DE4230984C2 - Verfahren zum Steuern der Aufspulgeschwindigkeit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern der Aufspul­ geschwindigkeiten an den Spulstellen eines Spulautomaten, an denen jeweils der Antriebsmotor einer Auflaufspule über einen Inverter gesteuert wird.

In einem Spulautomaten, der eine Vielzahl parallel arbeitende Spulstellen aufweist, ist jede Spulstelle mit einem Inverter (Schaltung zur frequenzgesteu­ erten Drehzahlregelung) versehen, welcher jeweils die Drehgeschwindigkeit einer Treibwalze steuert, welche die Auflaufspule antreibt.

Bei einem üblichen automatischen Umspulen ist die Kennlinie oder Charakteristik der Aufspulgeschwindigkeit im voraus festgesetzt und nicht änderbar. Es wurde bereits versucht, die Lei­ stungsfähigkeit der Maschine dadurch zu verbessern, daß die Kennlinie der Aufspulgeschwindigkeit während des Hochlaufens mit möglichst steilem Anstieg ausgelegt wird. Dies führt je­ doch in der Praxis zu Schwierigkeiten.

Aus der DE 40 39 086 A1 geht ein Verfahren zum Steuern eines Antriebsmotors für eine Auflaufspule hervor, bei der die Wickelgeschwindigkeit in Abhängigkeit des Zustandes der Auf­ laufspule gesteuert wird. Im Einzelnen wird nach jedem Wechsel einer Zuführspule oder nach einem Fadenbruch die Wickelge­ schwindigkeit abgesenkt. Hinsichtlich des Anlaufens ist nur erwähnt, daß die Drehzahl des Antriebsmotors für die Auflauf­ spule zügig hochgefahren wird.

Aus der Zeitschrift "Textilbetrieb", Sept./Okt. 1975, S. 61-62, geht weiterhin eine Vorrichtung zum Sanftanlaufen von Textilma­ schinen hervor. Über die Steilheit und die Kriterien auszuwäh­ lender Anlaufgeschwindigkeiten ist hierbei nichts ausgeführt.

Schließlich ist es aus der US-PS 4 915 314 bekannt, die durch schlupfbedingte Abweichung der Anlaufkennlinie der Wickelwalze und der Auflaufspule eines Spulautomaten auszugleichen.

Die Erfindung befaßt sich mit den Nachteilen des Standes der Technik und es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein Ver­ fahren zum Steuern der Aufspulgeschwindigkeiten in einem Spu­ lautomaten vorzusehen, mit dem eine Verbesserung der Lei­ stungsfähigkeit der Maschine durch Erhöhung der Steilheit der Kennlinien der Aufspulgeschwindigkeiten an den Spulstellen während der Anlaufzeit (Hochlauf) zielbar ist.

Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Zur Lösung der Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren derart verfahren, daß mehrere Anlaufbeschleunigungsbefehle mit verschiedenen Kennlinien der Anlaufgeschwindigkeiten in einem zentralen Steuergerät abrufbereit vorliegen und für jede Spulstelle ein Beschleunigungsbefehl mit dem steilsten Geschwindigkeits­ anstieg gewählt wird, der unterhalb einer Grenze liegt, die durch das Entstehen von Schlupf zwischen einer die Auflauf­ spule drehenden Walze und der Auflaufspule, die Fadenart und die Fadenspannung usw. gesetzt werden, und daß diese Befehle in digitaler Form einer Ablaufsteuerung der Spulstelle übermittelt werden zur Ansteuerung des Inverters der Spulstelle.

An einer Spulstelle ist eine möglichst steile Anlaufkennlinie zweckmäßig, jedoch tritt bei zu großer Steilheit der Anlaufkennlinie ein Fadenbruch aufgrund des Entstehens von Schlupf zwischen der die Auflaufspule dre-
henden Walze und der Auflaufspule auf, wobei auch die Fa­ denart und die Fadenspannung usw. eine Rolle spielen. Somit wird aus mehreren Anlaufbeschleunigungsbefehlen der Anlaufbeschleuni­ gungsbefehl gewählt, der den steilsten Anstieg aufweist, der jedoch unterhalb der Grenze liegt, an der die vorstehend erwähnten, nachteiligen Erscheinungen auftreten. Dieser Beschleunigungsbefehl wird übermittelt, um den Inverter der Spulstelle zu steuern. Auf diese Weise kann die zweckmäßigste Kennlinie in Abhängigkeit von Bedingungen wie Auflaufspulendurchmesser usw. eingestellt, die Anlaufzeit verkürzt und die Leistungsfähigkeit der Maschine verbessert werden.

Anhand der Figuren wird die Erfindung an einer bevorzugten Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Steueranlage, bei der eine Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens angewendet wird;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Steuerungs­ schaltung an einer Spulstelle;

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zentralen Steuergerätes; und

Fig. 4 eine Darstellung von drei verschiedenen Beschleu­ nigungskennlinien bezogen auf eine Ausführungs­ form der Erfindung.

In der Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Spulauto­ maten, der aus mehreren parallel zueinander arbeitenden Spul­ stellen 2 besteht. Üblicherweise sind in einem Werk mehrere Spulautomaten aufgestellt und es ist jeder Spulautomat mit einer Fadenendesucheinrichtung (kontinuierlich arbeitende au­ tomatische Spulenzuführeinrichtung) für die Fadenlieferspulen und einem nicht dargestellten automatischen Spulenabnehmer und -wechsler AD versehen. Die Spulstellen 2 sind in Gruppen (SPAN-1, SPAN-2, . . . SPAN-n) unterteilt und über eine Datenübertragungsleitung 4 mit einem zentralen Steuergerät 3 verbunden, das sich an dem einen Ende des Spulautomaten 1 befindet. Es sind, im einzelnen, Spulstellen 2 und das zen­ trale Steuergerät 3 über in Reihe geschaltete Kommunikations­ einrichtungen 5, 5 (Fig. 2, 3) miteinander verbunden.

In der Fig. 2 ist eine Spulstelle 2 mit einem Inverter 6 zum Steuern der Drehzahl eines Antriebsmotors M einer Treib-Walze D, welche eine Auflaufspule P dreht, und einer Ablaufsteuerung 7 zum Steuern des Betriebs dieses Inverters 6 und Übermitteln verschiedener Daten seitens der Spulstelle 2 versehen. In zu­ sätzlicher Weise ist ein Sensor 8 zum Erfassen der Umdrehun­ gen der Walze D vorgesehen, und die vom Sensor 8 erfaßten Im­ pulse werden von einem Zähler 9 gezählt, um die Drehgeschwin­ digkeit der Walze D zu ermitteln. Die Spulstelle 2 ist auch mit einem üblichen Fadenreiniger und einer Fadenspleißein­ richtung zum Beheben eines Fadenbruchs versehen.

Bei dieser Ausführungsform stellt das zentrale Steuergerät 3 für jede Spulstelle 2 verschiedene Vorgabedaten einschließ­ lich der jeweils auf eine Auflaufspule P aufzuspulenden Fa­ denlänge und der Anzahl an Wiederholungen eines Fadenspleiß­ vorganges nach einem erfolglosen Fadenspleißvorgang ein und erfaßt an jeder Spulstelle 2 die Betriebszustände und stellt gleichzeitig verschiedene Einstellwerte oder -parameter ein. Dieses zentrale Steuergerät 3 dient auch zum Erzeugen eines den Durchmesser der jeweiligen Auflaufspule berücksichtigenden Beschleunigungsbefehles 0001, 0101, 1011 (Fig. 4) an den Inverter 6.

Die Fig. 3 stellt den Aufbau des zentralen Steuergerätes 3 dar, welches hauptsächlich aus einem Mikrocoinputer 10 be­ steht, der Speicher der Art RAM und ROM enthält, und auch einen graphischen Bildschirm 12 mit einer Flüssigkristallan­ zeige LCD, eine Tastatur 11, einen Host-Computer (Verarbei­ tungscomputer) 13, einen Speicher 14 und eine Speicherkarte 15 usw. umfaßt. Die Ablaufsteuerung 7 jeder Spulstelle 2 ist über die Kommunikationseinrichtung 5, die aus einem unterge­ ordneten CPU und einem Speicher der Art Dual-Port-RAM besteht, und die Datenübertragungsleitung 4 mit dem Mikrocomputer 10 ver­ bunden, so daß eine Betriebssteuerung und Datenerfassung mit serieller Kommunikation durchführbar ist. Ein Anlaufsteuerbe­ fehl an jede Spulstelle 2, ein Befehl zum Schalten des gra­ phischen Bildschirms 12 und ein Befehl bezüglich des Bild­ schirminhaltes werden über die Tastatur 11 eingegeben.

Der vom zentralen Steuergerät 3 an jede Spulstelle 2 übermit­ telte Anlaufsteuerbefehl betrifft die Beschleunigungskennli­ nie während des Anlaufens des Antriebsmotors M der Walze D, welche die Auflaufspule P in Drehung setzt. Es wird mit der Tastatur 11 nur eine Kennlinie aus den in der Fig. 4 darge­ stellten drei geeigneten Beschleunigungskennlinien ACC1, ACC2, ACC3 ausgewählt, wobei die Fadenart, die Fadenspannung usw. berücksichtigt werden, und es werden die Beschleuni­ gungsbefehle über die Kommunikationseinrichtung 5 mit den Co­ des 0001, 0101, 1011 an die Ablaufsteuerung 7 der Spulstelle 2 seriell übertragen. In diesem Fall zeigen die jeweiligen Beschleunigungskennlinien ACC1, ACC2, ACC3 in der angegebenen Reihenfolge eine Abnahme der Steilheit. Die Steigungswinkel θ₁, θ₂, θ₃ der ansteigenden Teile der Beschleunigungskennlinie lassen sich mittels ei­ nes Eingabebefehls an der Tastatur 11 des zentralen Steuerge­ rätes 3 variieren. Die Ablaufsteuerung 7 an einer Spulstelle 2 gibt den erhaltenen Beschleunigungsbefehl ohne Änderung in der Form eines parallelen Signals über eine Lei­ tung 62 an den Inverter 6 weiter, um die Drehzahl des An­ triebsmotors M steuernde Frequenz des Inverters 6 in Abhän­ gigkeit von der Beschleunigungskennlinie zu erhöhen. Eine Leitung 61 ist eine serielle Leitung zum Steuern des Startens und Abstoppens des Inverters 6. Wie vorstehend beschrieben, wird die Drehzahl der Auflaufspule P der Spulstelle 2 gemäß einer geeigneten Anlaufbeschleunigungskennlinie gesteuert, die innerhalb der Grenze liegt, die durch das Entstehen von Schlupf zwischen der die Auflaufspule P drehenden Walze und der Auflaufspule P, der Fadenart und der Fadenspannung usw. gesetzt wird.

Bei dieser Ausführungsform wird mittels der Eingabe über die Tastatur 11 nur eine Kennlinie aus den drei Beschleunigungs­ kennlinien ACC1, ACC2 und ACC3 ausgewählt, jedoch ist es auch möglich, mit dem zentralen Steuergerät 3 die Kennlinie in Abhängigkeit vom Auflaufspulendurchmesser automatisch aus­ zuwählen und diese Kennlinie z. B. zur Steuerung des Starts der Walze D nach einem Fadenspleißvorgang anzuwenden. Die Größe des Auflaufspulendurchmessers läßt sich indirekt berechnen, z. B. aus der auf der Auflaufspule P aufgespulten Fadenlänge und der Aufspulgeschwindigkeit, d. h. der Drehge­ schwindigkeit der Walze D.

Wie vorstehend beschrieben, wird bei der Erfindung aus mehre­ ren Anlaufbeschleunigungsbefehlen, deren Steilheiten unter­ halb eines Grenzwertes liegen, so daß keine Nachteile wie Schlupf zwischen der die Auflaufspule drehenden Walze und der Auflaufspule und Fadenbruch entstehen, der Beschleunigungsbe­ fehl mit dem steilsten Anlaufgeschwindigkeitsanstieg ausge­ wählt, und es wird der Inverter der Spulstelle durch Übertra­ gen des ausgewählten Beschleunigungsbefehls gesteuert, wo­ durch eine geeignete und ausreichend steil ansteigende Be­ schleunigungskennlinie erzielbar ist und die Anlaufgeschwin­ digkeit der Spulstelle verkürzt und die Leistungsfähigkeit der Maschine verbessert wird, ohne daß Schlupf und Fadenbrü­ che auftreten.

Claims (5)

1. Verfahren zum Steuern der Aufspulgeschwindigkeiten an den Spulstellen eines mit einem zentralen Steuergerät versehenen Spulautomaten, an denen jeweils der Antriebsmotor einer Auf­ laufspule über einen Inverter gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zentralen Steuergerät mehrere abrufbereite Anlauf­ beschleunigungsbefehle mit jeweils verschiedenen Kennlinien des Verlaufs der Drehzahl eines Antriebsmotors während des Hochlaufens ge­ speichert sind, daß für jede Spulstelle ein Anlaufbeschleuni­ gungsbefehl gewählt wird, der den steilstmöglichen Anstieg der Drehzahl während des Hochlaufens erlaubt, wobei die Steilheit der gewählten Kennlinie unterhalb eines Grenzwertes liegt, der bestimmt ist durch das Auftreten von Schlupf zwischen einer die Auflaufspule drehenden Wickelwalze und der Auflaufspule, der Fadenart und/oder der höchstzulässigen Fadenspannung, und daß der ausge­ wählte Anlaufbeschleunigungsbefehl an eine Ablaufsteuerung einer Spulstelle übermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem nach einem Fa­ denspleißvorgang an einer Spulstelle zum Starten des Antriebs­ motors, der die Auflaufspule über eine Treibwalze dreht, mit dem zentralen Steuergerät automatisch eine spezifische Be­ schleunigungskennlinie in Abhängigkeit vom jeweiligen Durchmes­ ser der Auflaufspule ausgewählt und das Hochlaufen des Antriebs­ motors gemäß der gewählten Beschleunigungskennlinie durchge­ führt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, bei dem an den Spulstellen jeweils mit dem Inverter der Antriebsmotor einer Treib­ walze gesteuert wird, die die Auflaufspule dreht, wobei die Umdrehun­ gen der Treibwalze von einem Impulssensor erfaßt und die Impulse mit einem Zähler gezählt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Anlaufbeschleunigungsbefehle über eine Tastatur in das zentrale Steuergerät eingegeben werden, das einen Mikrocomputer mit Speichern der Art RAM und ROM, einen graphischen Bildschirm, einen Host-Computer und eine Speicherkarte umfaßt, und die An­ laufbeschleunigungsbefehle an die an jeder Spulstelle vorgese­ hene Ablaufsteuerung übermittelt werden, die über eine Kommuni­ kationseinrichtung und eine Datenübertragungsleitung mit dem Mikrocomputer verbunden ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem mit dem zentralen Steuergerät für jede Spulstelle verschiedene Da­ ten einschließlich der auf einer Auflaufspule auf zuspulenden Fadenlänge und der Anzahl der Wiederholungen eines Fadenspleiß­ vorgangs nach einem erfolglosen Fadenspleißvorgang eingestellt, fehlerhafte Betriebszustände erfaßt und gleichzeitig Einstell­ parameter eingestellt werden.