CN116905136A - 纺织机的功率控制方法、功率控制单元以及纺纱机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种纺织机的功率控制方法、功率控制单元以及纺纱机，纺织机具有多个同时工作的工位和至少一个共同给所述多个工位供应功率的电源部分。为了提供允许纺织机快速加速运行且将工作过程中的减速和停机时间减至最小的纺织机的功率控制方法、功率控制单元和相应纺纱机而规定，该方法具有确定每个所述工位的所需电功率，随后是基于所确定的所需功率以及电源部分的最大功率确定能同时执行的工作过程、尤其可同时启动或加速运行的工位。创建共同借助一电源部分被供电的多个工位的优化工作数据以尽量最佳充分利用电源部分的最大功率，所需电功率的确定和/或可同时执行的工作过程的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前批次数据下进行。
Description
技术领域
本发明涉及纺织机的功率控制方法，该纺织机具有多个同时工作的工位以及用于多个工位的共同功率供应的至少一个电源部分，还涉及用于这种纺织机的功率控制单元以及具有这种功率控制单元的纺纱机。
背景技术
纺织机且尤其是纺纱机以许多方式由现有技术公开了并且同时通常被用来由纤维材料制造纱线。在此，纺纱机通常具有许多工位，每个工位具有用于纺纱的电动式纺纱转杯。纺纱机尤其是纺纱转杯的电动机的电功率供应在此通过至少一个电源部分进行，其中由同一个电源部分分别给多个工位如四个工位供应功率。
在常规的纺纱工作中，电源部分的电功率划分到纺纱机的多个工位大多不是挑战。但是，纺纱转杯在通常超过200000U/min的很高转速下运行，其中因为在纺纱转杯加速(Hochlaufen)运行时的纺纱转杯的待加速质量而需要高的电功率，使得共用的电源部分无法提供足够的功率以允许所有纺纱转杯加速运行。
因此常见的是依次启动共同借助一个电源部分被驱动的纺纱转杯，其中各自下一个纺纱转杯只在在先的纺纱转杯完全加速运行时被启动。这一般持续比每个纺纱转杯的一分钟长许多的时间，使得整个纺纱机只在漫长的加速运行过程之后做好准备，这延迟了在生头时以及在多个工位在干扰后加速运行时的工作过程。
发明内容
因此本发明基于以下任务，提供一种纺织机的功率控制方法、一种用于这种纺织机的功率控制单元以及一种具有这种功率控制单元的纺纱机，它们允许纺织机的快速加速运行并且相应地将工作过程中的延迟和停机时间减至最小。
根据本发明，该任务通过一种纺织机的功率控制方法、一种用于这种纺织机的功率控制单元以及一种具有这种功率控制单元的纺纱机来完成。
根据本发明的具有多个同时工作的工位以及至少一个用于多个工位的共同功率供应的电源部分的纺织机的功率控制方法作为方法步骤首先具有确定每个所述工位的所需电功率，随后是基于所确定的功率以及电源部分的最大功率确定尤其是可同时启动或加速运行的工位的可同时执行的工作过程。另外，创建共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据以尽量最佳充分利用电源部分的最大功率，其中所需电功率的确定和/或可同时执行的工作过程的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前批次数据下进行。
根据本发明的用于具有多个同时工作的工位以及至少一个用于多个工位的共同功率供应的电源部分的纺织机的功率控制单元被构造成确定每个所述工位的所需电功率，基于所确定的所需功率以及还基于电源部分的最大功率确定尤其是可同时启动或加速运行的工位的可同时执行的工作过程，并且创建共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据以尽量最佳利用电源部分的最大功率，其中所需电功率的确定和/或可同时执行的工作过程的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前的批次数据下进行。
最后，本发明还涉及纺纱机，其具有功率控制单元尤其是本发明的功率控制单元、多个同时工作的分别具有纺纱杯的工位以及至少一个用于多个工位的共同功率供应的电源部分，其中如此设计功率控制单元，即，它确定每个所述工位的所需电功率、基于所确定的所需功率以及电源部分的最大功率确定要同时加速运行和/或待工作的纺纱转杯并创建共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据以尽量最佳充分利用电源部分的最大功率，其中所需电功率的确定和/或可同时执行的工作过程的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前的批次数据下进行。
发明人已经发现，每个纺纱转杯的加速运行时间取决于批次的参数和数据，因此无法成功进行批次无关的功率控制。而在纺纱转杯加速运行控制中以及或许还有在工位其它部件的启动中考虑批次数据有利地允许优化机器加速运行时间、即直至所有工位完全准备好工作的时间，使得纺织机明显更快速准备好工作。但在纺织机连续工作中也减少一些工位的停机时间，因为借助本发明方法实现暂时停止的工位在其余工位运行期间更快速地加速运行。
纺织机原则上可以是任何加工和/或制造纺织品的机器。纺织机优选是纺纱机、尤其优选是转杯纺纱机且更尤其优选是自由端转杯纺纱机。
根据本发明，纺织机具有多个最好彼此相同的工位。每个工位在此具有至少一个且最好是多个耗电用户，其中所有工位尤其优选地至少关于其耗电用户相同地构成。但原则上，多个工位的耗电用户也彼此不同，或者一个工位可以具有附加的用户。在纺纱机的工位中，主要耗电用户是电动机且尤其是纺纱转杯的驱动电机。
除了个别工位所属的耗电用户外，也还可能有诸如负压发生机构、服务小车、控制单元、清理单元等的耗电用户，它们并未配属于一个特定工位、而是共同配属于多个工位。在此，这种共同用户可以借助自己的或与工位的电源部分无关的电源部分来运行，但或者也可以被接合入工位的功率供应装置并且尤其于是借助配属于多个工位的电源部分来运行。在此情况下，于是也必须在本发明功率控制方法的相应设计中考虑该共同用户。
但优选地，所有工位具有至少一个耗电用户且尤其是电动的纺纱转杯，其借助共同的功率供应来工作。共同的功率供应在此是指至少分别将多个工位的耗电用户连接至共用的电源部分，因此必须共同借助电源部分的可用的总功率或额定功率来运行。在此该电源部分可以是任何功率供应单元。电源部分优选是用于纺纱机的多个工位、最好是用于2至10个纺纱位置、尤其优选用于2至6个纺纱位置且更尤其优选用于纺纱机的4个纺纱位置的的纺纱位置电源部分。
本发明的方法作为方法步骤规定确定每个所述工位的所需电功率，其中所需电功率的确定在此不仅可在实际上尤其通过当前的和/或过去的功率测量进行，也可在理论上尤其基于用户的额定数据借助存储在数据库中的功率需求值和/或基于功率计算进行。也为此可以想到值测量的组合以及存储数据的使用。总体上，每个所述工位的所需电功率的确定的目的是确定待执行的工作过程例如纺纱转杯加速运行的功率需求有多高。原则上，几个特征值如最大功耗的确定对此就够了，但在这里最好获得和/或评估功耗的整条时间曲线。
在确定所需功率且知道电源部分的最大功率之后，根据本发明，进行可同时执行的工作过程的确定，而没有在计划的工作过程的任意时刻超出电源部分的最大功率。作为电源部分的最大功率，优选采用电源部分的额定功率或当前最大可用功率。
此外根据本发明，在一个方法步骤中伴随可同时执行的工作过程的确定或紧接在其后地进行共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据的创建，以便尽量最佳利用电源部分的最大功率。
工作数据在此可以是用于操作工位、优选至少一个借助电源部分工作的耗电用户、尤其优选是所有借助电源部分工作的耗电用户且更尤其优选是工位的所有耗电用户的任意数据。在此，工作数据尤其可以包含工作过程的时间变化过程，例如一个或多个耗电用户的启动时刻、加速运行持续时间和/或工作模式。更尤其优选地，工作数据包含纺纱机的纺纱转杯电机的生头和/或加速运行的时刻和/或持续时间。多个工作过程的相对时间漂移也可以是优化的一部分，以便例如在时间上相对移动这个或这些工作过程的功率峰，从而在任何时刻都不达到或超出电源部分的最大功率。
优化的工作数据相应地优选包含至少一个工位或至少一个耗电用户、优选是所有连接至各自电源部分的工位且更尤其优选是整个纺织机、尤其是整个纺纱机入运行和/或运行的经过优化的控制过程。
所创建的优化的工作数据于是可以被提供用来控制耗电用户和/或被传输给相应的控制单元。在此，优化的工作数据的创建已经可以在控制单元、上级控制单元或也可在分开的数据处理单元中进行。通常优选的是本发明的方法在纺织机的信息提供装置中进行。
根据本发明，所需功率的确定和/或可同时执行的工作过程的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前的批次数据下进行，因为该批次数据影响各自工位的所需功率或功耗且因此在工作数据良好优化时必然一定予以考虑。尤其存在以下危险，基于当前批次，所述工位的功耗超乎平均地高，并且借助与批次无关地优化的工作数据的控制因而可能导致电源部分过载、工位误操作或在最糟糕情况下可能导致纺织机受损。
因此根据本发明，必然需要关于各自批次创建优化的工作数据。相应优选的是，本发明的方法至少在批次变换和/或当前的批次数据明显不同于在先批次和/或所有在先批次的数据时被执行。相应地，所需功率和/或可同时执行的工作过程最好必然依据至少一部分的批次数据且尤其优选依据所有主要批次数据来确定或优化的工作数据被相应创建。
总体上优选的是，所考虑的批次数据包含纺纱参数、被用于制造织物的材料的值和/或机器数据。尤其优选地，所考虑的当前批次数据包括用于制造织物的材料的类型、组成和/或尺寸、驱动电机和/或纺纱转杯的转速和/或在工位启动时尤其在纺纱转杯高速运行时的驱动电机的加速度。尤其是所用纤维材料的化学组成和/或物理性能如纤维长度、纤维直径和/或各不同纤维材料的混合更尤其优选作为批次数据予以考虑。
当前批次数据是指关于正好在纺织机上加工的批次的数据，其中批次数据优选取决于各自纺织机或各自工位和/或各自待加工的织物。
但此外，所需电功率也取决于工位的其它耗电用户及其可能在批次之间不同的且尤其于是也应有利地予以考虑的控制或工作方式。
在本发明的功率控制方法的一个有利改进方案中，一个工位且尤其是每个借助电源部分被供电的工位的所需电功率的确定通过该工位尤其以当前批次数据的试启动和/或试工作来进行。试启动在此最好是各自工位且尤其是工位的纺纱转杯的试生头或试加速运行。在此，通常仅一个单独的工位执行试启动和/或试工作就够了，尤其是对于每个所述工位知道在标准情况下或常规运行中的功耗且因此优选也用计算机确定在运行中出现的一些工位之间的功率差并且能相应予以考虑就够了。
但尤其优选对于每个单独的借助电源部分被供电的工位进行试启动和/或试工作，其中它不仅可接连进行，也可针对多个或所有工位同时进行，只要电源部分可以提供足够的电功率。在此，在这种试工作中是否因为供应不足而出现一些工位停工无关紧要，故也可以同时用所有工位尝试试验。
在功率控制方法的另一有利改进方案中，一个工位且尤其是每个借助电源部分被供电的工位的所需电功率的确定通过监测各自工位尤其以当前批次数据的加速运行或启动和/或常规运行进行。尤其是，在生头时或在每个单独工位加速运行时在工作期间至少一次且最好在每次生头或加速运行时监测并记录、评估且最好也存储驱动电机和/或整个工位的功率数据且尤其是功耗。尤其优选地，在此检测所有借助一个电源部分被供电的工位或纺纱位置的所有纺纱转杯的传统的、大多依次的加速运行并且记录和/或评估功耗、尤其是其时间曲线。替代地或附加地也可以进行最大功率或最大功耗的监测。
本发明功率控制方法的一个优选改进方案规定，与各自批次数据逻辑关联地存储所确定的所需功率数据以便能从中创建优化的工作数据。数据存储在此最好在数据库中进行。在此，尤其存储或在数据库中存下每个特定工位的数据、关于所有工位的概括数据和/或各自工作参数和/或试启动、试工作和/或加速运行监测的数据。优化的工作数据的创建在此可以紧接在所需电功率确定之后或在任意随后时刻通过从数据库调用数据进行。数据库优选被存在纺织机的信息提供装置或控制单元中。但此外附加地或替代地也可以想到纺织机与外部数据库通信。
为了获得特别精确的功率控制，本发明方法的一个有利设计规定，基于各自批次数据和/或各自机器设定值以及所需电功率的存储于数据库的数据来创建用于各自所计划的工作过程的功率预测，并且在优化的工作数据的创建范围内检查共同的电源部分是否能提供足够高的功率以同时实现进一步工作过程例如另一工位的加速运行。相应地，如此创建优化的工作数据，即，可用的总功率被尽量最佳地利用，但同时保证在时间曲线中在任何时刻都不需要比电源部分的可用总功率或额定功率更高的功率。
此外优选的是，每个工位的所需电功率的确定仅仅或附加地基于存储于数据库的用于相似批次数据的数据进行，从而也对于迄今未用的一组批次数据已可实现工作数据基于相似一组批次数据的优化。
虽然借助本发明的方法已经可以实现很精确的控制，但该方法的一个优选设计规定回馈或反馈，其中尤其优选地通过获得在纺织机以优化的工作数据工作期间的电源部分的实际电功率进行功率控制的优化，随后进行与所确定的所需电功率和/或功率预测结果的比较以及在数据库中存储修正数据和/或进行进一步优化的工作数据的修正。
本发明功率控制方法的一个优选设计规定，在纺织机以所创建的优化的工作数据工作期间调用电源部分的还可用的功率，并且随后在工作参数的进一步优化时考虑还可用的功率，在此优选检查另一个工位是否应加速运行和/或可工作。电源部分的还可用的功率在此在任何时刻尤其是当前实际调用的或提供的功率与电源部分的额定功率或最大功率之差。
此外有利的是，在纺织机以所创建的优化的工作数据工作期间连续监测当前功耗，并且最好在超出功率预测值时和/或在超出所定下的最大功率时完成优化的工作数据的调整和/或使工位减速或停工，从而可以避免因可供使用功率太少而引起的停工、干扰或甚至受损。
具体实施方式
纺织机的功率控制方法的多个实施例如下所述：
在这种方法的第一实施方式中，纺纱机的纺纱位置的加速运行被优化，其中共同通过一个纺纱位置电源部分分别给四个纺纱位置供应电功率。在此，纺纱位置电源部分的长久功率为4x300W以及借助附加的输出端还一下子为350W。纺纱位置电源部分的额定功率足以使四个纺纱位置包含用于驱动纺纱转杯的电动机在内地以高转速运行。
而对于生头过程、即转杯电机加速运行需要比用于常规运行明显更高的功率，从而在现有技术中完成依次加速运行，其中第一纺纱转杯在70秒时间里加速运行并且只在达到其工作转速时才允许下一纺纱转杯加速运行，这于是再次持续70秒，使得所有四个纺纱转杯的整个加速运行时间至少为280秒。
为了优化纺纱机的加速运行时间以及尤其是用于纺纱转杯的加速运行的整个工作过程，每个所述纺纱转杯可单独接连加速运行，同时获得所需电功率的时间曲线。加速运行所需功率于是被存储在数据库中，与批次数据、即纺纱参数和机器数据一起被存储在纺纱机的信息提供装置中，从而对于每个纺纱位置依据当前批次数据知道该电功率。在此重要的是依据批次数据进行获得，因为所需功率明显随批次数据变化而变且同时尤其是与所用纺纱转杯、转杯马达、所选的纺纱转杯转速以及其它纺纱参数相关，它们又必须依据待加工的纤维材料和/或待制作的纱线来选择，从而例如要获得的纱线粗度、纱线强度、纱线材料组成以及纱线结构显著影响到所需电功率。
在一些纺纱位置对于工作过程如加速运行所需的电功率针对正好当前一组批次数据已知之后，随后可以创建功率预测并且尤其计算有多少纺纱位置或有多少工作过程可被同时执行。接着可从所述信息计算优化的工作数据，其确定例如加速运行的工作过程。对此例如可以改变若干纺纱转杯的启动时刻、其加速度以及其加速运行时间，使得由纺纱位置电源部分提供的持久功率或额定功率被尽量最佳利用并且纺纱机在理想情况下在任何时刻都能伴随纺纱位置电源部分的充分满负荷运行。
由此一般可能的是，至少两个纺纱位置可同时加速运行以及或许已经在已加速的纺纱位置的加速运行完全结束之前开始其它纺纱位置的加速运行，由此该加速运行时间一般能缩短25％-50％。但是，在任何情况下都必须避免纺纱位置电源部分的过载，由此，在功率预测中考虑可能造成更高的所需功率的批次数据是重要的。
本发明方法的第二实施方式与第一实施方式的区别主要仅在于，每个所述纺纱位置的所需电功率的确定未借助当前执行的试加速运行进行，而是在数据库中搜索纺纱位置过去以相同的批次数据试加速运行的数据。如果存在相同批次数据的这种数据，则它们被自动使用。如果不存在相同的数据，则搜索尽可能相似的一组存储批次数据且接着判断是否存在充分相似性或仅有很小的批次数据偏差。如果例如存在完全相同的机器数据、即纺纱机的纺纱位置未被改变并且纺纱参数也近似相同，例如因为仅使用仅具有很少量不同化学组成或纤维长度的其它颜色的纤维，则可采用纺纱位置的所需电功率的针对几乎相同的成组批次数据所获的值，但或者可进行尤其借助大量数据库录入项的内插得到改变的参数。但如果当前的批次数据不同于所有存储在数据库中的批次数据，则自动启动试加速运行或依次加速运行且同时测知所需电功率。此外，该数据于是作为用于未来使用的新录入项被录入数据库中。
在该方法的第三实施方式中，就像在先前实施方式中那样确定每个纺纱位置的所需电功率以及依据批次数据来确定有多少个纺纱位置能同时加速运行以及创建相应的优化的工作数据。工作数据于是被用来可以使所有四个纺纱位置同时加速运行。但在此，纺纱位置的当前所耗电功率被连续回传给纺纱机的执行该方法的信息提供装置，在这里将当前所耗电功率与在先创建的预测相比较以及评估一致性且也存储在数据库中以改善未来预测。
此外，当前所耗的电功率被监测是否低于距纺纱位置电源部分的最大额定功率的安全距离。如果是这种情况，则确定并采用立刻修正的优化的工作数据，这在大多数情况下将会导致至少其中一个纺纱位置的高速纺纱延迟、减缓或甚至中断，以避免纺纱位置电源部分过载。
Claims (12)
1.一种纺织机的功率控制方法，所述纺织机具有多个同时工作的工位以及用于多个所述工位的共同功率供应的至少一个电源部分，所述功率控制方法具有以下步骤：
-确定每个所述工位的所需电功率，
-基于所确定的所需电功率以及所述电源部分的最大功率确定能同时执行的工作过程，以及
-创建共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据，以尽量最佳充分利用所述电源部分的所述最大功率，
-其中，所述所需电功率的确定和/或所述优化的工作数据的创建在考虑当前的批次数据下进行。
2.根据权利要求1所述的功率控制方法，其特征是，所考虑的当前批次数据包含被用于制造织物的材料的类型、组成和/或尺寸、驱动马达和/或纺纱转杯的转速和/或工位启动时的驱动马达的加速度。
3.根据权利要求1或2所述的功率控制方法，其特征是，一个工位的所述所需电功率的确定通过所述工位以当前批次参数的试启动和/或试工作进行。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，一个工位的所述所需电功率的确定通过各自工位以当前批次数据的加速运行和/或常规工作的监测进行。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，所述所需电功率的所确定的数据与各自批次数据逻辑关联地被存储在数据库中，以便能由此创建优化的工作数据。
6.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，基于各自批次数据和/或各自机器设定值以及所述所需电功率的存储于数据库中的数据来创建用于各自所计划的工作过程的功率预测，并且在创建优化的工作数据的范围内检查该共用的电源部分是否能提供足够高的功率以同时允许进一步的工作过程。
7.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，每个工位的所需电功率的确定基于存储于数据库中的用于类似批次数据的数据进行。
8.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，所述功率控制方法包括优化功率控制，通过获得在所述纺织机以优化的工作数据进行工作期间内的所述电源部分的当前电功率，并且通过随后与所确定的所需电功率和/或功率预测结果相比较以及在数据库中存储修正数据和/或创建时的其它优化的工作数据的修正来优化功率控制。
9.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，在所述纺织机以所创建的优化的工作数据工作期间调用所述电源部分的还可用的功率并且随后在进一步优化所述工作参数时予以考虑，其中，要检查另一个工位是否应加速运行和/或是否能工作。
10.根据前述权利要求中至少一项所述的功率控制方法，其特征是，在所述纺织机以所创建的优化的工作数据进行工作期间连续监测当前的耗用功率，并且在超出所述功率预测的值时和/或在超出所定下的最大功率时完成优化的工作数据的调整和/或使一个工位减速或停工。
11.一种用于纺织机的功率控制单元，所述纺织机具有多个同时工作的工位以及用于多个工位的共同功率供应的至少一个电源部分，其中，所述功率控制单元被构造成：
-确定每个所述工位的所需电功率，
-基于所确定的所需电功率以及所述电源部分的最大功率确定能同时执行的工作过程，以及
-创建共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据，以尽量最佳地利用所述电源部分的所述最大功率，
-其中，所述所需电功率的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前批次数据下进行。
12.一种纺纱机，所述纺纱机具有尤其根据权利要求11所述的功率控制单元、分别具有纺纱转杯的多个同时工作的工位以及用于多个工位的共同功率供应的至少一个电源部分，其中，所述功率控制单元如此设计，即，所述功率控制单元确定每个所述工位的所需电功率、基于所确定的所需电功率以及电源部分的最大功率来确定要同时加速运行和/或工作的纺纱转杯并且创建共同借助一个电源部分被供电的多个工位的优化的工作数据，以尽量最佳地利用所述电源部分的最大功率，其中，所需电功率的确定和/或优化的工作数据的创建在考虑当前批次数据下进行。
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