CN103572393A - 用于监控纺丝车间的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及监控用于生产合成纤维线的纺丝车间的方法和设备，其中通过多个纺丝工位成组地纺制纤维线、牵伸该纤维线且将该纤维线卷绕成丝饼，在各种情况下该纺丝工位具有多个加工组件。在这种情况下，每个纺丝工位通过测量传感器检测和监控至少一个操作参数。为了避免测量值信号的信号发送期间在电缆网络中的相互作用，根据本发明，来自测量传感器的测量值信号通过测量值发送器以无线的方式提供给测量值接收器。

Description

用于监控纺丝车间的方法和设备

技术领域

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的监控用于生产合成纤维线的纺丝车间的方法，并且本发明涉及根据权利要求7的前序部分的用于监控纺丝车间的设备，该设备具有布置成彼此相邻的多个纺丝工位。

背景技术

CN1616723A1（DE 10 2004 052 669 A1）中公开了监控用于生产合成纤维线的纺丝车间的一般方法和一般设备。

在具有多个纺丝工位的大型车间中实施合成纤维线的生产。多个加工组件设置在每个纺丝工位中，以对一组合成纤维线进行并行纺丝，牵伸该些合成纤维线，并且随后将该些合成纤维线各自单独地卷绕成丝饼。在这种情况下，优选地通过熔体生成器（例如挤出机）共同向纺丝工位供应聚合物熔体。在每个纺丝工位中，传送的和挤出的聚合物熔体需要在相同的条件下形成纤维线。为此，连续地监控纺丝工位的操作，以便能够生产对于每个纺丝工位而言相同的令人满意的纱线质量。为了进行监控，通常由相关的测量传感器连续地检测操作参数或者产品参数，并且将这些参数提供给控制装置以用于监控。

在一般方法和一般设备中，用于该目的的测量传感器借助一个或多个信号线连接到一个或多个控制装置。在这种情况下，根据纺丝车间的控制原理，必须在纺丝工位的测量位置与控制单元之间桥接较大距离，这在信号评估中伴随有不期望的时间延迟。这样，仅仅只能以较长的反应时间来实现为了修整偏差操作参数而做的操作改变。

此外，已经发现的是，在这种纺丝车间的电缆敷设中，不能排除信号线和电压线彼此影响，从而还存在信号干扰而出错的风险。

发明内容

于是，本发明的目的在于改进用于监控一般纺丝车间的方法和设备，从而确保用于监控的测量值传感器具有可靠的信号传输，并且能够对操作参数的影响实现尽可能快的反应。

根据本发明，借助具有如权利要求1所述特征的方法并且借助具有如权利要求7所述特征的设备来实现这个目的。

相应的从属权利要求的特征以及特征的组合限定了本发明的有利改进。

本发明具有的特别优点在于，在生产过程中，测量值传感器可以具有高度的灵活性。与相应的测量位置无关，来自测量传感器的测量值信号可以通过相关的测量值发送器以无线的方式提供给测量值接收器。在这种情况下，测量值发送器和测量值接收器可以定位在完全不同的位置处，使得纺丝车间中常见的甚至越过多层的构造类型也能有利地包括在纺丝车间的监控中。可以利用当前常见的无线电技术来实施测量值信号的无线传输，例如WLAN、蓝牙、DECT等。

为了能够尽可能地监控在纺丝工位中监控的可变操作参数，本发明的改进优选地实现为，测量值信号通过测量值接收器提供给工位控制装置，该工位控制装置控制所涉及的纺丝工位的加工组件。为此，测量值接收器被指派给工位控制单元，该工位控制单元经由电缆网络连接到所涉及的纺丝工位的加工组件的多个控制单元。这样，每个测量值发送器被指派有单独的测量值接收器，使得来自测量传感器的测量值信号能够以不受相邻测量传感器的影响且与相邻测量传感器分开的方式进行发送。

然而，还可能的是，测量值信号通过测量值接收器提供给中心控制单元，该中心控制单元控制纺丝工位中的加工。在这种情况下，测量值接收器被指派给中心控制单元，该中心控制单元通过电缆网络连接到多个纺丝工位的多个工位控制单元。这样，多个测量值发送器还可以被指派给测量值接收器，使得相邻纺丝工位中的多个测量传感器的信号能够并行地提供给控制单元。从而特别地，可以对于所有的纺丝工位横向比较操作参数，并且可以通过合适的加工变化来调节操作参数。

然而，在原理上还已知的是，通过加工控制单元共同控制多个相邻的加工组件。为此，本发明的改进优选地利用为，测量值信号通过测量值接收器提供给加工控制单元，该加工控制单元控制多个纺丝工位的成组的加工组件。为此，测量值接收器被指派给加工控制单元，该加工控制单元通过电缆网络连接到相邻的纺丝工位的多个加工组件的多个控制单元。在这里还应当理解的是，操作参数变化可以有利地引入到过程中，所述变化以相同的方式影响各个纺丝工位。

原理上，还能够通过多个测量传感器并行地监控多个操作参数并且以无线的方式发送这些操作参数。在这种情况下，测量值发送器优选地指派给单独的测量值接收器，该测量值接收器将对应的测量值信号传递给联接的控制装置。

根据本发明的方法和根据本发明的设备在温度和压力监控领域中尤其有利。为此，本发明的改进在测量传感器之一为温度传感器和/或压力传感器的情况下尤其有利。

本发明具有的特别优点在于，待监控的操作参数的敏感测量信号能够独立于电缆网络进行发送。

附图说明

以下参考附图，借助根据本发明的设备的一些示例性实施例，更加详细地解释本发明，其中：

图1.1示意性地示出了根据本发明的用于监控多个纺丝工位的设备的第一示例性实施例，

图1.2示意性地示出了图1.1的示例性实施例的纺丝工位之一的视图，

图2示意性地示出了根据本发明的用于监控纺丝车间的多个纺丝工位的设备的另一个示例性实施例，

图3示意性地示出了根据本发明的用于监控纺丝车间的多个纺丝工位的设备的另一个示例性实施例。

具体实施方式

图1.1和1.2示意性地示出了根据本发明的用于监控纺丝车间的设备的第一示例性实施例，该纺丝车间用于生产合成纤维线。从而，图1.1示出了整体设备的细节，图1.2示出了纺丝车间内的纺丝工位的结构。纺丝车间具有多个纺丝工位，该多个纺丝工位由大写字母S₁、S₂、S₃和S₄表示。纺丝工位的数量是示例性的。

纺丝工位S₁至S₄中的每一个都以相同的方式构建，因此以下仅仅解释纺丝工位中的一个。为此，图1.2详细示出了纺丝工位S₁。纺丝工位S₁在用于生产多根合成纤维线16的纺丝线路上具有多个加工组件3.1至3.6。在这种情况下，纤维线16在与拉伸平面垂直地运行的纤维线运行平面中彼此相邻且并行成组地被纺丝、牵伸和卷绕成组。从而，在纺丝工位上可以同时生产八根、十二根、十六根或者甚至更多根纤维线。

第一加工组件3.1由纺丝泵5形成。借助熔体管路4.1向纺丝泵5提供高分子聚合物塑料熔体。加工组件3.1产生通过下面的喷丝板9挤出长丝所必需的熔体压力。加工组件3.1联接到组件控制单元2.1，以便控制泵的旋转速度。

纺丝泵5设计为纺丝工位内的依序排列的多泵，以便向在各种情况下布置成彼此相邻的多个喷丝板9提供塑料熔体的部分熔体流。为此，喷丝板9由加热的纺丝箱体8保持。布置在纺丝泵5和喷丝板9之间的分配器管路6通常布置在纺丝箱体8内。

在各种情况下，布置在纺丝箱体8的下侧上的喷丝板9具有多个喷嘴孔，单独的长丝挤出到该喷嘴孔外，并且在喷丝板9的下侧上形成为长丝束10。

为了进一步处理长丝束，设置有另外的加工组件3.2至3.6，从而可以实施长丝束的冷却、长丝束会聚成纤维线、纤维线的牵伸以及纤维线卷绕成丝饼。从而，在冷却装置11中产生冷却空气，以用于借助加工组件3.4冷却长丝束，该加工组件3.4在这种情况下包括鼓风机12。组件控制单元2.4指派给加工组件3.4，以用于控制目的。

沿着纤维线运行方向进一步上下布置有加工组件3.6、3.2、3.3和3.5。加工组件3.6形成制备装置13，该制备装置13经由组件控制单元2.6进行控制。

设计为导丝单元16的加工组件3.2和3.3用于在纺丝工位中拾取和牵伸纤维线。加工组件3.2和3.3由组件控制单元2.2和2.3监测和控制。

在纺丝工位的端部处，设计为络筒机15的加工组件3.5用以将彼此相邻的纤维线并行地卷绕成丝饼。为此，在卷绕锭子19上形成丝饼18。在这里仅仅只是象征性地示出络筒机15。这样的络筒机通常具有卷绕转动架，两个卷绕锭子保持在该卷绕转动架上并且被交替地引导到卷绕区域和落筒区域中。在这种情况下，在卷绕区域中卷绕锭子与压力辊配合。压力辊在络筒机的象征性视图中示出并且具有附图标记20。络筒机15经由组件控制单元2.5进行控制。

为了监控纤维线的运行，在络筒机15的纤维线运行路线中设置有多个纤维线断裂传感器17，这些纤维线断裂传感器17直接感测纤维线。在这种情况下，纤维线断裂传感器17和组件控制单元2.1至2.6借助电缆网络8连接到工位控制单元1.1。从而，在工位控制单元1.1中，可以监控和修改与加工相关的所有参数和设定。

为了监控该过程，在纺丝工位中设置有测量传感器25，所述测量传感器25在这个示例性实施例中作为压力传感器26指派给纺丝泵5。所述测量传感器25的可供选择的形式可以是温度传感器，以用于控制纺丝路线或纺丝泵中的熔体的温度。测量传感器25联接到测量值发送器27，该测量值发送器27经由无线电网络29与测量值接收器28相互作用。测量值接收器28被指派给工位控制单元1.1。

在图1.2所示的示例性实施例中，为压力传感器26形式的测量传感器25是示例性的。原理上，也可以通过其它测量传感器监控其它操作变量。在图1.2所示的变型中，熔体管路6中测量的熔体压力作为测量值信号通过测量值发送器27以无线的方式提供给测量值接收器28。在工位控制单元1.1中，来自测量传感器25的测量值信号与存储的期望值相比较，从而如果合适的话，在存在不期望偏差的情况下将执行过程的修正。从而，例如堵塞的过滤装置可能导致系统中不期望的压力增大，于是可以通过清洁过滤器来消除这种情况。

图1.2所示的纺丝工位的结构是示例性的。基本上，加工组件的选择和结构取决于在纺丝工位中所要生产的纤维线的类型。从而，由于加工组件的对应结构，所以诸如POY、FDY或LOY的织物纤维线都可以进行生产，而且也可以生产诸如IDY或BCF的工业纤维线。图1.2中的图示仅仅示出了纺丝工位的一个实例。

在纺丝车间中，多个这样的纺丝工位布置成彼此相邻。在图1.1所示的根据本发明的设备的示例性实施例中，经由挤出机23向所有的纺丝工位S₁到S₄共同提供聚合物熔体。挤出机23经由分配器系统32连接到纺丝工位S₁至S₄的纺丝泵5。为此，经由挤出机控制器24控制挤出机23。挤出机控制器24联接到中心控制装置22，该中心控制装置22经由电缆网络21连接到工位控制单元1.1至1.4。控制装置22连接到操作单元34（例如PC），以用于由操作者直接进行操作。

在图1.1所示的示例性实施例中，所有的纺丝工位S₁至S₄彼此相邻地并行操作。在这种情况下，在该示例性实施例中，在纺丝工位S₁至S₄的每个纺丝工位中借助压力传感器26和/或温度传感器（图1.1中未示出）监控操作参数。作为另外一种选择或额外地，还可以监控另外的操作参数，例如冷却空气的温度。基本上，在这种情况下，由测量传感器25产生的测量值信号通过相关的测量值发送器27在工位控制单元1.1至1.4内以无线的方式传输到相关的测量值接收器28。由测量值接收器28接收的来自测量传感器25的测量值信号直接提供给工位控制单元1.1至1.4，以便用于评估和进一步控制工位加工。只要由测量传感器25传送的实际测量值信号与期望状态具有不期望的偏差，例如过高的熔体压力，那么就例如经由相应的工位控制单元1.1至1.4开始停用纺丝工位。

在图1.1所示的根据本发明的设备的示例性实施例中，测量值接收器28联接到中心控制装置22。然而，基本上还存在将测量值接收器28以无线的方式直接连接到多个测量值发送器27的可能性。从图2的示例性实施例可以看到，测量值接收器28为此优选地联接到中心控制单元。

图2示出了根据本发明的用于监控纺丝车间的设备的另一个示例性实施例。纺丝工位S₁至S₄的结构与上述示例性实施例相同，因此在此时可以参考上述说明，在以下仅仅解释不同之处。

在图2所示的示例性实施例中，每个纺丝工位S₁至S₄都具有测量传感器25，该测量传感器25在各种情况下被指派给熔体管路4.1至4.4。纺丝工位S₁中的测量传感器25在该示例性实施例中由温度传感器30形成，其同样联接到测量值发送器27。这样，每个纺丝工位S₁至S₄在各种情况下具有温度传感器30，该温度传感器30测量所提供的熔体的温度。测量值发送器27联接到共用的测量值接收器28。在测量值接收器28中，无线传输的测量值信号可以明确地均指派给各个纺丝工位S₁至S₄。为此，测量传感器25和测量值发送器27产生的测量值信号可以通过测量值接收器28提供给中心控制单元22。在中心控制单元22中，对测量值信号进行分析，并且在各种情况下将测量值信号与存储的期望规格进行比较。从而，例如在所有纺丝工位S₁至S₄中存在期望的值偏差的情况下，可能挤出机23存在不充分的温度控制。相比之下，纺丝工位S₁和S₄的期望值与实际值之间的比较的各个单独偏差将大概表示分配系统中的故障。

这样，图2所示的根据本发明的设备的示例性实施例对于监控纺丝车间中的整个熔体生产是特别有利的。

图2示出的具有中心控制装置的纺丝车间的控制概念是示例性的。原理上，在纺丝工位S₁至S₄中布置成彼此相邻的相同类型的加工组件3.1至3.6可以由相关的加工控制单元共同控制。

就这一点而言，图3示出了根据本发明的用于监控纺丝车间的设备的另一个示例性实施例。纺丝工位S₁至S₄的结构与上述示例性实施例相同，因此在此时可以参考上述说明，在以下仅仅解释不同之处。在图3所示的示例性实施例中，通过三个得到相同授权的加工控制单元33.1、33.2和33.3来控制纺丝工位S₁至S₄。加工控制单元33.1被指派给组件控制单元，该组件控制单元引起熔体的生成和长丝的纺丝。从而，加工控制单元33.1经由电缆网络8连接到挤出机控制器24并且连接到组件控制单元2.1、2.4和2.6。

沿着纺丝工位接下来的用于拾取和牵伸纤维线的加工组件由加工控制单元33.2进行监控和控制。具体地，这些包括加工组件3.2和3.3，这些加工组件3.2和3.3经由它们的组件控制单元2.2和2.3联接到加工控制单元32.2。纺丝工位S₁至S₄的络筒机15同样组合为控制单元，并且经由相应的组件控制单元2.5连接到加工控制单元33。加工控制单元33.1、33.2和33.3通常被指派有操作单元34以用于由操作者进行操作和显示。此外，加工控制单元33.1、33.2和33.3彼此联接以进行数据交换。

在这种情况下，设置以用于监控操作参数的测量传感器25被指派给加工控制单元33.1，使得如果合适的话，就可以通过加工控制单元33.1直接引入过程变更。因此，在该示例性实施例中，加工控制单元33.1被指派有测量值接收器28。测量值接收器28经由无线电网络29同时连接到多个测量值发送器27，该测量值发送器27发送来自连接的测量传感器25的测量值信号。在该示例性实施例中，测量传感器25由温度传感器30和压力传感器26形成，聚合物熔体在纺丝工位S₁至S₄的一个纺丝工位中的操控在各种情况下由温度传感器30中的一个和压力传感器26中的一个监控。

在图3所示的纺丝车间的示例性实施例中，挤出机23在其出口侧上具有测量装置35，该测量装置35同样联接到用于无线发送测量值信号的测量值发送器27。测量装置35的测量值发送器27同样经由无线电网络29联接到测量值接收器28。测量装置35具有一个或多个测量传感器，所述一个或多个测量传感器检测例如在挤出机23的出口处排放的聚合物熔体的温度或者由挤出机产生的正压力。从而，与聚合物熔体的温度和压力相关的测量值信号可以有利地用在加工控制单元33.1中，以控制挤出机23。

示例性实施例中所示的测量传感器25的类型和形式是示例性的。从而，例如来自纤维线断裂传感器的测量值信号能够以无线的方式发送。同样，示出了测量值发送器和测量值接收器的形式和组合也是示例性的。原理上，测量值发送器和测量值接收器均可以单独地形成为发送器-接收器对，从而不会出现信号重叠。然而，一个测量值接收器还能够被指派有多个测量值发送器。本文中必要的是，特定纺丝工位的特定测量传感器应当指派给每个测量值信号。

附图标记列表

1.1，1.2，1.3，1.4 工位控制单元

2，2.1…2.7 组件控制单元

3，3.1…3.6 加工组件

4，4.1…4.4 熔体管路

5 纺丝泵

6 分配器管路

7 电缆网络

8 纺丝箱体

9 喷丝板

10 长丝束

11 冷却装置

12 鼓风机

13 制备装置

14 纤维线

15 络筒机

16 导丝单元

17 纤维线断裂传感器

18 丝饼

19 卷绕锭子

20 压力辊

21 电缆网络

22 控制装置

23 挤出机

24 挤出机控制器

25 测量传感器

26 压力传感器

27 测量值发送器

28 测量值接收器

29 无线电网络

30 温度传感器

31 纤维线收集装置

32 分配器系统

33.1，33.2，33.3 加工控制单元

34 操作单元

35 测量装置

Claims (12)

1.一种监控用于生产合成纤维线的纺丝车间的方法，其中通过多个纺丝工位成组地纺制纤维线，并且牵伸该纤维线且将该纤维线卷绕成丝饼，在各种情况下该纺丝工位具有多个加工组件，并且其中每个纺丝工位中通过测量传感器检测和监控至少一个操作参数，

其特征在于，

将来自测量传感器的测量值信号通过测量值发送器以无线的方式提供给测量值接收器。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

将测量值信号通过测量值接收器提供给工位控制装置，该工位控制装置控制所涉及的纺丝工位的加工组件。

3.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

将测量值信号通过测量值接收器提供给中心控制单元，该中心控制单元控制纺丝工位中的加工。

4.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

将测量值信号通过测量值接收器提供给加工控制单元，该加工控制单元控制多个纺丝工位的成组的加工组件。

5.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在纺丝工位中，通过多个测量传感器彼此独立地监控多个操作参数，并且来自测量传感器的测量值信号通过单独的测量值发送器以无线的方式提供给多个测量值接收器。

6.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

聚合物熔体的温度和/或聚合物熔体的正压力作为操作参数进行监控。

7.一种用于监控纺丝车间的设备，该纺丝车间具有布置成彼此相邻的多个纺丝工位（S₁、S₂、S₃、S₄），所述纺丝工位具有多个加工组件（3.1–3.6），以用于生产成组的合成纤维线（16），通过纺丝工位（S₁–S₄）中的测量传感器（25）检测和监控至少一个操作参数，

其特征在于，

测量值发送器（27）被指派给测量传感器（25），并且该测量值发送器（27）以无线的方式联接到测量值接收器（28）以发送测量值信号。

8.根据权利要求7所述的设备，

其特征在于，

测量值接收器（28）被指派给工位控制单元（1.1–1.4），该工位控制单元经由电缆网络（8）连接到所涉及的纺丝工位（1.1–1.4）的加工组件（3.1–3.7）的多个组件控制单元（2.1–2.7）。

9.根据权利要求7所述的设备，

其特征在于，

测量值接收器（28）被指派给中心控制单元（22），该中心控制单元通过电缆网络（21）连接到多个纺丝工位（S₁–S₄）的多个工位控制单元（1.1–1.4）。

10.根据权利要求7或9所述的设备，

其特征在于，

测量值接收器（28）被指派给加工控制单元（33.1），该加工控制单元通过电缆网络（8）连接到相邻的纺丝工位（S₁–S₄）的多个加工组件（3.1、3.4）的多个组件控制单元（2.1、2.4）。

11.根据权利要求7所述的设备，

其特征在于，

在纺丝工位（S₁–S₄）的一个纺丝工位中，设置有多个测量传感器（25），以用于监控多个操作参数，每个测量传感器连接到多个测量值发送器（27）中的一个，并且测量值发送器（27）以无线的方式联接到多个测量值接收器（28）。

12.根据权利要求11所述的设备，

其特征在于，

测量传感器（25）中的一个是温度传感器（30）和/或压力传感器（26）。

Images