CN111344447A - 用于生产或处理合成纱线的机器设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于生产或处理合成纱线的机器设备，包括具有致动器和/或传感器的多个机器部件并且包括对应配属于该机器部件以便控制的多个控制部件。所述控制部件通过机器网络被连接至中心机器控制站。为了尽量快速消除过程故障并保证一致的产品质量，根据本发明，所述控制部件通过分析网络被并行连接至中心分析站。

Description

用于生产或处理合成纱线的机器设备
本发明涉及根据权利要求1的前序部分的用于生产或处理合成纱线的机器设备。
在生产合成纱线时，例如在熔纺过程中或者在合成纱线处理过程中、例如在假捻变形过程中，多个独立生产过程例如挤出、变形、牵伸、缠结和卷绕影响了纱线质量。就其本身而言，每个单独生产过程可能受到多个参数的影响。就此而言，采用多个机器部件，它们具有致动器和传感器以通过期望方式影响生产过程和纱线质量。每个机器部件被分配一个控制部件，其经由机器网络被连接到中心机器控制站。这样的用于生产或处理合成纱线的机器设备例如由DE102015002922A1公开了。
在已知的机器设备中，所有被交换以便控制生产过程的数据和信号经由机器网络被传输。通常，机器网络包括总线系统，控制所需的参数经此被传输。尤其在过程和产品中有不允许偏差的情况下，迅速反应时间是符合期望的，从而相应的机器部件可被控制。但是，这种系统的传输速度和传输能力是有限的。
本发明的目的是改善这种用于生产或处理合成纱线的机器设备，在生产或处理合成纱线时保证尽可能一致的工作过程质量。
本发明的另一目的是如此进一步改进这种机器设备，在工作过程故障情况下可以获得尽量快速的分析和迅速的反应时间。
根据本发明，如此实现该目的，所述控制部件通过分析网络并行连接至中心分析站。
通过从属权利要求的特征和特征组合来限定本发明的有利改进方案。
本发明具有如下特别优点，控制机器部件所需要的数据传输和分析所述过程所需要的数据传输是独立分开的。因此，为了进行分析以确定过程故障而被交换的数据和参数可以经由单独的分析网络被直接传输，该分析网络将该控制部件直接连接至中心分析站。控制机器部件所需的数据与往常一样经由机器网络被传输至该控制部件。于是，现有的软件结构既可被用于分析、也可被用于控制。
在此，尤其是分析网络由用于数据传输的能够实时的总线系统形成的本发明改进方案被证明是有价值的。因此可以实现实时数据传输。通过在数据发生和数据分析之间的最短时间间隔，过程故障可以既在合成纱线生产过程中、也在合成纱线处理过程中被迅速分析和纠正。于是，单纯的实时数据分析可以在分析站内进行，分析站尤其在过程故障情况下促进快速故障诊断。
机器网络被设计用于优选经由工业以太网的数据传输。因此，控制机器部件所需的参数可以与能够实时的分析网络如ProfiNet无关地被传输。
为了能够实现经由机器网络和分析网络的并行数据传输，控制部件具有至少两个网络端口的本发明改进方案是特别有利的，在这里，其中一个网络端口以实时网络端口形式实现。就此而言，已经可以执行在控制部件内的参数的预选或预处理，其随即可以通过实时网络端口和实时分析网络直接传送所述参数至分析站。
总体而言，可以按路线将个别实时参数例如纱线张力测量值直接送至该机器控制站，以便在考虑当前设定点比较情况下能实现直接控制干预。为此规定了本发明的改进方案，在这里，机器控制站通过单独的实时网络端口被连接至分析网络。
关于复杂数据架构和多个参数，也可以有利地将分析站连接至外部诊断站。为此，分析站有利地具有互联网接口以便例如允许大数据分析。
因此尤其有利的是，分析站和机器控制站被互联以便数据交换。可以由此保证用于维持一定的产品质量或消除过程故障的迅速反应时间。
因为结构很复杂和有多个机器部件，故还规定机器网络和/或分析网络根据WLAN标准无线构成。机器网络由此可有利地被设计成无线电网络。
将参照附图来更详细描述本发明，附图示出：
图1示意性示出用于生产合成纱线的机器设备的第一实施例；
图2示意性示出图1的实施例的其中一个机器区段；
图3示意性示出用于变形合成纱线的机器设备的另一实施例的横截面图；
图4示意性示出图3的实施例的俯视图。
图1和图2以几个视图示出根据本发明的用于生产合成纱线的机器设备的第一实施例。图1示意性示出机器设备的总体视图，图2示意性示出机器设备的局部视图。如果没有明确提到其中一幅图，则以下说明适用于两幅图。
机器设备具有多个机器部件用于控制用于合成纱线的熔融纺丝的生产过程。第一机器部件1.1由挤出机11形成，其通过熔体管线系统12被连接至多个纺丝位置20。图2示出四个纺丝位置20.1至20.4。
纺丝位置20具有相同的设计结构并且在图2中被示意性示出。在纺丝位置20内设置几个机器部件1.2、1.3、1.4、1.5和1.6，以便控制在纺丝位置20中的纱片纺制。就此而言，在如图1所示的每个纺丝位置上生产例如12、16或32根纱线的纱片。纱片在图2中由附图标记33表示。
在此实施例中，术语“机器部件”是指通过驱动装置、致动器和传感器明显牵涉到过程中的机器部分。除了驱动装置和致动器外，在此未被详细示出的传感器也被分配给用于控制生产过程所需要的机器部件。因此，纺丝位置20作为第一机器部件1.2具有纺丝泵装置13，其被连接至熔体管线系统12且与喷丝板14互动以挤出纱线。一般，压力传感器和可能的温度传感器对应配属于纺丝泵装置13。第二机器部件1.3由鼓风机单元16形成，其控制冷却设备15的冷风供应。冷却设备15布置在喷丝板14下方。
由包括润湿装置17的机器部件1.4执行下一处理步骤。引导纱片33以便抽出和牵伸纱线由机器部件1.5执行，该机器部件具有导丝盘单元18。在生产过程末尾，纱线被卷绕成筒子，为此设有机器部件1.6，其形成卷绕机19。
在纺丝位置20.1至20.4中，几个控制部件2.2至2.6之一分别对应配属于机器部件1.2至1.6。机器部件1.2和控制部件2.2于是形成一个单元。因此，机器部件1.3至1.6被连接至相关的控制部件2.3至2.6。
为了通信和数据传输，每个控制部件2.2至2.6分别具有两个网络端口8.1、8.2。网络端口8.2具有实时能力，以便能够实现实时数据传输。因此，控制部件2.2至2.6的实时网络端口8.2与能够实时的分析网络6例如ProfiNet或者其它的实时总线系统相互连接。分析网络6被连接至分析站7以便将由控制部件2.2至2.6传输的数据直接按路线送至分析站7。
为了通信和数据传输，控制部件2.2至2.6通过网络端口8.1被连接至机器网络4。最好由工业以太网形成的机器网络4将控制部件2.2至2.6连接至中心机器控制站5。通过隔离网络4、6，可以执行通信和数据传输以与同分析站的通信和数据传输并行地控制该机器部件。因此，尤其是实时参数可被纳入以便分析，从而过程故障被快速补救，进而保证了一致的产品质量。
为了改善机器部件的控制，在一个替代的变型实施例中，机器控制站5具有能够实时的网络端口40，借此可以实现与分析网络的直接连接。于是例如可以直接传送某个实时参数如纱线张力测量值至机器控制站5并使用至少其中一个机器部件用于控制。在图2中，具有实时网络端口40的实施例由虚线表示。
如图1所示，机器设备包括几个纺丝位置，其中这里仅示出其中四个纺丝位置。靠近纺丝位置20.1的纺丝位置20.2、20.3和20.4具有相同设计结构并且分别具有多个机器部件。纺丝位置20.1、20.2、20.3和20.4于是通过机器网络4被联合连接至中心机器控制站5并通过并行的分析网络6被连接至分析站7。除了纺丝位置的控制部件2.2至2.6外，挤出机11的控制部件2.1也被设计成具有两个网络端口8.1和8.2以便连接至机器网络4和分析网络6。在此，例如在挤出机11上的压力传感器36对应配属于控制部件2.1。因此可以考虑在数据分析过程中被用在机器设备中的所有机器部件。关于所谓的大数据分析，分析站7具有互联网接口9。通过互联网接口9，可以将分析站7连接至诊断站35。在此，诊断站35可以具有本地存储介质和数字存储介质，借此可以处理相应的大量数据。就此而言，可以基于实时参数进行综合过程分析。
为了能够控制对机器部件的尽量最快速的过程改变，分析站7被连接至机器控制站5以便数据更换。
图3和图4示出用于纱线处理的机器设备的另一个实施例的几个视图。实施例涉及变形机器，其在图3中以横截面图被示出并在图4中以俯视图被示出。如果没有明确提到其中一幅图，则以下说明适用于两幅图。
设置用于变形纱线的机器设备针对每根纱线包括多个处理位，其中，数百根纱线在机器设备中被同时处理。加工站在机器设备内具有相同设计结构并且分别具有多个机器部件用于控制处理过程。
图3示出其中一个加工站的机器部件1.1至1.8。在此实施例中，机器部件1.1至1.8由第一供应系统21、加热装置22、变形装置25、第二供应系统26、设定加热装置27、第三供应系统28、卷绕装置29和横动装置30形成。
机器部件1.1至1.8前后布置在机架24内用于纱线路径，以便执行变形加工。为此，纱线33通过喂给筒子38在筒子架37内保持待用。纱线33从供应系统21被抽出，并且在变形区内被加热装置22加热，随后在冷却装置23中被冷却。随后，变形装置25跟在第二供应系统26之后，其中，纱线33在变形区中被牵伸。在设定的加热装置27中再处理之后，纱线从第三供应系统28被引导至卷绕装置29且被卷绕到筒子34上。
因为卷绕装置29需要比上游的机器部件1.1至1.6更大的机器宽度，故多个卷绕装置29以分层方式布置在机架24中。单独的控制部件2.1至2.8分别对应配属于设置在工作站内的机器部件1.1至1.8，以便用相关的致动器和传感器控制各自机器部件1.1至1.8。控制部件2.1至2.8分别具有两个网络端口8.1和8.2。网络端口8.2被设计成实时网络端口并且被连接至分析网络6例如ProfiNet。控制部件2.1至2.8的并行的网络端口8.1被连接至机器网络4。例如由工业以太网形成的机器网络4将控制部件2.1至2.8连接至区段控制站31.1。分析网络6将控制部件2.1至2.8并行连接至一个区段分析站32。
如从图4的绘制中看到地，机器部件从共12个工作站中被组合到一个机器区段3.1中。设置在机器区段3.1内的机器部件1.1至1.8的控制部件2.1至2.8全都被集成到机器网络4中并被连接至区段控制站31.1。因此，机器区段3.1的控制部件2.1至2.8通过分析网络6被连接至区段分析站32.1。
许多机器区段设置在机器设备内，其中在此实施例中仅画出其中两个机器区段。配属于机器区段3.1、3.2的区段控制站31.1和31.2被集成到机器网络4中并被连接至中心机器控制站5。因此，机器区段3.1、3.2的区段分析站32.1和32.2也被集成到分析网络6中且被连接至中心分析站7。分析站7通过互联网接口9被连接至外部诊断站35。
用于通信和数据传输的功能在此与上述实施例相似地发生，从而所述实时参数和数据可以经由分析网络6被直接提供给分析站7。在此情况下，第一预分析能可选地通过对应配属于各自机器区段的区段分析站进行。分析站7被连接至机器控制站5以实现直接数据交换。用于丝线变形的整个机器设备可以通过中心机器控制站5被控制。监视和分析最好通过中心分析站7发生。在大量数据的情况下，可以将外部的诊断站35集成到分析和诊断中。
根据本发明的用于生产和/或处理合成纱线的机器设备的特点尤其是基于实时数据的质量分析。于是可以在将来的生产过程中或处理过程中执行过程优化。在过程故障情况下，相应的故障诊断可以与机器控制无关地通过实时参数传输进行。此外，可以从数据分析中查明预期维护。
为了尽量减小在机器设备内的用于实现机器网络和分析网络的布线努力，也存在以无线方式实现至少其中一个网络的可能性。因此，机器网络例如可以被设计成无线电网络。优选地，可以实现根据WLAN标准的无线网络，使得所有控制部件通过局域机器无线电网络被连接至中心机器控制站。但类似地，可以在机器设备内安装能够实时分析的无线电网络。

Claims (8)

1.一种用于生产或处理合成纱线的机器设备，所述机器设备包括多个机器部件(1.1-1.6)和多个控制部件(2.1-2.6)，所述机器部件具有致动器和/或传感器，所述控制部件(2.1-2.6)配属于所述机器部件(1.1-1.6)以便控制，其中所述控制部件(2.1-2.6)通过机器网络(4)被连接至中心机器控制站(5)，其特征是，所述控制部件(2.1-2.6)通过分析网络(6)被并行连接至中心分析站(7)。
2.根据权利要求1所述的机器设备，其特征是，所述分析网络(6)由能够实时的总线系统形成，以便进行数据传输。
3.根据权利要求1或2所述的机器设备，其特征是，所述机器网络(4)由工业以太网形成，以便进行数据传输。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的机器设备，其特征是，所述控制部件(2.1-2.6)具有至少两个网络端口(8.1,8.2)，其中的一个网络端口(8.1,8.2)被设计成实时网络端口。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的机器设备，其特征是，所述机器控制站(5)通过单独的实时网络端口(40)被连接至所述分析网络(6)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的机器设备，其特征是，所述分析站(7)具有互联网接口(9)，并且所述分析站(7)被连接至外部诊断站(35)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的机器设备，其特征是，所述分析站(7)和所述机器控制站(5)被相互连接以便进行数据交换。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的机器设备，其特征是，所述机器网络(4)和/或所述分析网络(6)根据WLAN标准以无线方式构成。
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