DE4130184C2 - Vorrichtung zum Steuern der Drehzahlen von Trommeln und Walzen an Deckelkarden - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Steuern der Drehzahlen von Trommeln und Walzen an Deckelkarden, wobei mehrere Walzen in Abhängig­ keit von vorgegebenen Verzugsgrößen und einer Richtdrehzahl der Maschine mit mehreren stellbaren Motoren angetrieben sind, mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung zur Steuerung und Regelung der Drehzahl für die Speisewalze in Abhängigkeit von der tatsächlichen Dicke des Faserbandes und der Richtdrehzahl der Maschine sowie zur Steuerung der Drehzahl des Abnehmers.

Eine Vorrichtung dieser Art ist durch die DE 32 18 114 A1 bekannt geworden. Bei dieser Vorrichtung ist ein Regler für die Drehzahl der Speisewalze in Abhängigkeit von einem der Banddicke analogen Signal und in Abhängigkeit von einer das Drehzahlniveau der Maschine repräsentierenden Größe dar­ gestellt.

Für die Speicherung der Daten zur Steuerung und Reglung der Maschine wird der Datenspeicher eines Mikrorechners be­ nutzt. Die Programme für die Verarbeitung der Daten zu Steuerbefehlen und die Korrektur der Steuerbefehle in Anhängigkeit von den Informationen der Meßwertgeber sind im Programmspeicher des Mikrorechners gespeichert und werden dort verwaltet.

Zur Berücksichtigung der Einflüsse, die sich aus der Cha­ rakteristik der zu verarbeitenden Fasern, ihrer Verunreini­ gung und aus den aktuellen klimatischen Bedingungen in der Maschinenumgebung ergeben, oder zur Berücksichtigung von Einflüssen, die den Lauf der Maschine in irgendeiner Weise beeinträchtigen, werden im Datenspeicher wahlweise abrufbare Korrekturwerte gespei­ chert , die nach Wahl der Bedienperson als Variable in die Berechnung des Steuerprogramms mit eingegeben werden.

Die Schwierigkeit besteht darin, daß, nach wie vor, die Bedienperson die Einflüsse bezüglich des Fasermaterials, des Klimas und die Einflüsse, die auf die Maschine einwir­ ken, erfassen, bewerten und den gespeicherten Erfahrungs­ werten zuordnen muß. Das ist äußerst kompliziert, erfordert eine große Erfahrung der Bedienperson oder einen hohen Aufwand zum Testen der Erfahrungswerte unter den gegebenen Bedingungen.

Außerdem ist der Programmaufwand zur Steuerung der Maschi­ ne, der erforderliche Speicherplatz, die Fehlerhäufigkeit und die Zahl der erforderlichen Geber doch recht erheblich. Die Steuerung ist unübersichtlich und bedarf einer qualifi­ zierten Bedienung und Wartung.

Das Ziel der Erfindung besteht in einer Vereinfachung des Steuer- und Regelprozesses, in der Verbesserung der Bandqualität, in der Verkürzung und Vereinfachung der Umstellprozesse bei Partiewechsel und in der Reduzierung des konstruktiven Aufwandes an der Maschine.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Zahl der durch die Steuerung zu berücksichtigenden Einflußgrößen zu reduzieren und mit einfachen Mitteln erfaßbare Parameter von Einflußgrößen dort einzusteuern, wo sie mit geringstem Verarbeitungsaufwand die Stellwerte im erforderlichen Maße korrigieren.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 dargestellte Kombination der Merkmale gelöst.

Die Grundphilosophie der Erfindung besteht darin, daß es darauf ankommt, den aus der Messung des Istwertes und mit dem Vergleich des Sollwertes sich ergebenden Stellwert unter Berücksichtigung des notwendigen Grundverzuges, tatsächlich durch die Drehzahlen des Abnehmers und der Speisewalze zu realisieren.

Der Einsatz der beiden Drehzahlregler, die lediglich die tatsächliche Drehzahl mit den vorgegebenen Sollwerten in Übereinstimmung bringen, gleicht mit diesem Regelvorgang alle oben genannten Einflußfaktoren aus, ohne sie im ein­ zelnen zu erfassen und zu verarbeiten.

Die Steuerung der Maschine wird einfach und übersichtlich. Bei Partiewechsel können mit geringstem Aufwand für Test­ läufe die erforderlichen Parameter eingegeben werden.

Während des Laufes der Maschine sind keine Parameter des Steuerprogrammes zu korrigieren.

Die Errechnung und Speicherung der aus den technologischen und technischen Daten der Maschine sich ergebenden Stell­ werte und die wahlweise Zuordnung zu den Sollwerteingängen der einzelnen Regler gestattet eine optimale Arbeitsweise beim Partiewechsel. Ein in der Regel einmaliger Test pro Partiewechsel und eine Korrektur der Stellwerte anhand eines manuell ausgewogenen Faserbandes ist der verbleibende Aufwand.

Die eingegebenen Stellwerte bleiben bis zum nächsten Par­ tiewechsel erhalten.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung der wesentlichsten Arbeitselemente in Verbindung mit ihnen zugeordneten und verknüpften Regelkreisen.

Die Deckelkarde ist mit einem Tambour T versehen, an dem die Kardierelemente (nicht dargestellt) angeordnet sind. Sie besitzt einen Vorreißer V zur Übernahme der Fasern von der Speisewalze S und einen Abnehmer A zum Abnehmen des Faservlieses von der Oberfläche des Tambours T und zur Weiterleitung desselben an die Elemente zur Faserbandbil­ dung (nicht dargestellt) und einen Trichter 1, der zur Verdichtung des Faserbandes dient.

Dieser Trichter 1 enthält gleichzeitig einen an sich bekann­ ten pneumatischen Sensor, der Meßwerte liefert, die dem jeweiligen Volumen des Faserbandes analog sind.

Als Verzug bezeichnet man bei dieser Karde das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit der Speisewalze S zur Umfangsge­ schwindigkeit des Abnehmers A.

Die Deckelkarde ist ein Glied in einer Kette von Verarbei­ tungsmaschinen, die die Fasern vom Ballen bis zur gereinig­ ten Einzelfaser auflöst und sie in Form eines Faserbandes den Folgeprozessen als Ausgangsmaterial für die Fadenbil­ dung, die Spinnerei, bereitstellt.

Es kommt deshalb darauf an, daß die Dicke und Gleichmäßig­ keit des Faserbandes möglichst präzise gesichert wird.

Aus diesem Grunde spielt die Regelung des Verzuges zwischen der Speisewalze S und dem Abnehmer A der Karde eine ent­ scheidende Rolle für die gewünschte hohe Qualität des daraus zu spinnenden Fadens.

Die Deckelkarden sind daher mit Verzugsreglern 20 ausge­ stattet, die den Verzug in Abhängigkeit vom Meßwertgeber des Trichters 1 regeln. Der vorliegende Verzugsregler 20 arbeitet in fol­ gender Weise. Der vom Meßwertgeber des Trichters 1 über die Leitung 12 kommende pneumatische analoge Impuls wird in dem Wandler 11 zu einer digitalen elektrischen Impulsfolge umgewandelt. Diese digitale elektrische Impulsfolge wird als Istwert der Banddicke einer "Speicherprogrammierbare Steuerung ", nachfolgend in üblicher Weise SPS 2 genannt, zugeführt.

Diese SPS 2 verarbeitet diesen Istwert, vergleicht ihn mit dem vorgegebenen Sollwert der Banddicke und gibt während des normalen Laufes der Deckelkarde über die Leitung 45 ein geregeltes Stellsignal an den Motor 4 für den Antrieb der Speisewalze S.

Damit das von der SPS 2 kommende Stellsignal, das einer bestimmten Drehzahl des Motors 4 entsprechen soll, auch tatsächlich in der errechneten Größe an der Achse der Speisewalze S wirksam wird, ist dem Motor 4 ein Drehzahl­ regler 40 zugeordnet, der ein Meßglied für die Drehzahl des Motors 4, ein IGR 41, besitzt.

Dieses IGR 41 gibt eine Information an ein spezielles, dem Motor 4 zugeordnetes Korrekturglied 42, das dem Motor 4 zur Sicherung der von der SPS 2 vorgegebenen Drehzahl einen Korrekturimpuls erteilt.

Auf diese Weise ist gewährleistet, daß sich die Speisewalze S exakt mit der Drehzahl dreht, die, aus dem Meßwert abge­ leitet, notwendig ist, um ein Faserband gewünschter Dicke herzustellen.

Wie bereits erwähnt, ist der Gegenstand der Regelung das Verhältnis der Umfangsgeschwindigkeit von Speisewalze S und Abnehmer A.

Aus diesen Grund kommt es auch darauf an, daß die Abnehmer­ drehzahl sehr genau auf ihrem von der SPS 2 vorgegebenen Niveau gehalten wird.

Zu diesem Zweck ist dem Motor 3 für den Antrieb des Abneh­ mers A analog zum Antrieb der Speisewalze S ein die Dreh­ zahl kontrollierender Regler 30 vorgesehen.

Dieser Drehzahlregler 30 besitzt ein IGR 31 und ein Korrek­ turglied 32 und erhält über die Leitung 33 von der SPS 2 ein errechnetes, ungeregeltes Stellsignal.

Durch diese Anordnung und Kombination von Reglern, dem Verzugsregler 20 und den beiden Drehzahlreglern 30, 40 auf den Achsen des Abnehmers A und der Speisewalze S, werden praktisch alle störenden Einflüsse eliminiert.

Solche Einflüsse resultieren einerseits aus der Arbeitswei­ se der Maschine und andererseits aus der Art des zu verar­ beitenden Fasermaterials ihrer Verschmutzung und dem die Maschine umgebenden Klima.

Das Eliminieren dieser Einflüsse erfolgt auf diese Weise, ohne daß die veränderlichen Werte im einzelnen erfaßt und korrigiert werden müssen.

Das vom Verzugsregler 20 vorgegebene Signal wird unabhängig von diesen äußeren Einflüssen exakt auf die Speisewalze S und den Abnehmer A übertragen.

Im Ergebnis dessen wird die Steuerung der Karde insgesamt erheblich vereinfacht. Dadurch, daß bei der Einstellung einer Karde diese o.g. Einflußfaktoren kaum noch von Bedeu­ tung sind, muß für diese Arbeiten nicht unbedingt auf erfahrenes Personal für die Betreuung der Maschine zurück­ gegriffen werden.

Die noch durchzuführenden Tests beim Partiewechsel einer Maschine beschränken sich nur noch darauf, den mittleren Verschmutzungsgrad der Fasermasse durch Test zu bestimmen. Das ist deshalb erforderlich, weil der Schmutz an der Karde ausgeschieden wird und so das Verhältnis, das der Verzug darstellt, beeinflußt.

Bei der von der Masse ausgehenden Berechnung des Verzuges ist dieser Schmutzanteil eine unbekannte Größe.

Zur Ermittlung dieses Korrekturwertes beim Partiewechsel wird der SPS 2 zunächst eine Berechnungsformel für den Verzug eingegeben.

Diese Berechnungsformel wird in einem Rechnerprogramm gespeichert. Die in diesem Programm enthaltenen Variablen sind textiltechnologische und maschinentechnische Parame­ ter, die zur Ermittlung aller Einstellgrößen der Maschine erforderlich sind.

Das auf diese Weise errechnete Ergebnis, das auch die Stellwerte für die Drehzahl des Abnehmers A und der Speisewalze S enthält, wird in der SPS 2 gespeichert und für die Steuerung der Maschine zur Verfügung gestellt. Zum Zwecke des Testes des Verzuges wird das Stellsignal für die Speisewalze S zunächst ungeregelt über die Leitung 44 und den an diese Leitung gelegten Schalter 43 dem Antrieb für die Speisewalze S zugeführt.

Das nach diesem Programm gefertigte Faserband wird, bezogen auf eine exakte Länge, gewogen und das Ergebnis mit den im Gesamtprozeß erforderlichen Werten der Banddicke vergli­ chen.

Die aus dem Vergleich abgeleiteten veränderten Parameter werden eingegeben und die neuen zu korrigierenden Stellwer­ te berechnet.

Diese neuen korrigierten Stellwerte gelangen jetzt in den Speicher, werden nochmals in beschriebener Weise getestet und bei Bestätigung dem Steuerprogramm als Sollwert zugeordnet.

Zu diesem Zeitpunkt wird der Regelprozeß für die Verzugs­ größe eingeschaltet und der Drehzahlregler 40 für die Speisewalze S erhält über die Leitung 45 und den wieder umgelegten Schalter 43 ein geregeltes Sollwertsignal.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen

T Tambour
V Vorreißer
A Abnehmer
S Speisewalze
 1 Trichter
12 Leitung
11 Wandler
 2 SPS - speicherprogrammierbare Steuerung
20 Verzugsregler
 3 Motor - für Abnehmer
30 Drehzahlregler
31 IGR - Meßglied für die Drehzahl
32 Korrekturglied
33 Leitung
 4 Motor
40 Drehzahlregler
41 IGR - Meßglied für die Drehzahl, Meßwertgeber
42 Korrekturglied
43 Schalter
44 Leitung - ungeregelt
45 Leitung - geregelt

Claims (2)

1. Vorrichtung zum Steuern der Drehzahlen von Trommeln und Walzen an Deckelkarden, wobei mehrere Walzen in Abhängigkeit von vorgegebenen Verzugsgrößen und einer Richtdrehzahl der Maschine mit mehreren stellbaren Motoren angetrieben sind, mit einer speicherprogram­ mierbaren Steuerung zur Steuerung und Regelung der Drehzahl für die Speisewalze in Abhängigkeit von der tatsächlichen Dicke des Faserbandes und der Richtdreh­ zahl der Maschine sowie zur Steuerung der Drehzahl des Abnehmers, dadurch gekennzeichnet, daß dem mittels stellbarem Motor (3) angetriebenen Abnehmer (A) ein erster Drehzahlregler (30) zugeordnet ist,

• - der einen Meßwertgeber (31) für die Drehzahl,
• - einen Eingang (33) für die Sollwertvorgabe von der speicherprogrammierbaren Steuerung (2) für die Drehzahl und
• - ein Korrekturglied (32) besitzt;
  daß der durch einen zweiten stellbaren Motor (4) ange­ triebenen Speisewalze (S) ein Verzugsregler (20) zu­ geordnet ist,
• - der einen Meßwertgeber für die Banddicke,
• - einen Speicher für den Sollwert der Dicke des Faserbandes,
• - einen Speicher für die Verzugsgröße,
• - ein Korrekturglied und
• - einen Ausgang (45) für den korrigierten Stellwert besitzt, und daß dem Ausgang (45) für den korrigierten Stellwert der Speisewalze (S) ein weiterer Drehzahlregler (40) zugeord­ net ist,
• - der einen Meßwertgeber (41) für die Drehzahl der Speisewalze (S) und
• - ein Korrekturglied H2 besitzt, während
• - der Sollwerteingang dieses Drehzahlreglers (40) mit dem Ausgang (45) für den korrigierten Stellwert des Verzugsreglers (20) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die speicherprogrammierbare Steuerung (2) mit einem Rechenprogramm für die Berechnung der Stellwerte aus Variablen ausgestattet ist, wobei die Variablen die technologischen und technischen Parameter der Maschine umfassen, und
daß die speicherprogrammierbare Steuerung (2) einen Spei­ cherplatz für den errechneten, korrigierten Sollwert der Drehzahl der Speisewalze (S) besitzt, und dieser Soll­ wert wahlweise als Steuergröße dem Sollwerteingang des dritten Reglers (40) oder dem Sollwerteingang des zweiten Reglers (20) zuschaltbar ist.