DE4492654B4 - Fault diagnosis in synthetic yarn mfr. - involves continuous measurement and evaluation of several parameters - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a method according to the preamble of the claim 1.
Ein
derartiges Verfahren ist bekannt für ein Falschzwirnkräuselverfahren
durch die
In anderen Verfahren zur Erzeugung eines synthetischen Fadens, insbesondere im Spinnverfahren, im Schnellspinnverfahren, im Streck-Spinnverfahren sowie im Spinn-Streckverfahren, hat sich eine ähnliche Aussagekraft der Fadenspannung nicht feststellen lassen. Das ist insbesondere auf die größere Komplexität derartiger Verfahren zurückzuführen, bei denen viele Prozeßparameter unterschiedliche Auswirkungen auf die Fadenspannung haben.In other methods of producing a synthetic thread, in particular in the spinning process, in the rapid spinning process, in the stretch spinning process and in the spinning-stretching process, the thread tension has no similar significance have it determined. This is particularly due to the greater complexity of such Procedure attributed to which many process parameters have different effects on the thread tension.
In
der
In
der
Die Aufgabe der Erfindung bestehe darin, in einem laufenden Spinnprozeß für einen synthetischen Faden durch Messung Daten zu gewinnen, die aussagekräftig sind für die Qualität des erzeugten Fadens und der erzeugten Spule. Die Daten sollen daher eine Qualitätsaussage über das erzeugte Produkt und/oder die Verfahrensführung und Verfahrenskorrektur durch Steuerung oder Regelung zulassen. Auch – im Notfalle unter Inkaufnahme einer Minderqualität – die frühzeitige Unterbrechung des Herstellungsprozesses und die Vermeidung von Ausschuß sollen ermöglicht werden.The The object of the invention consists in a running spinning process for one to obtain synthetic thread by measuring data that is meaningful for the quality of the thread and the bobbin produced. The data should therefore a quality statement about that generated product and / or process management and process correction allow by control or regulation. Also - in the event of an emergency a poor quality - the early one Interrupting the manufacturing process and avoiding rejects are said to allows become.
Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.The solution results from claim 1.
Unter Fehlerdiagnose soll im weiteren neben der eigentlichen Diagnose von Fehlern die auf der Basis einer Fehlerdiagnose durchgeführte Prozeßüberwachung und -durchführung verstanden werden. "Fehler" sollen im weitesten Sinne jegliche Abweichungen von normalen Prozeß- und Fadenparametern verstanden werden.Under In addition to the actual diagnosis, fault diagnosis is also intended of errors, the process monitoring carried out on the basis of an error diagnosis and implementation be understood. "Errors" are said to be the broadest Any deviations from normal process and thread parameters can be understood.
Bei den erfindungegemäßen Verfahren wird zunächst ein von der Prozeßführung abhängiger erster Prozeßparameter laufend gemessen. Der so gemessene Meßwertverlauf wird laufend ausgewertet, und es wird in Abhängigkeit von dieser Auswertung oder eines aus dem Meßwertverlauf abgeleiteten Verlaufes ein Indikationssignal erzeugt. Es wird außerdem zumindest ein zweiter von der Prozeßführung abhängiger Prozeßparameter ebenfalls laufend gemessen und ausgewertet. Wenn bei dem ersten und mindestens einem weiteren Prozeßparameter ein fehlertypisches Verhalten festgestellt wird, wird ein Indikationssignal erzeugt. Der erste und mindestens der zweite Prozeßparameter können voneinander abhängig sein. Ein Fehler in dem hier definierten Sinne wird diese Abhängigkeit stören, was die Grundlage für eine Detektion bildet. Der erste und mindestens der zweite Prozeßparameter können voneinander unabhängig sein. Ein Fehler kann diese Unabhängigkeit stören, d. h. der die Grundlage für die Detektion bildende Fehler wird sich in einer gleichzeitigen Änderung beider Prozeßparameter bemerkbar machen. Bestimmte Fehler führen zu typischen Änderungen der mindestens zwei Prozeßparameter, d. h. die Prozeßparameter zeigen ein fehlertypisches Verhalten.at the method according to the invention will first a first dependent on litigation process parameters measured continuously. The measured value curve measured in this way is continuously evaluated, and it becomes dependent from this evaluation or a curve derived from the measured value curve generates an indication signal. It will also be at least a second one process parameters dependent on the process control also continuously measured and evaluated. If at the first and at least one further process parameter If an error-typical behavior is determined, an indication signal is generated. The first and at least the second process parameter can differ from each other dependent his. This dependency becomes an error in the sense defined here to disturb, what the basis for forms a detection. The first and at least the second process parameter can of each other independently his. A mistake can disrupt this independence, i. H. which is the basis for the Detection-forming errors will result in a simultaneous change both process parameters to make noticable. Certain errors lead to typical changes the at least two process parameters, d. H. the process parameters show typical behavior.
In einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden bei dem Verfahren die mindestens zwei Prozeßparameter gleichzeitig verglichen oder zeitlich korreliert, und es wird ein Indikationssignal erzeugt, wenn das fehlertypische Verhalten auf eine Abweichung vom normalen Prozeßverlauf hinweist.In a first embodiment of the invention in the method, the at least two process parameters compared or correlated at the same time, and it becomes a Indication signal generated when the typical behavior on indicates a deviation from the normal course of the process.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die mindestens zwei Prozeßparameter verknüpft. Falls diese Verknüpfung auf ein fehlertypisches Verhalten bezüglich des normalen Prozeßverlaufes hinweist, wird ein darauf basierendes Indikationssignal erzeugt. In a further embodiment of the The method according to the invention links the at least two process parameters. If this link indicates an error-typical behavior with regard to the normal course of the process, an indication signal based on it is generated.
Das Verfahren ist insbesondere beim Spinnen eines synthetischen Fadens anwendbar. Dabei kann die Aufwickelgeschwindigkeit höher als 2000 m/min liegen und der Faden durch die Aufwickeleinrichtung direkt von der Spinndüse abgezogen werden. Auf diese Weise entsteht ein vororientierter Faden (pre-orientated yarn = POY). Zur Erzeugung eines POY kann auch eine Galette zwischengeschaltet werden. Durch weitere Erhöhung der Aufwickelgeschwindigkeit kann auch eine voll ständige Orientierung erzielt werden, insbesondere durch Zwischenschaltung einer Heizung, so daß ein vollständig orientierter, verstreckter Faden entsteht (fully orientated yarn). Anderseits ist es auch möglich, in den Prozeß eine Galette einzuschalten, die den Faden von der Spinndüse abzieht, oder eine aus mehreren Galetten bestehende Streckstufe vorzusehen. In Abkehr von bisherigen Überwachungsverfahren erfolgt nicht mehr eine eindimensionale Überwachung durch Auswertung nur eines Parameters. Vielmehr werden mindestens zwei Parameter ausgewertet und insofern – sozusagen – eine zwei- oder mehrdimensionale Betrachtung des Verfahrens durchgeführt, indem die Beobachtungsergebnisse bezüglich der zwei oder mehreren Parameter z. B. wiederum gleichzeitig verglichen oder zeitlich miteinander korreliert und/oder miteinander verknüpft werden und aus der Verknüpfung das Fehlersignal gewonnen wird.The The method is particularly useful when spinning a synthetic thread applicable. The winding speed can be higher than 2000 m / min and the thread through the winding device directly from the spinneret subtracted from. This creates a pre-oriented thread (pre-oriented yarn = POY). A POY can also be used to create a POY Intermediate godet. By further increasing the Winding speed can also achieve full orientation be, in particular by interposing a heater, so that a fully oriented, stretched thread is created (fully oriented yarn). On the other hand, is it also possible in the process one Turn on godet that pulls the thread from the spinneret, or to provide a drawing stage consisting of several godets. In departure from previous surveillance procedures there is no longer a one-dimensional monitoring by evaluation only one parameter. Rather, at least two parameters evaluated and insofar - so to speak - a two- or multi-dimensional consideration of the process performed by the observation results regarding the two or more parameters e.g. B. again compared at the same time or correlated with one another in time and / or linked to one another and from the link the error signal is obtained.
Als Prozeßparameter und Referenzparameter kommen dabei alle Größen in Betracht, die an dem laufenden Faden (Fadentemperatur, Fadenzugkraft = Fadenspannung, Fadengeschwindigkeit) der entstehenden Spule (Durchmesser, Gewicht, Ausbauchung der Stirnkanten = Abweichung von der ideal-zylindrischen Form) oder den Maschinenteilen, die das Verfahren bestimmen (Drehzahlen, Geschwindigkeiten, Temperaturen, Drehmomentaufnahme) laufend oder intermitierend von Zeit zu Zeit gemessen werden können.As process parameters and reference parameters are all variables that are considered on the running thread (thread temperature, thread tension = thread tension, Thread speed) of the resulting bobbin (diameter, weight, Bulging of the front edges = deviation from the ideal cylindrical Shape) or the machine parts that determine the process (speeds, Speeds, temperatures, torque absorption) running or can be measured intermittently from time to time.
Es
ist ersichtlich, daß nicht
alle Änderungen der
Verfahrensparameter eine Auswirkung auf die Qualität haben.
Um die Aussagekraft der Zusammenschau zu erhöhen, ist es daher besonders
vorteilhaft und zweckmäßig (Anspruch
5), zunächst durch
Erfahrung (gezielte Vorversuche mit künstlich erzeugten Verfahrensabweichungen
und Krisensituationen) für
jeden der Parameter Krisenverläufe
zu ermitteln. Als Krisenverläufe
werden dabei Verläufe des
jeweiligen Parameters bezeichnet, die für bestimmte Verfahrens- oder
Produktfehler symptomatisch sind. Es kann sich dabei um Absolutwerte,
Extremwerte des laufenden Meßwertes
des jeweiligen Parameters, um den zeitlichen Verlauf, die erste
oder zweite Ableitung des Meßwertes
des jeweiligen Parameters, um die Standardabweichung oder jede andere
von dem jeweiligen Parameter abgeleitete Grüße handeln, die für den Fehler
eine Aussagekraft besitzt. Insbesondere ist es möglich, charakteristische Verläufe mindestens
einer dieser beschriebenen Größen in einem
Speicher als Fehlermaske niederzulegen (Anspruch 4). Verschiedene
Fehler, z. B. Flusen oder Knoten im Faden, können künstlich erzeugt werden, wobei
deren Auswirkung auf die beobachteten Parameter, insbesondere die
Fadenspannung, genau registriert und als entsprechende Fehlermaske
gespeichert werden kann. Hierzu wird auf auch auf die nicht vorveröffentlichte
eigene Anmeldung mit dem deutschen Aktenzeichen
Als Parameter kommen insbesondere die Fadenspannung, das Spulengewicht, die Fadendicke, die Fadentemperatur, oder auch jeder andere Einstellparameter wie z. B. Spinnkopfdruck, Pumpendrehzahl, Spinnkopftemperatur, Galettendrehzahl, Galettentemperatur in Betracht. Als Referenzparameter kommen insbesondere auch die einprogrammierten Einstellparameter in Betracht, wenn kein konstanter Verlauf dieser Einstellparameter vorgegeben wird. Als ein solcher einprogrammierter Parameter kommt insbesondere die Changierbewegung und die Changiergeschwindigkeit in Betracht, die einen maßgebenden Einfluß auf den Verlauf der in der Aufwickelzone gemessenen Fadenspannung haben. In all diesen Fällen ist es erforderlich, die Meßwerte bzw. die davon abgeleiteten Größen, die sich zunächst durch ihre Dimension bereits unterscheiden, miteinander in Beziehung zu setzen und ihre gegenseitige Abhängigkeit zu ermitteln. Dies wird erübrigt bei dem Verfahren nach Anspruch 7. Dabei wird ein gleichartiger Parameter, z.B. die Fadenspannung an unterschiedlichen Stellen des Spinnprozesses, z.B. innerhalb der Streckzone zwischen zwei Galetten einerseits und in der Aufwickelzone andererseits gemessen.As Parameters come in particular the thread tension, the bobbin weight, the thread thickness, the thread temperature, or any other setting parameter such as B. spinning head pressure, pump speed, spinning head temperature, godet speed, Godet temperature into consideration. In particular come as reference parameters also take the programmed setting parameters into consideration, if none constant course of these setting parameters is specified. As such a programmed parameter comes in particular the traversing movement and the traversing speed into consideration, which is a decisive one Influence on have the course of the thread tension measured in the winding zone. In all of these cases it is necessary to take the readings or the derived quantities, which are first already distinguish by their dimension, in relation to each other to set and determine their interdependency. this will Needless in the method according to claim 7 Parameters, e.g. the thread tension at different points in the spinning process, e.g. within the stretching zone between two godets on the one hand and measured on the other hand in the take-up zone.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, auf die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, dargestellt.in the The invention is based on embodiments of the invention but not limited is presented, layed out.
Zu
dem Spinnprozess:
Ein Faden
A thread
Am
Ende des Kühlschachtes
Der
Abzugsgalette
Die
erste Streckgalette
Von
der letzten Streckgalette
Die
Changiereinrichtung
Hinter
der zweiten Streckgalette
In
dem Gerät
Der
Rechneraufbau für
alle Ausführungsbeispiele
ist für
beide Figuren identisch dargestellt. Der Rechner weist zunächst eine
Vergleichseinheit
Das
Bezugssignal B wird also einer weiteren Vergleichseinrichtung
In
In
der Vergleichseinrichtung
Ebenso ist es möglich, daß die Parameter nach einer bestimmten Gewichtung zueinander in Beziehung gebracht werden.As well Is it possible, that the Parameters related to each other after a certain weighting to be brought.
Letztlich
wird das Ausgangssignal der Vergleichseinheit
Die Qualitätssignale Q, die – wie zuvor beschrieben – erzeugt worden sind, werden wie folgt weiterverarbeitet: Das Qualitätssignal kann als optischer oder akustischer Alarm oder als Schrieb ausgegeben werden. Mit dem Schrieb wird die erzeugte Spule markiert und klassifiziert.The quality signals Q, the - how previously described - generated have been processed as follows: The quality signal can be issued as a visual or acoustic alarm or as a record become. With the writing, the generated coil is marked and classified.
Diese
Ausgangssignale des Rechners
Hierzu werden durch den Sollwertgeber Toleranzwerte für den Bezugswert bzw. die daraus abgeleiteten Grüßen, sowie Fehlergrenzen festgelegt, nach denen bemessen wird, ob eine Spule mit A-Qualität, B-Qualität oder als Ausschuß zu bewerten ist.For this the setpoint generator creates tolerance values for the reference value or from it derived greetings, as well Define error limits, according to which it is measured whether a coil with A quality, B quality or as Committee too evaluate.
Das Qualitätssignal Q kann aber auch lediglich als Alarmsignal dienen und z.B. zur Unterbrechung des Prozesses und zur Vermeidung der Abfallproduktion benutzt werden.The quality signal Q can also only serve as an alarm signal and e.g. for interruption of the process and to avoid waste production.
Das
Qualitätssignal
kann – alternativ
oder zusätzlich – insbesondere
einem oder mehreren der Steuereinrichtungen
aufgegeben werden. Die Extrudersteuerung
wird insbesondere dann angesteuert, wenn keine Dosierpumpe
be abandoned. The extruder control is particularly activated when there is no metering pump
Wenn
eine Dosierpumpe
Durch
die Ansteuerung der Kühlluftsteuerung
In
den Ausführungsbeispielen
nach
Bei heutigen Hochgeschwindigkeits-Spinnverfahren kann auch die Verstreckung durch Galetten fortfallen. In diesem Fall wird der Faden entweder durch eine einzige Galette von der Spinndüse abgezogen und zu dem Spulkopf befördert oder unmittelbar von der Aufspuleinrichtung von der Spinndüse abgezogen. Andererseits kann die Verstreckung auch durch weitere Elemente, z. B. eine weitere Heizeinrichtung, insbesondere ein Heizrohr, zu ersetzen oder zu ergänzen sein.at Today's high speed spinning process can also stretch to fall away through godets. In this case, the thread is either through a single godet is pulled from the spinneret and to the winding head promoted or withdrawn directly from the winding device from the spinneret. On the other hand, the stretching can also be carried out by other elements, z. B. a further heating device, in particular a heating pipe replace or supplement his.
Durch
Ansteuerung der Abzugssteuerung
Durch
die Ansteuerung der Strecksteuerung
Durch
die Spindelsteuerung kann schließlich auch die Umfangsgeschwindigkeit
der Spule
Andererseits können die zuvor geschilderten Einflußparameter mit dem Verfahren nach dieser Erfindung sicherer als bisher erfaßt werden, wenn zuvor durch Versuche ermittelt wird, daß Fehler hinsichtlich dieser Einflußparameter zu einem charakteristischen Verlauf der korrigierten Parameter führen. So können insbesondere erfaßt werden:
- – Änderung
des Titers durch Verstellung der Pumpendrehzahl
44 , der Heizung5 , durch Verschmutzung der Düse, durch Änderung der Abzugsgeschwindigkeit der Galette16 - – Fehlen von Filamenten, z. B. durch Filamentbruch
- – Fehlen
der Präparation
(Verbrauch der Präparationsflüssigkeit,
Störung
der Präparationsrolle
13 ) - – Änderung
des Streckverhältnisses,
z. B. durch Verschmutzung oder Abrieb der Galetten
16 ,19.1. ,19.2. - – Änderung
der Festigkeitseigerischaften, z. B. durch Führen der Heizung
53 - – Änderung
der Aufwickelgeschwindigkeit, z. B. durch ungleichförmigen Lauf
der Kontaktwalze
28 .
- - Change the titer by adjusting the pump speed
44 , the heater5 , due to contamination of the nozzle, by changing the withdrawal speed of the godet16 - - absence of filaments, e.g. B. by filament breakage
- - Lack of preparation (consumption of preparation liquid, disruption of the preparation roll
13 ) - - Change the stretch ratio, e.g. B. by dirt or abrasion of the godets
16 .19.1. .19.2. - - Change in strength properties, e.g. B. by running the heater
53 - - Changing the winding speed, e.g. B. by non-uniform running of the contact roller
28 ,
Es
wurde in den dargestellten Ausführungsbeispielen
bereits darauf hingewiesen, daß das
Qualitätssignal
durch Zusammenschau der Fadenspannung und des Spulengewichts, der
Fadenspannung und einer an einer anderen Stelle gemessenen Fadenspannung,
der Fadenspannung und des Changiergesetzes gewonnen werden kann.
Weitere Parameter sind:
Die Ausbauchung der Stirnseiten der
Spule, die durch optische oder pneumatische Abtastung ermittelt
werden kann, Geräuschbildung
und Geräuschanalyse,
das Spulengewicht.It has already been pointed out in the illustrated exemplary embodiments that the quality signal can be obtained by looking at the thread tension and the bobbin weight, the thread tension and a thread tension measured at another point, the thread tension and the traversing law. Other parameters are:
The bulging of the end faces of the coil, which can be determined by optical or pneumatic scanning, noise generation and noise analysis, the coil weight.
In
Galette
- 11
- Fadenthread
- 22
- Fülleinrichtungfilling
- 33
- Extruderextruder
- 44
- Motorengine
- 55
- Heizeinrichtungheater
- 66
- Schmelzeleitungmelt line
- 77
- Druckfühlerpressure sensor
- 88th
- Fadenzugkraftmesser, FadenspannungsmesserYarn tension meter, Thread tension meter
- 99
- Pumpepump
- 1010
- Spinnkopfspinning head
- 1111
- Düsejet
- 1212
- Filamentefilaments
- 1313
- Präparationswalzeapplicator roll
- 1414
- Kühlschachtcooling shaft
- 1515
- Anblasungquenching
- 1616
- Abzugsgalettegodet
- 1717
- ÜberlaufrolleGuide roll
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