节预制件进给速度Vf，则会有起动运行中的实际拉制速度v形成不必要的尖锐或平缓起动曲线的情况，这将得不到稳定的起动运行。
图12的曲线中，实际预制件进给速度Vf相比预制件基准进给速度Vf1的偏差(差值)，表示由公式(1)中的修正项(与变化量比例增益KP和变化量积分增益KI相关的项)实现的修正。
从图12和图13中所示的内容来看，在起动运行中，开始运行之后对应于时间的经过而改变预制件基准进给速度Vf1与拉制速度目标变化量ΔVdt_target，看起来也是等价的。
然而，在将开始运行后经过的时间作为横轴时，实际拉制速度V的理想曲线(实际拉制速度目标变化量的变化)趋向于根据运行条件(预制件直径D、裸光纤直径d等)改变。因此，根据起动运行之后的经过时间设定运行参数的数据表时，对应于每种运行条件的数据表都得准备好。
相反，在对应于实际拉制速度v设定运行参数的数据表时，这样设定的数据表可普遍使用而与运行条件无关，这是优选的。
所做上述描述涉及到以下情形，即，与光纤拉制装置X的运行条件相关的运行参数为拉制速度目标变化量、预制件基准进给速度、变化量比例增益、变化量积分增益、比例运算周期和积分运算周期中的任意一个、两个或多个。
本发明还旨在提供能够对应于时时刻刻变化的实际拉制速度进行设定的装置，不但能设定上述运行参数，还能对作为拉制炉3的温度的拉制炉温度，作为涂覆裸光纤4的树脂的压力的涂敷树脂压力，以及作为冷却裸光纤4的氦气流量的冷却氦气流量进行设定。
下列的描述将结合拉制炉温度、涂敷树脂压力和冷却氦气流量作为运行参数。当然除了这些运行参数(拉制炉温度、涂敷树脂压力和冷却氦气流量)，还能实施拉制速度目标变化量、变化量比例增益、变化量积分增益、比例运算周期和积分运算周期的阶段式应用(包括插补计算)，这些参数已经作为问题在上述实施例中予以了考虑。还能独立于上述运行参数而仅将阶段式应用用于拉制炉温度、涂敷树脂压力和冷却氦气流量。这里就后一种情况进行描述。
表3的数据表用于设定拉制炉温度。这时相对于拉制速度的拉制炉温度变化量以曲线显示在图4中。
在本实施例中，这些变化量也分为九级；当然级数是任意的。在本实施例中，实际拉制速度的区间数目和拉制炉温度可以是用户用允许进行输入操作的操作单元等输入的固定值，或者是基于预定信息通过运算单元16计算出的可变值。
表3
用于自动起动的数据表(设定拉制炉温度)
  拉制速度m/min   0   150   300   500   900   1205   1210   1215   1220   1500
  炉温℃   2050   2080   2100   2120   2120   2120   2120   2120   2120   2100
拉制炉3的温度通过光纤拉制装置X提供的炉温调节单元15进行调节。炉温调节单元15根据运算单元16的计算结果进行控制，从而拉制炉3的温度得以调节。运算单元16计算出拉制炉温度，将拉制速度代入下面的线性插补公式(4)。这里，V1和V2是用于确定拉制速度的区间的拉制速度(V1＜V2)，R1和R2是对应于拉制速度V1和V2的拉制炉温度。
拉制炉温度：
Rf＝R1+(R2-R1)·(V(t)-V1)/(V2-V1)…(4)
根据表3，例如在实际拉制速度在某一时刻为400m/min的情况下，设定为V1＝300m/min，V2＝500m/min，R1＝2100℃，且R2＝2120℃。根据这些设定值，拉制炉温度Rf的计算如下。
拉制炉温度：
Rf＝2100+(2120-2100)(400-300)/(500-300)＝2110℃
因此，拉制炉温度Rf通过线性插补算出，这将抑制在实际拉制速度从一个区间变到另一个区间时急剧变化的出现，从而获得平滑稳定的控制。
数据表4用于设置涂敷树脂压力。表4列出的数据显示出在光纤拉制装置X中，涂敷树脂压力(初级涂敷树脂压力、次级涂敷树脂压力)与拉制速度的阶段式变化相关。图15曲线表示了这种关系。这些值还进一步存储在运行参数存储单元23中。
这些变化量在本实施例中分为九级，当然级数是任意的。当然，实际拉制速度的区间数目和涂敷树脂压力可以是用户用允许进行输入操作的操作单元等输入的固定值，或者是基于预定信息通过运算单元16计算出的可变值。
表4
用于自动起动的数据表(设定涂敷树脂压力)
  拉制速度m/min   0   200   400   600   800   1000   1100   1200   1300   1500
  初级涂敷树脂压力MPa   0.050   0.050   0.050   0.080   0.120   0.150   0.150   0.150   0.150   0.150
  次级涂敷树脂压力MPa   0.050   0.050   0.050   0.060   0.090   0.100   0.100   0.100   0.100   0.100
涂敷树脂压力表示初级涂敷单元8和次级涂敷单元11中涂敷给裸光纤4的涂敷树脂的压力。初级涂敷单元8和次级涂敷单元11中的涂敷树脂压力分别受到初级涂敷树脂压力调节单元19和次级涂敷树脂压力调节单元20的控制。运算单元16对应于实际拉制速度计算初级涂敷树脂压力和次级涂敷树脂压力，将拉制速度代入下面的线性插补公式(5)进行计算。其中，V1和V2是用于确定拉制速度的区间的拉制速度(V1＜V2)，P1和P2是对应于拉制速度V1和V2的初级涂敷树脂压力，P3和P4是对应于拉制速度V1和V2的次级涂敷树脂压力。
初级涂敷树脂压力：
P1st＝P1+(P2-P1)·(V(t)-V1)/(V2-V1)
次级涂敷树脂压力：
P2nd＝P3+(P4-P3)·(V(t)-V1)/(V2-V1)…(5)
如表4所示，例如在实际拉制速度根据表4中的数据在某一时刻为700m/min的情况下，设定为V1＝600m/min，V2＝800m/min，P1＝0.08MPa，且P2＝0.12MPa，P3＝0.06MPa，P4＝0.09MPa。根据这些设定值，初级涂敷树脂压力P1st和次级涂敷树脂压力P2nd通过线性插补计算如下。
初级涂敷树脂压力：
P1st＝0.08+(0.12-0.08)·(700-600)/(800-600)＝0.10MPa
次级涂敷树脂压力：
P2nd＝0.06+(0.09-0.06)·(700-600)/(800-600)＝0.075MPa
因此，初级涂敷树脂压力P1st和次级涂敷树脂压力P2nd通过线性插补算出，这会抑制在实际拉制速度从一个区间变到另一个区间时产生急剧变化，从而获得平滑稳定的控制。
冷却氦气流量的设定与上述情况相同。表5表示了冷却氦气流量(初级冷却氦气流量、次级冷却氦气流量)对应于拉制速度的阶段式变化进行的预设。将这些表格数据应用于公式(6)将获得插补得到的冷却氦气流量。图16曲线表示了这些关系。
初级冷却氦气流量：
F1st＝F1+(F2-F1)·(V(t)-V1)/(V2-V1)
次级冷却氦气流量：
F2nd＝F3+(F4-F3)·(V(t)-V1)/(V2-V1)…(6)
冷却氦气流量表示供应到初级冷却单元7和次级冷却单元10分别设置的冷却管中的氦气量。初级冷却单元7和次级冷却单元10中的冷却氦气流量分别由初级冷却氦气流量调节单元21和次级冷却氦气流量调节单元22进行控制。根据表5，例如在实际拉制速度根据表5中数据在某一时刻为700m/min的情况下，设定为V1＝600m/min，V2＝800m/min，F1＝6.00L/min，F2＝12.00L/min，F3＝1.50L/min，F4＝3.00L/min。根据这些设定值，初级冷却氦气流量F1st和次级冷却氦气流量F2nd通过线性插补计算如下。
初级冷却氦气流量：
F1st＝6.00+(12.00-6.00)·(700-600)/(800-600)＝9.00L/min
次级冷却氦气流量：
F2nd＝1.50+(3.00-1.50)·(700-600)/(800-600)＝2.25L/min
因此，初级冷却氦气流量F1st和次级冷却氦气流量F2nd通过线性插补算出，这抑制在实际拉制速度从一个区间变到另一个区间时产生急剧的变化，从而获得平滑稳定的控制。
表5
用于自动起动的数据表(设定冷却氦气流量)
    拉制速度m/min   0   200   400   600   800   1000   1100   1200   1300   1500
    初级冷却氦气流量L/min   2.00   2.00   2.00   6.00   12.00   16.00   16.00   16.00   20.00   20.00
    次级冷却氦气流量L/min   0.50   0.050   0.50   1.50   3.00   4.00   4.00   4.00   5.00   5.00
其中，图17是描述随着时间经过，实际拉制速度与拉制炉温度之间的关系的曲线图。图18是描述随着时间经过，实际拉制速度与涂敷树脂压力之间的关系的曲线图，而图19是描述随着时间经过，实际拉制速度与冷却氦气流量之间的关系的曲线图。如图17至图19所示，从光纤拉制装置X开始运行的时刻至达到目标拉制速度的时刻，拉制炉温度、涂敷树脂压力和冷却氦气流量是考虑了实际拉制速度变化的值。
产业上的可利用性
如所述的实施例那样，根据本发明，能提供一种光纤拉制装置，其能够进行不产生振荡和过调等的稳定拉制控制，同时降低光纤拉制装置的非稳态(瞬态)运行中的起动纤维长度(或增速时间)。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
3、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量均对应于所述实际拉制速度设定。
4、根据权利要求2所述的光纤拉制装置，其中，所述KP和所述KI中的至少一个对应于所述实际拉制速度设定。
5、根据权利要求2所述的光纤拉制装置，其中，运算所述KP(ΔVdt_target-ΔVdt)的周期和所述积分控制周期中的至少一个对应于所述实际拉制速度设定。
6、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，还包括炉温调节单元，该炉温调节单元对应于所述实际拉制速度控制所述拉制炉的温度。
7、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，还包括涂敷树脂压力调节单元，该涂敷树脂压力调节单元对应于所述实际拉制速度控制所述涂敷单元中的涂敷树脂的压力。
8、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，所述冷却单元通过冷却氦气进行冷却，还包括冷却氦气流量调节单元，该冷却氦气流量调节单元对应于所述实际拉制速度控制冷却单元中的冷却氦气流量。
9、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，还包括阶段式存储机构，该阶段式存储机构对应于所述实际拉制速度而阶段式存储所述预制件基准进给速度与拉制速度目标变化量中对应于实际拉制速度设定的一个，其中，对应于实际拉制速度提取存储在阶段式存储机构中的值，并且应用所提取的值。
10、根据权利要求9所述的光纤拉制装置，其中，要应用的值基于从所述阶段式存储机构提取的值通过插补计算确定。
11、一种从预制件生产光纤的光纤拉制装置，包括：
加热、融化和拉制所述预制件的拉制炉；
保持所述预制件并将所述预制件送入所述拉制炉的预制件进给单元；
冷却由所述拉制炉拉制出的裸光纤的冷却单元；
将涂敷树脂涂敷于所述裸光纤的涂敷单元；
卷绕被涂敷后的裸光纤的绞盘；
卷取由绞盘卷绕的光纤单丝的卷取单元；
检测正在被卷绕的所述光纤单丝的实际拉制速度的实际拉制速度

Claims (13)

1、一种从预制件生产光纤的光纤拉制装置，包括：
加热、融化和拉制该预制件的拉制炉；
保持所述预制件并将所述预制件送入所述拉制炉的预制件进给单元；
冷却由所述拉制炉拉制出的裸光纤的冷却单元；
将涂敷树脂涂敷于所述裸光纤的涂敷单元；
卷绕被涂敷后的裸光纤的绞盘；
卷取由绞盘卷绕的光纤单丝的卷取单元；
检测正在被卷绕的所述光纤单丝的实际拉制速度的实际拉制速度检测单元；
根据由所述实际拉制速度检测单元检测的实际拉制速度的信号，产生预制件进给速度的速度命令信号的运算和控制单元；以及
根据速度命令信号调节预制件进给单元进给预制件的速度的预制件进给速度调节单元；
其中，所述运算和控制单元采用预制件进给速度作为速度命令信号，该预制件进给速度对应于预制件基准进给速度和根据拉制速度目标变化量与实际拉制速度变化量之间的偏差确定的反馈修正量设定，并且所述预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量中的至少一个对应于实际拉制速度设定。
2、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，所述运算和控制单元通过下面的公式(i)确定预制件进给速度Vf(t)并将其作为速度命令信号：
Vf(t)＝Vf1+KP(ΔVdt_target-ΔVdt)
+KI∫(ΔVdt_target-ΔVdt)dt...  (i)
其中，
Vf1：预制件基准进给速度
ΔVdt_target：拉制速度目标变化量
ΔVdt：实际拉制速度变化量
KP：变化量比例增益
KI：变化量积分增益
dt：积分控制周期。
3、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，预制件基准进给速度和拉制速度目标变化量均对应于所述实际拉制速度设定。
4、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，所述KP和所述KI中的至少一个对应于所述实际拉制速度设定。
5、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，运算所述KP(ΔVdt_target-ΔVdt)的周期和所述积分控制周期中的至少一个对应于所述实际拉制速度设定。
6、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，还包括炉温调节单元，该炉温调节单元对应于所述实际拉制速度控制所述拉制炉的温度。
7、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，还包括涂敷树脂压力调节单元，该涂敷树脂压力调节单元对应于所述实际拉制速度控制所述涂敷单元中的涂敷树脂的压力。
8、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，其中，所述冷却单元通过冷却氦气进行冷却，还包括冷却氦气流量调节单元，该冷却氦气流量调节单元对应于所述实际拉制速度控制冷却单元中的冷却氦气流量。
9、根据权利要求1所述的光纤拉制装置，还包括阶段式存储机构，该阶段式存储机构对应于所述实际拉制速度而阶段式存储所述预制件基准进给速度与拉制速度目标变化量中对应于实际拉制速度设定的一个，其中，对应于实际拉制速度提取存储在阶段式存储机构中的值，并且应用所提取的值。
10、根据权利要求9所述的光纤拉制装置，其中，要应用的值基于从所述阶段式存储机构提取的值通过插补计算确定。
11、一种从预制件生产光纤的光纤拉制装置，包括：
加热、融化和拉制所述预制件的拉制炉；
保持所述预制件并将所述预制件送入所述拉制炉的预制件进给单元；
冷却由所述拉制炉拉制出的裸光纤的冷却单元；
将涂敷树脂涂敷于所述裸光纤的涂敷单元；
卷绕被涂敷后的裸光纤的绞盘；
卷取由绞盘卷绕的光纤单丝的卷取单元；
检测正在被卷绕的所述光纤单丝的实际拉制速度的实际拉制速度检测单元；
根据由所述实际拉制速度检测单元检测的实际拉制速度的信号，产生预制件进给速度的速度命令信号的运算和控制单元；
根据速度命令信号调节所述预制件进给单元进给预制件的速度的预制件进给速度调节单元；以及
对应于所述实际拉制速度控制拉制炉的温度的炉温调节单元。
12、一种从预制件生产光纤的光纤拉制装置，包括：
加热、融化和拉制所述预制件的拉制炉；
保持所述预制件并将所述预制件送入所述拉制炉的预制件进给单元；
冷却由所述拉制炉拉制出的裸光纤的冷却单元；
将涂敷树脂涂敷于所述裸光纤的涂敷单元；
卷绕被涂敷后的裸光纤的绞盘；
卷取由绞盘卷绕的光纤单丝的卷取单元；
检测正在被卷绕的所述光纤单丝的实际拉制速度的实际拉制速度检测单元；
根据由所述实际拉制速度检测单元检测的实际拉制速度的信号，产生预制件进给速度的速度命令信号的运算和控制单元；
根据速度命令信号调节所述预制件进给单元进给预制件的速度的预制件进给速度调节单元；以及
对应于所述实际拉制速度控制所述涂敷单元中的涂敷树脂的压力的涂敷树脂压力调节单元。
13、一种从预制件生产光纤的光纤拉制装置，包括：
加热、融化和拉制所述预制件的拉制炉；
保持所述预制件并将所述预制件送入所述拉制炉的预制件进给单元；
冷却由所述拉制炉拉制出的裸光纤的冷却单元，其中冷却单元利用冷却氦气进行冷却；
将涂敷树脂涂敷于所述裸光纤的涂敷单元；
卷绕被涂敷后的裸光纤的绞盘；
卷取由绞盘卷绕的光纤单丝的卷取单元；
检测正在被卷绕的所述光纤单丝的实际拉制速度的实际拉制速度检测单元；
根据由所述实际拉制速度检测单元检测的实际拉制速度的信号，产生预制件进给速度的速度命令信号的运算和控制单元；
根据速度命令信号调节所述预制件进给单元进给预制件的速度的预制件进给速度调节单元；以及
对应于所述实际拉制速度控制所述冷却单元中的冷却氦气流量的冷却氦气流量调节单元。
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