DE102006040892A1

DE102006040892A1 - Energieverbrauchsoptimierung

Info

Publication number: DE102006040892A1
Application number: DE200610040892
Authority: DE
Inventors: Dietmar Stähle
Original assignee: Saurer GmbH and Co KG
Current assignee: Oerlikon Textile GmbH and Co KG
Priority date: 2006-08-31
Filing date: 2006-08-31
Publication date: 2008-03-13

Abstract

Um den Energieverbrauch von Spinnereimaschinen optimieren zu können, wird vorgeschlagen, den gemessenen Energieverbrauch ins Verhältnis zu setzen zu der Höhe der jeweils erzielten Produktion. Es kann dann jeweils diejenige Drehzahl gewählt werden, die unter den gegebenen Umständen hinsichtlich des Energieverbrauchs optimal ist. So kann bei mangelnder Auslastung die Drehzahl vermindert werden. Zum Erfassen der Energieaufnahme kann an Antrieben wie Motoren 12 mit drehzahlabhängiger Energieaufnahme diese von Energieversorgungseinrichtungen wie Frequenzumrichtern 11 abgenommen und in einem Auswertegerät 14 selbsttätig in Kennlinienfelder 5 umgesetzt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren der Energieaufnahme einer Garn oder Vorprodukt für Garn liefernden Spinnereimaschine mit elektrische Energie aufnehmenden Verbrauchern.
Es kann davon ausgegangen werden, dass der Energieverbrauch einer Spinnereimaschine mit zunehmender Drehzahl steigt und mit abnehmender Drehzahl fällt. Ebenso ist es geläufige Kenntnis, dass die Fadenbruchzahl oder andere Fehler mit zunehmender Drehzahl einer Spinnereimaschine zunehmen und mit abnehmender Drehzahl abnehmen.
In der Spinnereipraxis wird die Drehzahl einer Spinnereimaschine (die Spindeldrehzahl einer Ringspinnmaschine, die Flügeldrehzahl einer Vorspinnmaschine, die Kammspielzahl einer Kämmmaschine usw.) so gewählt, dass ein vorgesehener Bereich der Fadenbruchzahl als das entscheidende Kriterium nicht über- oder unterschritten wird.
Zu hohe Fadenbruchzahl führt zur Mehrbelastung der Bedienperson, zu Fehlern (Ansetzern) im Garn, zu Krüppelkopsen und anderen Fehlern. Zu geringe Fadenbruchzahlen verschenken Produktionskapazität und führen damit zu Gewinneinbußen. Sie erhöhen auch die Lohnkosten der Produktion.
In manchen Fällen begrenzt auch die Läuferdrehzahl an der Ringspinnmaschine oder die Flügel- oder Spulendrehzahl an der Vorspinnmaschine die Drehzahl einer Maschine. Neben dem entscheidenden Kriterium der optimalen Fadenbruchzahl spielt der Energieverbrauch jedoch eine untergeordnete Rolle.
Unter Ausklammerung der Fadenbruchzahl, Vernachlässigens ihrer nachteiligen Einflüsse und zunehmender Lohnkosten kann der Energiebedarf einer Spinnereimaschine dennoch optimiert werden. Die Erfindung hatte sich die Aufgabe gestellt, hierfür eine Lösungsmöglichkeit aufzuzeigen.
Sie sieht vor, dass die bei bestimmter Drehzahl der Spinnereimaschine ermittelte Energieaufnahme in Vergleich gesetzt wird zu der bei dieser Drehzahl erzielten Produktion und dass durch Anpassen der Drehzahl der Spinnereimaschine ein Optimum dieses Kennwertes angestrebt wird.
Eine Spinnereimaschine weist eine Vielzahl kleinerer Verbraucher elektrischer Energie auf, deren Energieaufnahme gering und unabhängig von der Drehzahl der Maschine ist. Als Beispiele seien hier Sensoren, Aktoren, Ventile, Steuerklappen und ähnliches aufgeführt. Für diese Verbraucher genügt es, ihre Energieaufnahme einmalig und pauschal zu erfassen. Dagegen weisen insbesondere Elektromotoren erhebliche und mit der Drehzahl stark ansteigende Energieaufnahme auf. Sie sind in aller Regel mit Energieversorgungssystemen wie etwa Frequenzumrichtern verbunden, die Steuergliedern aufweisen, die Einrichtungen zum Abgriff der abgegebenen Energie enthalten. Die Energieaufnahme dieser Motoren kann daher ohne großen und gesondert vorzusehenden Aufwand erfasst werden.
Die Erfindung schlägt daher weiter vor, die einmalig erfasste Energieaufnahme der kleineren Verbraucher mit der wiederholt für unterschiedliche produzierte Artikel und unterschiedliche Drehzahlverläufe zu erfassen Energieaufnahme von großen Verbrauchern mit drehzahlabhängiger Energieaufnahme zusammenzufassen und in einem Kennlinienfeld darzustellen. Anhand dieses Kennlinienfeldes kann dann die hinsichtlich der aufgenommenen Energie optimale Drehzahl einer Spinnereimaschine ermittelt und von Fall zu Fall eingestellt werden. Es versteht sich, dass daneben weitere, zahlenmäßig nicht erfassbare Parameter wie die gewählte Fadenbruchzahl, die Qualitätsanforderungen an das Produkt, maschinelle Begrenzungen der Drehzahl und weiteres zu berücksichtigen sind.
Zum Durchführen des Verfahrens ist vorgesehen, die Energieversorgungssysteme der in Abhängigkeit von zunehmender Drehzahl zunehmend Energie aufnehmenden großen Verbraucher mit Einrichtungen zum Ausleiten eines Messwertes der von ihnen an die Verbraucher abgegebenen Energie zu versehen. Energieversorgungssysteme wie beispielsweise Frequenzumformer weisen in aller Regel Steuervorrichtungen auf, die diese Messwerte ohnehin vorhalten. Aus diesen Messwerten können dann Tabellen oder Kennlinienfelder erstellt werden. Das Erstellen der Kennlinienfelder kann auch in einer Auswerteeinheit selbsttätig erfolgen.
In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Darin zeigen
1 ein Diagramm, das die Addition der Energieaufnahmen darstellt;
2 ein Beispiel eines Diagramms eines Kennlinienfeldes;
3 das Schema des Erfassen der Energieaufnahmen.
Im Diagramm 1 der 1, das in der Abszisse die Drehzahl einer Spinnereimaschine und in der Ordinate die Energieaufnahme in kW wiedergibt, ist im unteren Teil die im wesentlichen gleich bleibende Energieaufnahme der kleinen Verbraucher wie Sensoren, Aktoren, Ventile, Steuerklappen und ähnliches als lineare Linie 2 angedeutet. Dagegen ist im oberen Bereich die Energieaufnahme dreier Motoren in einer ansteigenden Linie 3 wiedergegeben. Die Addition dieser beiden Linien führt zu einer Summenlinie 4.
Im Diagramm der 2 sind ein Kennlinienfeld 5 aus Summenlinien 4 wiedergegeben, die für unterschiedliche Artikel wie Garnfeinheit, Material, Packungsgröße u.a. erfasst worden sind.
3 zeigt das Schema des Erfassens der Energieaufnahme. Aus einem Netz 6 werden mehrere kleine Verbraucher wie Sensoren 7, Aktoren 8, Ventile 9, Steuerklappen 10 u.a. gespeist. Als Verbraucher können auch kleinere Stellmotoren in Frage kommen. Die Energieaufnahme dieser kleineren Verbraucher ist gering drehzahlunabhängig und kann als gleich bleibend angenommen werden. Aus dem Netz werden auch Frequenzumformer 11 gespeist, die angeschlossene größere, drehzahlmäßig gesteuerte Motoren 12 mit Speisefrequenz versorgen. Die Energieaufnahme dieser Motoren ist groß und verändert sich mit ihrer Drehzahl erheblich.
An den Frequenzumformern 11 werden über Leitungen 13 Messwerte für die an diese Motoren 12 abgegebene Energie abgenommen. Diese Messwerte werden einem Auswertegerät 14 zugeführt, dem auch die gemeinsam und einmalig erfassten Energieverbrauchswerte der kleinen Verbraucher 7, 8, 9, 10 zugeleitet werden. Das Auswertegerät erstellt aus den zugeleiteten Messwerten Kennliniendiagramme 5.
Aus diesem Kennlinienfeld 5 kann abgelesen werden, um wie viel die Energieaufnahme der Spinnereimaschine vermindert werden könnte, wenn ein Absenken der Drehzahl aus spinntechnologischen Gründen zulässig und möglich wäre.

1: Kennliniendiagramm
2: lineare Kennlinie
3: ansteigende Kennlinie
4: Summenkennlinie
5: Kennlinienfeld
6: Netz
7: Sensor
8: Aktor
9: Ventil
10: Steuerklappe
11: Frequenzumformer
12: Motor
13: Messwertleitung
14: Auswertegerät

Claims

Verfahren zum Optimieren der Energieaufnahme einer Garn oder Vorprodukt für Garn liefernden Spinnereimaschine mit elektrische Energie aufnehmenden Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, dass aus den bei diskreten Drehzahlen der Spinnereimaschine ermittelten Energieaufnahmen und den bei diesen Drehzahlen jeweils erzielten Produktionen Kennziffern gebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch Anpassen der Drehzahl jeweils ein Optimum dieser Kennziffer angestrebt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, mit im wesentlichen gleich bleibend Energie aufnehmenden ersten Verbrauchern und mit in Abhängigkeit von zunehmender Drehzahl zunehmend Energie aufnehmenden zweiten Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieaufnahme der ersten Verbraucher einmalig erfasst die Energieaufnahme der zweiten Verbraucher in Abhängigkeit von produziertem Artikel, angewendeter Drehzahl und Verlauf des Spinnvorganges mehrfach erfasst und beide Energieaufnahmen in einem Kennwertfeld zusammen gefasst werden.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben der Fadenbruchzahl, des Qualitätsanspruches an das Produkt, maschineller Begrenzungen und anderer Einflussgrößen der Kennfeldwert über die optimale Drehzahl einer Maschine entscheiden lässt.
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energieversorgungssysteme (11) der in Abhängigkeit von zunehmender Drehzahl zunehmend Energie aufnehmenden zweiten Verbrauchern (12) mit Einrichtungen (13) zum Ausleiten eines Messwertes der abgegebenen Energie versehen sind.
Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (14), in der aus den zugeleiteten Messwerten selbsttätig Kennliniendiagramme (5) für die Energieaufnahme bei unterschiedlichen Artikeln und unterschiedlichen Drehzahlen einer Spinnereimaschine erstellt werden.