DE102004052669A1

DE102004052669A1 - Verfahren zur Überwachung einer Spinnanlage zur Herstellung synthetischer Fäden

Info

Publication number: DE102004052669A1
Application number: DE102004052669A
Authority: DE
Inventors: Tobias Binner; Hermann Westrich; Stefan Niebergall; Heiner Kudrus; Jörg LUDWIG
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2003-11-13
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2005-06-30
Also published as: CN1616723A

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Spinnanlage zur Herstellung synthetischer Fäden. Hierbei werden in mehreren Spinnstellen jeweils mehrere Fäden gesponnen und aufgewickelt, wobei in jeder der Spinnstelle jeweils eine von mehreren Aufspulmaschinen zum Aufwickeln der Fäden vorgesehen ist. Dabei wird zumindest ein Zustandsparameter der Fäden einer der Spinnstellen fortlaufend erfasst und überwacht. Um anhand der Zustandsparameter eine Überwachung der gesamten Spinnanlage durchführen zu können, werden die Zustandsparameter mit einer Orts- und Zeitangabe gespeichert. Die gespeicherten Zustandsparameter werden pro Spinnstelle und pro Zeiteinheit zu einem Ist-Zustandswert umgewandelt und jeder Spinnstelle als Maß der Produktivität zugeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung einer Spinnanlage zur Herstellung synthetischer Fäden gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Bei der Herstellung von synthetischen schmelzgesponnenen Fäden werden Spinnanlagen eingesetzt, die eine Mehrzahl von im wesentlichen identisch aufgebauten Spinnstellen aufweisen, wobei in jeder Spinnstelle acht, zehn, zwölf oder noch mehr Fäden parallel gesponnen, behandelt und zu Spulen aufgewickelt werden. Hierzu ist jeder Spinnstelle eine Aufspulmaschine zugeordnet, die alle Fäden der Spinnstelle gleichzeitig zu Spulen aufwickelt. Die in den Spinnstellen zum Spinnen, Behandeln und Aufwickeln der Fäden vorgesehenen Prozessaggregate lassen sich dabei üblicherweise unabhängig von den Prozessaggregaten benachbarter Spinnstelle steuern und regeln. Jede der Spinnstellen unterliegt somit einer Vielzahl von Einflussgrößen, die die Herstellung und die Qualität bestimmen. Durch die Mehrzahl der innerhalb einer Spinnanlage gleichzeitig eingesetzten Spinnstellen ergeben sich für die gesamte Spinnanlage eine komplexe Matrix von Einflussgrößen, die die Herstellung der Fäden bestimmen.

Um möglichst innerhalb einer Spinnstelle Fäden mit gleicher Qualität herzustellen, ist aus der EP 0 644 282 A1 ein Verfahren zur Qualitätssteuerung bekannt, bei welchem die Herstellung der Fäden in Abhängigkeit von einer Referenzstelle erfolgt. Damit lässt sich eine gewisse Vergleichmäßigung der Fadenqualität in den Spinnstellen erreichen. Hierbei bleibt jedoch unberücksichtigt, mit welchem Steuerungsaufwand die Fadenqualität erzeugt wird. So wird die Wirtschaftlichkeit einer Spinnanlage im wesentlichen Maße durch die Maschinenqualität der einzelnen Prozessaggregate bestimmt.

Aus der WO 94/25869 ist des weiteren ein Verfahren zur Prozessüberwachung bekannt, bei welchem mehrere Prozessparameter gemessen werden und jeweils in einem Ist-/Sollvergleich ausgewertet werden. Bei gleichzeitiger Abweichung der Messwerte von den Sollwerten wird ein Qualitätssignal erzeugt, das die Abweichung von einem normalen Prozessverlauf charakterisiert. Hierzu ist es erforderlich, dass zu jedem Prozessparameter eine Sollwertvorgabe vorliegt, um eine nicht normgerechte Herstellung anzuzeigen.

Aus der EP 0 580 071 B1 ist ein weiteres Verfahren bekannt, bei welcher ein Zustandsparameter der gewickelten Spule erfasst wird, um bei unzulässiger Abweichung ein Qualitätssignal zu erzeugen.

Alle zuvor genannten Verfahren aus dem Stand der Technik basieren bei ihrer Überwachung des Prozesses auf Kennwerte, die aus einem Faden einer Spinnstelle resultieren und somit zu Überwachung einer gesamten Spinnanlagen mit einer Mehrzahl von Spinnstellen nur bedingt geeignet sind.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Überwachung einer Spinnanlage zur Herstellung synthetischer Fäden der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher mit möglichst geringem Meß- und Auswertungsaufwand die Effizienz aller Spinnstellen kontrollierbar ist.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, durch die Überwachung einer Analyse der Maschinenqualität der Spinnstellen zu erhalten, um mögliche Schwachstellen innerhalb der Spinnanlage aufzudecken.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zustandsparameter jeweils mit einer Orts- und Zeitangabe gespeichert werden, dass die pro Zeiteinheit gespeicherten Zustandsparameter in einem Ist-Zustandswert pro Spinnstelle umgewandelt werden und dass der Ist-Zustandswert als ein Maß für die Produktivität der Spinnstelle dargestellt werden.

Die Erfindung besitzt den besonderen Vorteil, dass zur Überwachung der Spinnanlage ausschließlich momentane Ist-Zustände des herzustellenden Produktes zur Überwachung ausgewertet werden. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass bei einer Mehrzahl von Spinnstellen, in welcher jeweils mehrere Fäden gleichzeitig hergestellt werden, jede der Spinnstelle einen optimalen Betriebszustand aufweisen sollte, um eine möglichst hohe Effizienz der Spinnanlage zu erreichen. Durch die Zuordnung eines Ist-Zustandswertes zu jeder der Spinnstellen lässt sich aus einem unmittelbaren Vergleich der Ist-Zustandswerte die momentanen Betriebszustände der Spinnstellen ablesen. Es ergeben sich somit Informationen darüber, an welcher Spinnstelle unverhältnismäßig hohe Normabweichungen bei der Herstellung der Fäden auftreten. Somit lassen sich gezielt Maßnahmen einleiten, um möglichst jede der Spinnstellen innerhalb der Spinnanlage zu optimieren.

Zur Aufnahme der hergestellten Fäden werden am Ende der Spinnstelle die Fäden jeweils zu Spulen aufgewickelt, die als Vorlage für einen Weiterbearbeitungsprozess dienen. Insoweit sind besonders hohe Anforderungen an die Herstellung der Spulen gestellt, wobei nach Möglichkeit eine ununterbrochene Aufwicklung des Fadens garantiert sein muss. Daher ist die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 2 vorteilhaft, um Schwachstellen im Bereich der Aufspulmaschinen aufzudecken.

Da aufgrund von regelmäßigen Wartungsarbeiten ein Austausch der Aufspulmaschinen in derartigen Spinnanlagen üblich ist, wird durch die besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung gemäß den Ansprüchen 3 und 4 eine kontinuierliche Überwachung der eingesetzten Aufspulmaschinen unabhängig von ihrem Einsatzort und somit unabhängig von der Spinnstelle möglich. So lässt sich beispielsweise durch Abgleich der Ist-Zustandswerte einer Spinnstelle, bei welcher die Aufspulmaschine zumindest einmal oder mehrmals ausgewechselt wurde, mit den Ist-Zustandswerten der Aufspulmaschine erkennen, ob eine im Verhältnis zur benachbarten Spinnstellen angezeigte schlechter Ist-Zustandswert durch eine der Aufspulmaschinen oder durch die in der Spinnstelle der Aufspulmaschine vorgeordneten Prozessaggregate bedingt ist. Eine derartige Analyse lässt somit sofort erkennen, in welchem Bereich der Spinnstelle Maßnahmen zur Steigerung der Produktivität getroffen werden müssen.

Als Zustandsparameter, der fortlaufend erfasst und überwacht wird, eignen sich insbesondere das Auftreten eines Fadenbruches an einem der Fäden innerhalb der Spinnstelle. So kann der Ist-Zustandwert durch Summieren der festgestellten Fadenbrüche innerhalb der Spinnstelle auf einfache Art und Weise ermittelt werden. Da ein jeder Fadenbruch innerhalb der Spinnstelle zu einer Prozessunterbrechung der Spinnstelle führt, ist somit auch ein direkter Zusammenhang zu der Produktivität der Spinnstelle gewährleistet.

Als Zustandsparameter könnten jedoch auch andere mit den Produkt einhergehende Größen, wie beispielsweise das Gewicht der Spulen oder der Durchmesser der Spulen, erfasst und zu einem Ist-Zustandswert geführt werden. Als Ist-Zustandswert ließe sich beispielsweise ein mittleres Gewicht der in der Spinnstelle gewickelten Spule oder ein mittlerer Durchmesser der gewickelten Spulen pro Spinnstelle ermitteln, die im Vergleich zu benachbarten Spinnstellen unmittelbar Schwachstellen in der Spinnanlage erkennen lassen.

Um möglichst schnelle und gezielte Maßnahmen aus der Überwachung der Spinnanlage ableiten zu können, ist es besonders vorteilhaft, wenn mehrere Zustandsparameter und/oder Prozessparameter erfasst und mit jeweils einer Zeit- und Ortsangabe gespeichert werden. Die Zustandsparameter und die Prozesspa rameter lassen sich dann separat oder gemeinsam zur Bestimmung der Produktivität der Spinnstelle auswerten.

Insbesondere die Kombination zwischen Zustandsparameter und Prozessparameter lässt einen unmittelbaren Zusammenhang zwischen der Produktivität und den Prozessaggregaten innerhalb der Spinnstelle erkennen. Durch entsprechende Analysealgorithmen kann das Auftreten des Fadenbruchs im Hinblick auf die erfassten Zustandsparameter und die Prozessparameter derart verknüpft werden, so dass gezielte Schwachstellen der Spinnstelle unmittelbar erkannt werden. So können beispielsweise die durch mangelhaften Spulwechsel verursachten Fadenbrüche identifiziert werden. Ebenso können damit manuelle Eingriffe und das Auftreten der Fadenbrüche innerhalb einer Spinnstelle voneinander unterschieden werden. Zusätzlich lässt sich aus den erfassten Zustandsparametern und/oder Prozessparametern pro Spinnstelle und Zeiteinheit eine Überwachung der Faden- und/oder Spulenqualität vornehmen. Hierbei können alle bekannten qualitätsbestimmenden Maßnahmen Anwendung finden.

Ein weiterer Vorteil ist dadurch gegeben, dass neben der Produktqualität die Maschinenqualität der einzelnen Prozessaggregate innerhalb der Spinnstelle überwachbar ist. Hierbei können spezielle einem Prozessaggregat zugeordneten Prozessparameter dazu genutzt werden, um in Verbindung mit den Zustandsparametern des Fadens eine optimale Einstellung jedes Prozessaggregates zu erhalten.

Um längerfristig auswirkende Veränderungen der Spinnstelle bei der Herstellung der Fäden festzustellen, lässt sich die Zeiteinheit durch Vorgabe einer Laufzeit bestimmen. Hierbei kann die Laufzeit in Stunden, Tagen oder Monaten vorgegeben werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, die eine Überwachungseinrichtung zur Überwachung der Produktivität aller Spinnstellen enthält, wobei die Überwachungseinrichtung mit der Steuereinrichtung zum Zwe cke eines Datentransfers verbunden ist, und wobei die Übertragungseinrichtung ein Speichermittel zur Datenspeicherung und ein Rechenmittel zur Bestimmung jeweils eines Ist-Zustandswertes als Maß für die Produktivität pro Spinnstelle aufweist. Damit läßt sich vorteilhaft neben einer zentralen Steuereinrichtung eine zentrale Überwachung der Spinnanlage vornehmen. Die Überwachungseinrichtung könnte hierbei unmittelbar in der Steuereinrichtung integriert sein.

Bevorzugt wird die Überwachungseinrichtung jedoch durch eine Fernmeldenetz, eine drahtlose Verbindung oder ein Netzwerk mit der Steuereinrichtung verbunden. Bei der Verwendung eines Fernmeldenetzes können die Überwachungseinrichtungen und die Spinnanlagen an völlig unterschiedlichen Orten installiert sein. Ebenso ist die drahtlose Verbindung dazu geeignet, eine Fernübertragung der Daten vornehmen zu können. Für Lösungen innerhalb eines Gebäudes eignet sich besonders die Anbindung der Überwachungseinrichtung über ein Netzwerk.

Zur Darstellung und Anzeige der Daten und der Datengraphen besitzt die Überwachungseinrichtung vorzugsweise ein Visualisierungsmittel. Somit lassen sich alle Daten in einer für einen Operator einfache und übersichtliche Darstellungsform aufbereiten.

Innerhalb der Überwachungseinrichtung liegen dem System mehrere wählbare Analysealgorithmen vor, die durch gezielte Wahl eine bestimmte Auswertung der Daten zum Zwecke der Überwachung der Fadenqualität, Produktualität und/oder Maschinenqualität ermöglicht.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Spinnanlage unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
Es stellen dar:
1 schematisch eine Spinnanlage mit mehreren Spinnstellen zur Herstellung synthetischer Fäden
2 schematisch die Spinnanlage aus 1 mit ausgetauschten Aufspulmaschinen
3 schematisch eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Spinnanlage
4 schematisch eine Darstellungsmöglichkeit der Ist-Zustandswerte pro Spinnstelle
5 schematisch eine weitere Darstellungsmöglichkeit der Ist Zustandswerte pro Spinnstelle
In 1 ist schematisch eine Spinnanlage mit der erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung dargestellt. Hierbei zeigt 1.1 einen Ausschnitt der gesamten Spinnanlage und 1.2 den Aufbau einer Spinnstelle der Spinnanlage. Die Spinnanlage weist mehrere Spinnstellen auf, die durch die Großbuchstaben S_I bis S_IV gekennzeichnet sind. Die Anzahl der Spinnstellen S ist beispielhaft.
Jeder der Spinnstellen S_I bis S_IV ist identisch aufgebaut, so dass nur eine der Spinnstellen nachfolgend erläutert wird. Hierzu ist in 1.2 die Spinnstelle S_I einzeln dargestellt. Die Spinnstelle weist mehrere Prozessaggregate in einer Spinnlinie zur Herstellung mehrerer synthetischer Fäden 16 auf. Hierbei werden die Fäden 16 in einer zur Zeichnungsebene verlaufenden senkrechten Fadenlaufebene parallel nebeneinander gesponnen und aufgewickelt. So lassen sich in der Spinnstelle sechs, acht, zehn, zwölf oder noch mehr Fäden gleichzeitig herstellen. Ein erstes Prozessaggregat 3.1 wird durch eine Spinnpumpe 6 und dem Pumpenantrieb 5 gebildet. Der Spinnpumpe 6 wird mittels einer Schmelzeleitung 4 eine hochpolymere Kunststoffschmelze zugeführt. Das Prozessaggregat 3.1 erzeugt einen für das Extrudieren von Filamenten erforderlichen Schmelzedruck. Das Prozessaggregat 3.1 ist mit einer Aggregatesteuereinheit 2.1 gekoppelt. Unterhalb der Spinnpumpe 6 ist ein Spinnbalken 9 angeordnet, der über eine Verteilerleitung 7 mit der Spinnpumpe 6 verbunden ist. Auf der Unterseite des Spinnbalkens 9 sind mehrere Spinndüsen 10 senkrecht zur Zeichnungsebene nebeneinander angeordnet, die jeweils eine Vielzahl von Düsenbohrungen aufweisen, aus denen die einzelnen Filamente extrudiert werden und als Filamentbündel 11 an der Unterseite dieser Spinndüsen 10 austreten. Die Filamentbündel 11 werden von einer Verstreckeinrichtung 17 von den Spinndüsen 10 abgezogen. Die Verstreckeinrichtung 17 weist zwei Prozessaggregate 3.2 und 3.3 auf, die durch jeweils eine Galetteneinheit 19 und einem Galettenmotor 21 gebildet sind. Den Prozessaggregaten 3.2 und 3.3 sind jeweils eine Aggregatesteuereinheit 1.2 und 2.3 zugeordnet.
Zwischen der Verstreckeinrichtung 17 und der Spinndüse 10 durchläuft das Filamentbündel 11 eine Kühleinrichtung 12. Die Kühleinrichtung 12 ist hierbei als Blasschacht ausgebildet, bei welcher ein durch ein Prozessaggregat 3.4 erzeugter Luftstrom auf das Filamentbündel 11 gerichtet wird. Das Prozessaggregat 3.4 ist ein Gebläse 13 mit dem dazu gehörigen Antrieb 14. Das Prozessaggregat 3.4 wird über die Aggregatesteuereinheit 2.4 angesteuert. Auf der Austrittsseite der Kühleinrichtung 12 wird die parallel nebeneinander geführten Filamentbündel 11 mittels einer Präparationseinrichtung 15 zu jeweils einem Faden 16 zusammengeführt. Die Fäden 16 werden in der nachfolgenden Verstreckeinrichtung 17 verstreckt und zu einer Aufspulmaschine 18 geführt.
Zwischen der Verstreckeinrichtung 17 und der Kühleinrichtung 12 ist die Präparationseinrichtung 15 sowie eine Fadensammeleinrichtung 3G angeordnet. Die Präparationseinrichtung 15, die als eine Walzenpräparation ausgebildet ist, wird über die Aggregatesteuereinheit 2.6 gesteuert. Die Fadensammeleinrichtung 36 weist ein angetriebenes Führungsmittel, eine Schneideinrichtung und eine Absaugeinrichtung auf, um bei einem Fadenbruch die Fadenschar einzusammeln und kontinuierlich abzuführen. Eine derartige Fadensammeleinrichtung ist beispielsweise aus der EP 1 049 823 B1 bekannt, so dass an dieser Stelle auf die Druckschrift Bezug genommen werden kann. Die Fadensammeleinrichtung 36 ist über die Aggregatesteuereinheit 2.7 gesteuert.
Zwischen der Verstreckeinrichtung 17 und der Aufspulmaschine 18 ist eine Zustandssensoreinrichtung 22 angeordnet, durch welche an jedem Faden 16 ein Zustandsparameter erfassbar ist. Die Zustandssensoreinrichtung 22 ist über eine Signalleitung unmittelbar mit einer Stellensteuereinheit 1 gekoppelt. In diesem Ausführungsbeispiel könnte die Zustandssensoreinrichtung 22 eine Fadenbruchüberwachung enthalten. Hierbei wird das Auftreten eines Fadenbruches an einem der Fäden innerhalb der Spinnstelle erfasst und der Stellensteuereinheit signalisiert.
Die Aufspulmaschine 18 stellt ebenfalls ein Prozessaggregat 3.5 dar, welches über eine angetriebene Spulspindel 24 und einen Spindelmotor 21 verfügt. Der Spindelmotor 21 wird über die Aggregatesteuereinheit 2.5 angesteuert. Auf der Spulspindel 24 werden die parallel nebeneinander verlaufenden Fäden 16 gleichzeitig zu Spulen 23 aufgewickelt. Dabei liegt eine Andrückwalze 25 am Umfang der Spulen 23 an.
Bei der in 1.2 gezeigten Spinnstelle ist nur ein Fadenlauf zu erkennen, da die übrigen Fäden in einer senkrechten Fadenlaufebene hintereinander liegend verlaufen.
Unabhängig von der Anzahl der Fäden wird in der Spinnstelle jeder Prozessschritt durch die in der 1.2 dargestellten Prozessaggregate ausgeführt. Die Prozeßaggregate werden dabei jeweils durch die Aggregatesteuereinheit 2.1 bis 2.7 angesteuert. Die Aggregatesteuereinheiten 2.1 bis 2.7 sind über ein Datennetz 8 mit einer Stellensteuereinrichtung 1 verknüpft. Das Datennetz 8 ermöglicht dabei einen Datenaustausch zwischen der Stellensteuereinheit 1 und den Aggregatesteuereinheiten 2.1 bis 2.7. Das Datennetz 8 ist vorzugsweise als ein Bus-System ausgebildet.
Innerhalb der Spinnanlage sind mehrere Spinnstellen parallel nebeneinander angeordnet. Wie in 1.1 dargestellt ist, werden alle Spinnstellen über ein Verteilersystem 37 gleichmäßig mit einer thermoplastischen Schmelze versorgt. Hierbei sind die Spinnstellen durch die Schmelzeleitungen 4.1, 4.2, 4.3 und 4.4 jeweils einem Verteilersystem 37 angeschlossen. Das thermoplastische Material wird hierbei durch eine Fülleinrichtung an dem Extruder 28 aufgegeben. Der Extruder 28 ist durch einen Extruderantrieb 29 angetrieben. Der Extruderantrieb 29 wird durch eine Extrudersteuerung 30 gesteuert. In dem Extruder 28 wird das thermoplastische Material aufgeschmolzen. Die Extrudersteuerung 30 ist mit einer zentralen Steuereinrichtung 27 gekoppelt. An der zentralen Steuereinrichtung 27 sind die Stellensteuereinheiten 1.1 bis 1.4 der einzelnen Spinnstellen S_I bis S_IV durch ein Datennetz 26 angebunden. Jede der Stellensteuereinheiten 1.1 bis 1.4 stehen im Datenaustausch zu der zentralen Steuereinrichtung 27. Die zentrale Steuereinrichtung 27 übernimmt hierbei die Steuerung der gesamten Spinnanlage, wobei die Förderleistung des Extruders den entsprechend angeschlossenen Spinnstellen angepasst werden kann.
Zur Überwachung der gesamten Spinnanlage ist eine Überwachungseinrichtung 31 vorgesehen. Die Überwachungseinrichtung 31 weist zur Aufnahme von Daten ein Speichermittel 32 auf. Das Speichermittel 32 ist mit einem Rechnermittel 33 verknüpft, durch welche eine Auswertung und Aufbereitung der gespeicherten Daten erfolgt. Über ein Visualisierungsmittel 34 werden die durch das Rechnermittel 33 erzeugten Daten und Datengraphen einem Operator angezeigt. Hierbei lässt sich zu jeder der Spinnstelle S_I bis S_IV jeweils ein Ist-Zustandswert als Maß für die Produktivität anzeigen. Die Überwachungseinrichtung 31 ist zum Datentransfer durch eine Datenverbindung 35 mit der zentralen Steuereinrichtung 27 verbunden.
In 1.1 ist die die Spinnanlage im Betriebszustand gezeigt. Hierbei wird in jedem der Spinnstellen S_I bis S_IV gleichzeitig mehrere synthetische Fäden aus einem thermoplastischen Material hergestellt. Der Aufbau, die Anordnung und die Wahl der Prozessaggregate in den Spinnstellen S_I bis S_IV ist beispielhaft und kann durch jede beliebige Anordnung ausgetauscht werden. Die Anordnung in der Spinnstelle bestimmt sich im wesentlichen nach der Art des hergestellten synthetischen Fadens, ob dieser als vororientierter Faden (POY), als voll verstreckter Faden (FDY), als hochorientierter Faden (HOY) oder als gekräuselter Faden (BCF) hergestellt werden soll. Jede der Spinnstellen S_I bis S_IV weist jedoch unabhängig von der Art des Fadens eine Aufspulmaschine zum Aufwickeln der Fäden zu Spulen auf. In der 1.1 sind die Aufspulmaschinen zusätzlich durch die Großbuchstaben W_I bis W_IV gekennzeichnet.
Zur Überwachung der Spinnanlage wird in jeder der Spinnstellen S_I bis S_IV ein Zustandsparameter durch die Zustandssensoreinrichtungen 22 erfaßt und der jeweiligen Stellensteuereinheit 1 zugeführt. Die laufend ermittelten Zustandswerte aller Spinnstellen werden von den Stellensteuereinheiten 1.1 bis 1.4 zu der zentralen Steuereinrichtung 27 weitergeführt. Über die Datenverbindung 35 gelangen die laufend erfassten Zustandsparameter zur Überwachungseinrichtung 31 und werden dort in dem Speichermittel 32 hinterlegt. Hierbei ist jedem Zustandsparameter eine Ort- und Zeitangabe zugeordnet. Bei dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird als Zustandsparameter das Auftreten eines Fadenbruches an einem der Fäden innerhalb einer der Spinnstellen erfasst. Somit wird jeder in einer der Spinnstellen S_I bis S_IV aufgetretene Fadenbruch an einem der Fäden signalisiert und in dem Speichermittel 32 der Überwachungseinrichtung 31 hinterlegt.
Zur Überwachung der Spinnanlage ist der Überwachungseinrichtung 31 eine Zeiteinheit hinterlegt oder als eine Laufzeit unmittelbar vorgegeben. Somit lassen sich die innerhalb der Zeiteinheit bzw. innerhalb der Laufzeit erfassten Zustandsparameter durch das Rechnermittel 33 zu jeder Spinnstelle S_I bis S_IV ein Ist-Zustandswert ermitteln. Für den Fall, dass der Zustandsparameter durch das Auftreten der Fadenbrüche darstellt, kann der Ist-Zustandswert in einfachster Ausführung die Summe aller innerhalb der Zeiteinheit aufgetretenen Fadenbrüche in der Spinnstelle darstellen.
Die Ist-Zustandswerte der Spinnstellen S_I bis S_IV werden nach der Ermittlung durch das Visualisierungsmittel 34 angezeigt. Die Anzeige kann hierbei als Datentabelle oder als Datengraphen aufgezeigt werden. Aus dem unmittelbaren Vergleich aller Ist-Zustandswerte der Spinnstellen S_I bis S_IV erkennt der Operator sehr schnell, welche der Spinnstellen eine geringe Produktivität aufweist und an welcher Spinnstelle Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz getroffen werden müssen. Damit lässt sich selbst bei großen Spinnanlagen mit einer Vielzahl von Spinnstellen eine auf die Gesamtproduktivität der Spinnanlage gezielte Überwachung auf einfache Art und Weise durchführen.
Bei großen Spinnanlagen ist es üblich, dass die Aufspulmaschinen innerhalb der Spinnstellen zu regelmäßigen Wartungsarbeiten ausgetauscht werden. Dabei bleibt eine Zuordnung wie in 1.1 dargestellt ist, nicht erhalten. In 2 ist die Spinnanlage zu einem späteren Zeitpunkt dargestellt. Die Spinnanlage ist identisch mit der Spinnanlage in 1.1. Nur die Zuordnung der einzelnen Aufspulmaschinen zu den Spinnstellen hat sich aufgrund von Austauschvorgängen der Aufspulmaschinen geändert. So werden die Fäden in der Spinnstelle S_I durch die Aufspulmaschine W_III aufgewickelt. Die Aufspulmaschine W_IV ist in die Spinnstelle S_III gewandert. Die Fäden in der Spinnstelle W_IV werden durch die Aufspulmaschine W_I aufgewickelt. Jede der Aufspulmaschinen W_I bis W_IV ist ein Adressencode zugeordnet, welcher über die Aggregatesteuerung 2.5 ausgelesen und der jeweiligen Stellensteuereinheit 1 aufgegeben wird. Damit sind die Einsatzorte der Aufspulmaschine in den jeweiligen Spinnstellen bekannt. Eine derartige Ausbildung der Aufspulmaschinen ist aus der DE 100 39 093 A1 bekannt, so dass an dieser Stelle auf die zitierte Druckschrift Bezug genommen wird.
Für den Fall, dass die bei der Überwachung der Spinnanlage vorgegebene Laufzeit derart bemessen ist, dass bereits ein oder mehrere Wechsel der Aufspulmaschine in den Spinnstellen erfolgt ist, können die Ist-Zustandswerte sowohl den Spinnstellen S_I bis S_IV als auch den Aufspulmaschinen W_I bis W_IV zugeordnet werden. In 4 ist eine Darstellungsform der Ist-Zustandswerte angegeben. Hierbei zeigt 4.1 einen Datengraphen in Bezug auf die Spinnstellen S_I bis S_IV und 4.2 einen Datengraphen bezogen auf die Aufspulmaschinen W_I bis W_IV. Als Zustandsparameter wurden das Auftreten von Fadenbrüchen wie in 1 und 2 dargestellt, erfasst. Der Ist-Zustandswert stellt somit die Summe der aufgetretenen Fadenbrüche bezogen auf die vorgegebene Laufzeit dar.
Aus 4.1 ist zu erkennen, dass die Spinnstelle S_IV den größten Ist-Zustandswert aufweist und somit im Vergleich zu den übrigen Spinnstellen die geringste Produktivität zeigt. Somit wären zunächst zur Steigerung der gesamten Produktivität insbesondere Verbesserungsmaßnahmen in der Spinnstelle S_IV vorzunehmen.
In 4.2 sind die Ist-Zustandswerte den Aufspulmaschinen W_I bis W_II zugeordnet. Hierbei ist berücksichtigt, dass während der Laufzeit die Aufspulmaschinen W_I bis W_II an unterschiedlichen Spinnstellen eingesetzt waren. Bei der in 1.1 und 2 dargestellten Aufteilung der Aufspulmaschinen ist zu erkennen, dass die Aufspulmaschine W_I innerhalb der Laufzeit sowohl in der Spinnstelle S_I als auch in der Spinnstelle S_IV eingesetzt war. Die Aufspulmaschine W_II blieb während der gesamten Laufzeit in der Spinnstelle S_II. Die Aufspulmaschine W_III war in der Spinnstelle S_III und in der Spinnstelle S_I eingesetzt. Die Aufspulmaschine W_IV war in der Spinnstelle S_IV und S_III plaziert. Im Vergleich stellt somit die Aufspulmaschine W_III den höchsten Ist-Zustandswert und damit die geringste Produktivität dar.
Um möglichst gezielte Maßnahmen zur Erhöhung der Produktivität einzuleiten, lässt sich durch Abgleich der Datengraphen von 4.1 und 4.2 ableiten, dass die geringe Produktivität der Spinnstelle S_IV nicht auf die Aufspulmaschine zurückzuführen ist. Insoweit müsste zur Verbesserung der Produktivität die Maschinenqualität der vorgeordneten Prozessaggregate in der Spinnstelle S_IV kontrolliert wer den. Diese Analyse ergibt sich daraus, dass die in der Spinnstelle S_IV eingesetzten Aufspulmaschinen W_IV und W_I keine überhöhten Ist-Zustandswerte aufzeigen.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist somit besonders geeignet, um bei adressierten Aufspulmaschinen eine Zuordnung der Zustandsparameter zu der Spinnstelle oder der Aufspulmaschine vorzunehmen.
In 5 ist eine weitere Darstellungsmöglichkeit der Ist-Zustandswerte dargestellt. Hierbei stellen die Spinnstellenpositionen S_I bis S_IV und die innerhalb der Spinnstellen erzeugten Fäden eins bis acht ein Gitternetz dar. In den Gitternetzknoten sind die jeweiligen den Fäden zugeordneten Ist-Zustandswerte in Form einer Blase eingetragen. Die Größe der Blase kennzeichnet die Größe des Ist-Zustandwertes beispielsweise die Anzahl der Fadenbrüche. So lässt sich im Bezug zu den Spinnstelle S_I bis S_IV feststellen, dass die Position vier der Spinnstelle S_I übermäßig viele Fadenbrüche aufzeigte. Bei der Spinnstelle S_IV sind die Positionen acht und drei maßgeblich für die schlechte Produktivität. Diese Darstellungsform der Ist-Zustandswerte ermöglicht somit eine weitergehende Analyse, um in den Spinnstellen unmittelbar die Positionen zu identifizieren, in welchen Probleme auftreten.
In den Ausführungsbeispielen nach 1 und 2 ist die Anbindung der Überwachungseinrichtung 31 und der zentralen Steuereinrichtung 27 durch eine Datenverbindung 35 dargestellt. Hierbei lässt sich wie in 1 gezeigt die Datenverbindung 35 unmittelbar durch ein Netzwerk herstellen. Es ist jedoch auch möglich, wie in 2 gezeigt, dass die Datenverbindung 35 drahtlos erfolgt. Hierzu ist der Steuereinrichtung 27 ein Sender 38 zugeordnet. Der Sender 38 wirkt mit einem Empfänger 39 zusammen, der mit der Überwachungseinrichtung 31 gekoppelt ist. Somit kann die Überwachungseinrichtung 31 unabhängig von der Spinnstelle platziert sein.
Die Datenverbindung lässt sich jedoch auch über ein Fernmeldenetz herstellen, um beispielsweise Ferndiagnosen ausführen zu können.
In 3 ist eine weitere Möglichkeit der Anbindung der Überwachungseinrichtung 31 dargestellt. 3 zeigt schematisch ein Steuerungsschema einer Spinnanlage, die eine Vielzahl von Spinnstellen aufweist. Jede der Spinnstellen enthält eine Stellensteuereinheit 1. Jede der Stellensteuereinheit 1.1 bis 1.5 ist über ein Datennetz 26 mit der Steuereinrichtung 27 und gleichzeitig mit der Überwachungseinrichtung 31 verbunden Hierbei werden die Daten unmittelbar von den Stellensteuereinheiten 1.1 bis 1.5 der Überwachungseinrichtung 31 zugeführt.
Bei den in den zuvor genannten Ausführungsbeispielen lassen sich weitere Zustandsparameter und Prozessparameter erfassen und der Überwachungseinrichtung zuführen. In dem Speichermittel 32 der Überwachungseinrichtung 31 werden alle Zustandsparameter und Prozessparameter mit einer Zeit- und Ortsangabe gespeichert, so dass sie zu jeder Zeit identifizierbar sind. Durch im Rechnermittel 33 hinterlegte Algorithmen lassen sich bestimmte Analysen durchführen, um beispielsweise die innerhalb einer Spinnstelle festgestellten Fadenbrüche weiteren Prozessparametern oder Zustandsparametern zuzuordnen. So könnte beispielsweise festgestellt werden, ob der Fadenbruch während eines Anspinnen, eines Spulenwechsels oder eines Fadenspannungszuwachses resultiert. Im Bezug auf die Aufspulmaschinen können Zusammenhänge des Zustandsparameters mit der Wickelzeit, dem Wickelverfahren oder Ablagewinkel hergestellt werden. Zudem können Prozessunterbrechungen dahingehend analysiert werden, ob sie überwiegend durch Fadenbrüche oder durch manuelle Eingriffe erfolgen. Grundsätzlich können aus den Analysen der zusätzlichen Zustandsparameter und Prozessparameter Rückschlüsse auf mögliche Ursachen geschlossen werden und somit gezielte Prozessänderungen oder Prozesseingriffe zur Erhöhung der Produktivität gezielt erfolgen.

1: Stellensteuereinheit
2: Aggregatesteuereinheit
3: Prozessaggregat
4: Schmelzeleitung
5: Pumpenantrieb
6: Spinnpumpe
7: Verteilerleitung
8: Datennetz
9: Spinnbalken
10: Spinndüse
11: Filamentbündel
12: Kühleinrichtung
13: Gebläse
14: Antrieb
15: Präparationseinrichtung
16: Faden
17: Vertreckeinrichtung
18: Aufspulmaschine
19: Galetteneinheit
20: Galettenmotor
21: Spindelmotor
22: Zustandssensoreinrichtung
23: Spulen
24: Spulspindel
25: Andrückwalze
26: Datennetz
27: Steuereinrichtung
28: Extruder
29: Extruderantrieb
30: Extrudersteuerung
31: Überwachungseinrichtung
32: Speichermittel
33: Rechnermittel
34: Visualisierungsmittel
35: Datenverbindung
36: Fadensammeleinrichtung
37: Verteilersystem
38: Sender
39: Empfänger

Claims

Verfahren zur Überwachung einer Spinnanlage zur Herstellung synthetischer Fäden, wobei eine Vielzahl von Fäden parallel auf mehrere Spinnstellen verteilt gesponnen und aufgewickelt werden und wobei jede der Spinnstellen jeweils eine von mehreren Aufspulmaschinen zum Aufwickeln der Fäden aufweist, und bei welchem pro Faden einer der Spinnstellen zumindest ein Zustandsparameter fortlaufend erfasst und überwacht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsparameter jeweils mit einer Orts- und Zeitangabe gespeichert werden, dass die pro Zeiteinheit gespeicherten Zustandsparameter in einen Ist-Zustandswert pro Spinnstelle umgewandelt werden und dass die Ist-Zustandswerte als ein Maß für die Produktivität der Spinnstellen dargestellt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Zustandswerte den Aufspulmaschinen zugeordnet werden, welche während der Zeiteinheit die Fäden der Spinnstelle aufwickeln.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufspulmaschinen der Spinnstellen jeweils einen Adressencode enthalten, durch welchen die Aufspulmaschine unabhängig von den Spinnstellen identifizierbar sind.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einer der Aufspulmaschinen zugeordneten Ist-Zustandswerte verschiedener Spinnstellen zusammengefasst und der betreffenden Aufspulmaschine zugeordnet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Zustandsparameter das Auftreten eines Fadenbruchs an den Fäden erfasst wird und dass zur Umwandlung der Zustandsparameter in den Ist-Zustandswert die Zahl der aufgetreten Fadenbrüche aufsummiert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Zustandsparameter und/oder Prozessparameter erfasst werden, dass die Zustandsparameter und/oder Prozessparameter mit jeweils einer Zeit- und Ortsangabe gespeichert werden und dass die Zustandsparameter und die Prozessparameter separat oder gemeinsam zur Bestimmung der Produktivität der Spinnstellen ausgewertet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zustandsparameter und die Prozessparameter mittels eines Analysealgorithmus mit dem Auftreten des Fadenbruchs verknüpft werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Zustandsparameter und/oder Prozessparameter pro Spinnstelle und Zeiteinheit zur Überwachung der Faden- und/oder Spulenqualität ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Zustandsparameter und/oder Prozessparameter pro Spinnstelle und pro Zeiteinheit zur Überwachung der Maschinenqualität ausgewertet werden.
Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zeiteinheit durch Vorgabe einer Laufzeit bestimmt ist, wobei die Laufzeit eine Zeitspanne von Stunden, Tagen oder Monaten umfasst.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei eine Spinnanlage mit mehreren Spinnstellen (1.1 – 1.4), in welchen mehrere Prozessaggregate (3.1 – 3.4) und zumindest eine Aufspulmaschine (18) zur Herstellung mehrerer Fäden (16) angeordnet sind, durch eine Steuereinrichtung (27) steuerbar ist und wobei mehrere Mittel (22) zur Erfassung von Zustandsparametern der Fäden (16) der Steuereinrichtung (27) zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinrichtung (31) zur Überwachung der Produktivität der Spinnstellen (1.1 – 1.4) vorgesehen ist, welche mit der Steuereinrichtung (27) zum Zwecke eines Datentransfers verbunden ist und welche ein Speichermittel (32) zur Datenspeicherung und ein Rechenmittel (33) zur Bestimmung jeweils eines Ist-Zustandswertes als Maß für die Produktivität pro Spinnstelle aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachungseinrichtung (31) durch ein Fernmeldenetz, eine drahtlose Verbindung oder ein Netzwerk mit der Steuereinrichtung (27) verbunden ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (31) ein Visualisierungsmittel (34) zur Anzeige von Daten und/oder Datengraphen aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung (31) mehrere wählbare Analysealgorithmen aufweist, durch welche eine Auswertung der Daten zum Zwecke der Fadenqualität, Produktqualität und/oder Maschinenqualität ausführbar ist.