CN104955993B - 用于控制纤维生产设备的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制纤维生产设备的方法和用于执行该方法的控制装置。这种纤维生产设备具有多个处理单元，其具有多个致动器和多个传感器，其连接到用于交换信息的至少一个控制单元。为了执行所安装的传感器和存储在控制单元上的控制软件的比对，传感器将在被激活时产生检测信号，并向控制单元发送检测信号。为此，该传感器具有微控制器，其产生检测信号，并将其发送到控制单元。

Description

用于控制纤维生产设备的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于控制纤维生产设备的方法和一种用于执行控制纤维生产设备的方法的装置。

背景技术

合成纤维，特别是纱线的生产是采用不同的生产设备、依赖相应的过程来实现的。纤维和纱线的生产是通过已知的熔融纺纱装置来实现的，其中处理单元是由挤压机、纺纱泵、纺纱喷嘴、导丝辊(godet)、拉伸装置和缠绕装置形成。在这种情况下，通常多根纱线同时被纺纱、拉伸并缠绕到线轴上。为这个目的，该处理单元能够同时引导以及处理多根纤维或纱线。相比之下，在用于完成的生产设备中，通常处理单元用于引导单独的纱线和纤维束。因此，用于生产变形丝的纤维生产设备通常具有多个处理位置，其中在每一个处理位置中，提供多个处理单元用于引导、处理和拉伸纱线。

不管机器的类型和过程，纤维生产设备在它们的处理单元中使用致动器和传感器，以监视和控制相应的生产过程。这里，原则上期望在相应的处理单元或相应的处理阶段上将实际的状态引导至保证纤维产品的期望质量的期望的水平。然而为了这个目的，对于在控制链或控制系统内互相作用的装置必须总是互相协作，以便例如即使在获取实际值期间也不接收不期望的误差。

为了控制具有多个处理位置的纤维生产设备，例如，从DE 10 2007 032 237 A1中已知的是，制动器和传感器形成功能单元，其经由独立的线连接至控制装置以发送控制或传感器信号。传感器和控制设备之间的信息交换被限制为传感器信号，其包含关于处理或处理单元的信息。在此情况下，假设，由对应的相关传感器发送的信息被直接用于估算和控制。

在实践中，主要发生的问题是，传感器在原则上也有制造容差，这可能导致单个信号偏差。此外，存在的问题即在纤维生产设备中的多个处理单元的情况下，常常使用相同的、但具有不同的测量范围的传感器。在这方面，需要复杂的测量以避免在替换传感器时混淆具有不同的测量范围的同样的传感器类型。

发明内容

本发明的一个目的是设计一种用于控制纤维生产设备的方法和用于执行普通形式的方法的装置，采用该普通形式，在具有最大可能的传感器质量的情况下，能够可靠地实现控制处理所需求的处理参数的获取。

本发明的另一个目的是，提供一种用于控制纤维生产设备的方法和一种用于避免混淆传感器的控制装置。

本发明的区别特征在于，在开始处理时，执行对用于获取处理参数的硬件和用于评估测量值的所存储的控制软件的比较。因此，能够有利避免错误的测量或错误的评估。特别是对于人造纱线的生产，保持和监测处理参数，例如导丝辊的外部速度或加热装置的处理温度对于所生产的纤维产品的质量是决定性的。为了比较传感器硬件和所存储的控制软件之间，传感器被激活时产生测量信号，测量信号被发送到控制单元。因此，在相应的处理单元中使用的传感器是可识别的。关于传感器的标识的信息可在控制单元中使用，以(例如)触发处理使能信号。在存在不可标识的识别信号存在的情况下，控制单元可以(例如)触发控制命令来向操作者指示不可标识的传感器的替换。因此，这能够在生产纤维和纱线的过程中实现高的生产可靠性。

检测信号可以由二进制代码或二进制代码的序列有利地产生。例如，具有不同软件更新的智能传感器可以根据其生产日期而通过二进制代码序列被有利地确定。

为了获得纤维生产设备中多个处理单元的最短可能的启动时间，根据本发明的有利展开，在激活传感器时，检测信号在至多30秒的时间间隔期间发送，优选为20秒。通常通过利用电源电压激活传感器，以使得在电源被接通后立即执行对传感器硬件和控制软件之间的比较。

然而，原则上，传感器仅在由控制单元产生使能信号的情况下输出检测信号也是可能的。为此，控制单元向传感器释放为了输出检测信号而请求的使能信号。

在本发明的展开中，在控制单元内，与传感器匹配的特定控制程序被指定给检测信号，特别优选的为了处理管理而执行。因此，例如，特定传感器的诸如校准(calibration)的属性(例如)可单独考虑。

以相应的方式，根据生产条件或产品类型对传感器指定特定的检测信号，以便能够在控制单元内调用相应的特定控制程序。

为了执行一个传感器中的方法，根据本发明的控制装置具有至少一个微控制器，该微控制器产生特定传感器的检测信号。该检测信号在传感器被激活时被触发并被发送到控制单元。

为了控制纤维生产过程，控制单元包括评估单元，通过控制单元指定给检测信号的控制程序可被激活。为这个范围，每个特定传感器被指定了相应的控制程序。为了处理单元中使用多个传感器的情况，例如为了监测转速以及为了监测导丝辊的表面温度，优先使用控制装置的以下展开：其中，在激活传感器时，由相关联的微控制器产生特定产品的检测信号，与该微控制器相关的不同控制程序保持就绪地存储在控制装置中。因此，适合的控制程序可以被指定给参与处理控制中涉及的每一个传感器。

根据本发明的控制装置可特别有利的用于纤维生产设备以生产合成纱线。为了卷绕纱线，这种纤维生产设备具有作为卷绕机的处理单元，具有多个驱动卷绕轴。在这方面，该传感器优选地形成为转速传感器，并且致动器形成为轴电机。

同样地，拉伸装置的导丝辊可以有利地与本发明的控制概念相结合，从而传感器可以被形成为转速传感器，并且致动器被形成为导丝辊电机。

原则上，根据本发明的控制装置并不限于特定类型的传感器。因此，也存在这样的可能，即传感器被形成为线张力传感器，并且致动器被形成变形电机，其通常用于处理单元中以变形纱线。在这种情况下，保证获得与处理引导匹配的实际值是重要的。

附图说明

通过利用纤维生产设备的一些示例性实施方式并参照附图，在下文中更详细地对根据本发明的用于控制纤维生产设备的方法和执行该方法的控制装置进行说明，其中：

图1示出用于生产合成纱线的纤维生产设备的示意图

图2示出图1的拉伸装置的导丝辊驱动的示意图

图3示出用于变形合成纱线的纤维生产设备的示意图

具体实施方式

在图1中示意性地示出了用于生产合成纱线的纤维生产设备的视图。该类型的熔融纺纱机通常包括多个纺纱位置，每个纺纱位置彼此可被独立地控制，以生产一组纱线。处于纺纱位置中的熔融纺纱机具有纺纱装置1，拉伸装置2和卷绕装置3，其通常垂直地设置在另一个下方以形成纱线路径。

纺纱装置1具有加热纺纱箱体8，在加热纺纱箱体8下侧保持多个纺纱喷嘴9。在本示例性实施方式中，例如，示出四个纺纱喷嘴9在纺纱箱体8的下侧。在纺纱箱体8的上部设置纺纱泵7，其构造为多个泵，并经由分发系统连接到纺纱喷嘴9(此处未具体示出)。在这里，每个纺纱喷嘴9被提供有聚合物熔体的单独分开流。为此目的，纺纱泵7具有泵驱动部7.1和一个泵控制装置7.2。

在本示例性实施方式中，聚合物熔体通过挤出机5产生。挤出机5通过挤出机驱动5.1和挤出机控制装置5.2操作。在挤出机5的出口侧上通常设置测量头，其包括至少一个压力传感器和温度传感器。在本示例性实施方式中，只通过示例示出压力传感器5.3。

设置在纺纱箱体8的下侧的纺纱喷嘴9中的每个具有其下侧的喷嘴盘(这里没有示出)，具有多个喷嘴孔，为了从喷嘴孔挤出多样细丝。每个示出的纺纱喷嘴9因此在操作过程中产生多样细丝，其聚集在一起以在冷却之后构成丝束。通过冷却装置19冷却细丝，冷却装置19形成在的纺纱箱体8正下面。冷却装置19具有吹风单元(这里没有具体示出)，以便通过冷却空气来冷却刚挤出的丝线。为了允许丝网(filament web)从纺纱装置1抽出，准备装置10被设置在纺纱装置1和拉伸装置2之间，以润湿丝束。

为了抽出和拉伸，拉伸装置2具有两个被驱动的导丝辊11和12，周围导丝辊11和12，丝网被多次缠绕。为了这个目的，每一个导丝辊11和12被指定转向导辊20.1和20.2。导丝辊11被导丝辊电机11.1驱动，并且导丝辊12被导丝辊电机12.2驱动。每一个导丝辊电机11.1和12.1被指定导丝辊控制装置11.2和12.2。为了测量驱动转速，导丝辊11被指定转速传感器11.3，并且导丝辊12被指定转速传感器12.3。

为了接收拉伸的纱线，卷绕装置3设置有两个卷绕轴13和14，其被保持在(此处未示出)可旋转的轴转台上。卷绕轴13被指定轴驱动部13.1和转速传感器13.2。卷绕轴14被指定另一轴驱动部14.1和另一转速传感器14.2。

为了控制和测量纺纱装置1、拉伸装置2和卷绕装置3的致动器，提供了控制装置4。为此目的，控制装置4具有主控制单元18。主控制单元18优选的通过PC形式的微处理器形成，以允许可视化以及操作者的操作。主控制单元18分别指定纺纱控制单元16、导丝辊控制单元21和卷绕控制单元17，其被视为主从配置。纺纱控制单元16用于控制和监测纺纱装置1的致动器和传感器。以相应的方式，拉伸装置2的致动器和传感器由导丝辊控制单元21控制和测量，卷绕装置3的致动器和传感器由绕组控制单元17控制和监测。

为了保证在处理开始时，用于获得处理参数的恰当的传感器存在，以及能够执行致动器的相应的协作，当传感器被激活时，可由传感器产生检测信号并发送到相应的控制装置。此功能通过使用导丝辊11和相关联的导丝辊控制单元21的例子在图2示出。

如图2所示，转速传感器11.3具有微处理器22。导丝辊11的转速传感器11.3经由信号线23连接到导丝辊控制单元21。导丝辊控制单元21具有评估单元24。导丝辊控制单元21经由控制线25连接至导丝辊控制装置11.2和导丝辊电机11.1。

在纤维生产设备(此处为熔融纺纱机)的生产过程的情况要开始时，当转速传感器11.3被激活时，检测信号由微控制器22产生。激活可以(例如)由转速传感器11.3的电源启动。检测信号，通常由二进制代码或多种二进制代码的序列产生，经由信号线23传递到导丝辊控制单元21。在导丝辊控制单元21内，检测信号被评估单元24获取和分析。该分析可以通过比较发送的检测信号和可能的检测信号来完成，并存储在导丝辊控制单元21中。在导丝辊控制单元21中，多个特定传感器控制程序被存储，使得接下来能够识别转速传感器11.3，控制程序的相应的数据能够被执行。该控制程序包括特定特征变量用于相应的识别传感器，如测量范围、校准等。然后，生产过程可以开始。

在此情形下，导丝辊控制单元21中没有识别转速传感器11.3是可能的，该进程将无法启动。在这种情况下，导丝辊控制单元21可以发送控制命令到主控制器来向操作者报告未标识的传感器。

如图1中可见，图1中，多个转动速度传感器设置在熔融纺纱机内，也设置在拉伸装置2和卷绕装置3中。这些转速传感器11.3，12.3，13.2和14.2分别配有微控制器，并允许优化的过程控制。转速传感器优选为霍尔传感器，其每一个含有高集成电路来产生检测信号。

在图3中，示出根据本发明的具有控制装置的纤维生产设备的另一个实施方式。图3中示出的实施方式是具有多个处理位置的变形机。在每个处理位置处，多个处理单元被布置在设备框架中以形成纱线旋转。第一组处理单元由馈送单元26形成，馈送单元26从线轴架28的进给线轴拉出纱线。

通过使用纱线29的纱线路径，处理位置的其它处理单元将在下面描述。在运行方向上的第一馈送单元26后面，存在加热装置30和冷却装置31。加热装置30和冷却装置31被布置在第一馈送单元26上方的纱线运行平面中并覆盖操作通道38。随后是假捻组件32和纱线张力传感器34。假捻单元32由变形电机33驱动，变形控制单元44被分配给变形电机33。纱线29然后被第二馈送单元35拾取并且通过第三馈送单元36引导至卷取站37。卷取站37具有盖住三个相邻的处理位置的纱线路径的宽度。因此，三个卷取站37在机器框架中被相互往上叠加地布置。在本实施方式中，馈送单元26和35被相同地构建，并且都由导丝辊39和分配给导丝辊39的溢出辊40形成。导丝辊39由导丝辊电机41驱动。溢出辊40被以活动的方式可旋转地安装，使得纱线29以多次缠绕牵引通过导丝辊39和溢出辊40。导丝辊电机41通过导丝辊控制装置42.1和42.2连接到设备控制单元43。同样地，纱线张力传感器34联结到设备控制单元43。在图3中示出的纤维生产设备的实施方式中，纱线张力传感器34由微控制器执行，以在激活时产生检测信号。该检测信号输出到设备控制单元43，使得在处理开始之前，传感器硬件和控制软件之间的比较是可能的。这样，依靠纱线张力传感器类型，可以激活设备控制单元43中与纱线张力传感器类型匹配的控制程序，以监测和控制变形过程。纱线张力传感器34和设备控制器43按照类似于图2的实施方式的方式形成，因此下面不做进一步说明。在操作中，来自纱丝张力传感器34的传感器信号随后可用于经由变形控制单元44在变形电机33上设置压力介质变化。

图1至3所示的本发明的纤维生产设备的控制装置的实施方式是示例性的。原则上，与处理控制相关的传感器可包括在检测循环中。在此情况下，检测信号在传感器激活时被发送短的时间间隔。对于将处理中涉及的全部传感器与存储的控制软件进行比较而言，20秒的时间间隔通常是足够的。在复杂的纤维生产设备的情况下，可在最多30秒内执行所述比较。

因此，其中个别调整必须有选择地进行，也有可能该控制器向相关传感器输出使能信号。仅在接收到使能信号时，由传感器生成控制信号并传递给控制单元。因此，个别的调整，例如，其中一个传感器的替换可执行。

标记列表

1 纺纱装置

2 拉伸装置

3 捻线装置

4 控制装置

5 挤出机

5.1 挤出机驱动部

5.2 挤出机控制装置

5.3 压力传感器

7 纺纱泵

7.1 泵驱动部

7.2 泵控制装置

8 纺纱箱体

9 纺纱喷嘴

10 准备装置

11 导丝辊

11.1 导丝辊驱动器

11.2 导丝辊控制装置

11.3 转速传感器

12 导丝辊

12.1 导丝辊驱动器

12.2 导丝辊控制器

12.3 转速传感器

13 卷绕轴

13.1 轴驱动部

13.2 转速传感器

14 卷绕轴

14.1 轴驱动部

14.2 转速传感器

16 卷绕控制单元

17 绕组控制单元

18 主控制单元

19 冷却装置

20.1、20.2 转向导辊

21 导丝辊控制单元

22 微控制器

23 信号线

24 评估单元

25 控制线

26 传送单元

27 供应卷轴

28 线轴架

29 纱线

30 加热装置

31 冷却装置

32 假捻装置

33 变形电机

34 线张力传感器

35 第二馈送单元

36 第三馈送单元

37 卷取位置

39 操作走道

40 导丝辊

41 导辊

42.1，42.2 导丝辊控制器

43 设备控制单元

44 变形控制单元

Claims (14)

1.一种用于控制纤维生产设备的方法，该纤维生产设备具有多个处理单元，该多个处理单元具有多个致动器和多个传感器，所述致动器和所述传感器连接到至少一个控制单元以交换信息，

其特征在于

在被激活时，所述传感器产生包含用于标识所述传感器的信息的识别信号，所述识别信号被发送给所述控制单元，以保证恰当的传感器存在，

其中，对于识别到不恰当的传感器存在的情况，所述控制单元向操作者指示传感器需要被替换。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于

所产生的识别信号是二进制代码或二进制代码的序列。

3.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在激活所述传感器时，在最多30秒的时间间隔期间发送所述识别信号。

4.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在激活所述传感器时，在20秒的时间间隔期间发送所述识别信号。

5.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在激活所述传感器时，仅在由所述控制单元产生的使能信号传递到所述传感器之后，能够触发所述识别信号。

6.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

在所述控制单元内，将与所述传感器匹配的特定控制程序指定给所述识别信号。

7.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

所述传感器依据生产状况或产品类型产生特定识别信号，并且，在所述控制单元内，所述识别信号分别被指定特定控制程序。

8.根据权利要求1或2所述的方法，

其特征在于

所述传感器作为转速传感器获取所述处理单元的导丝辊或卷绕轴的驱动速度。

9.一种控制装置，该控制装置用于执行根据权利要求1至8之一所述的用于控制纤维生产设备的方法，该纤维生产设备具有多个处理单元(1、2、3)，所述处理单元(1、2、3)具有多个致动器(11.1、12.1)和多个传感器(11.3、12.3)，所述致动器(11.1、12.1)和所述传感器(11.3、12.3)连接到至少一个控制单元(21)以交换信息，

其特征在于

所述传感器(11.3)中的至少一个具有微控制器(22)以产生识别信号，所述识别信号能够在所述传感器(11.3)被激活时被发送至所述控制单元(21)。

10.根据权利要求9所述的控制装置，

其特征在于

所述控制单元(21)具有评估单元(24)，通过所述评估单元(24)能够激活指定给所述识别信号的控制程序。

11.根据权利要求9或10所述的控制装置，

其特征在于

当激活所述传感器(11.3、12.3)时，能够通过相关联的微控制器(22)产生产品特定的识别信号，不同的控制程序与所述微控制器(22)相关地被保持就绪地存储在所述控制单元(21)内。

12.根据权利要求9或10所述的控制装置，

其特征在于

所述处理单元是卷绕机(3)，该卷绕机(3)具有多个驱动卷绕轴(13,14)，并且，所述传感器形成为转速传感器(13.2、14.2)，并且所述致动器形成为轴电机(13.1、14.1)。

13.根据权利要求9或10所述的控制装置，

其特征在于

所述处理单元是拉伸装置(2)，该拉伸装置(2)具有多个驱动导丝辊(11、12)，并且，所述传感器形成为转速传感器(11.3、12.3)，并且所述致动器形成为导丝辊电机(11.1、12.1)。

14.根据权利要求9或10所述的控制装置，

其特征在于

所述处理单元是变形装置，该变形装置具有驱动假捻组件(32)，并且，所述传感器形成为纱线张力传感器(34)，并且所述致动器形成为变形电机(33)。