EP0038927B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausregulieren von Titerschwankungen eines Faserbandes - Google Patents

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EP0038927B1
EP0038927B1 EP81101903A EP81101903A EP0038927B1 EP 0038927 B1 EP0038927 B1 EP 0038927B1 EP 81101903 A EP81101903 A EP 81101903A EP 81101903 A EP81101903 A EP 81101903A EP 0038927 B1 EP0038927 B1 EP 0038927B1
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EP
European Patent Office
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controller
speed
voltage
titer
computer
Prior art date
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EP81101903A
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English (en)
French (fr)
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EP0038927B2 (de
EP0038927A1 (de
Inventor
Hanspeter Meile
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Rieter AG
Original Assignee
Maschinenfabrik Rieter AG
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Publication date
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Application filed by Maschinenfabrik Rieter AG filed Critical Maschinenfabrik Rieter AG
Priority to AT81101903T priority Critical patent/ATE6947T1/de
Publication of EP0038927A1 publication Critical patent/EP0038927A1/de
Publication of EP0038927B1 publication Critical patent/EP0038927B1/de
Application granted granted Critical
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01H—SPINNING OR TWISTING
    • D01H5/00—Drafting machines or arrangements ; Threading of roving into drafting machine
    • D01H5/18—Drafting machines or arrangements without fallers or like pinned bars
    • D01H5/32—Regulating or varying draft
    • D01H5/38—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities
    • D01H5/42—Regulating or varying draft in response to irregularities in material ; Measuring irregularities employing electrical time-delay devices

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for regulating the titre fluctuations of a sliver, which is obtained by drawing in a drafting system from several individual slivers.
  • Regulating sections are already known in which a measuring device measures titer deviations of the strip at the end of the section, compares them with a setpoint value, and supplies the actuator with correction commands for detected deviations. This then changes the drawing-in speed of the drafting system and thus the main draft until the band number (titer) corresponds to the target value. Since the belt runs through the measuring element after the regulation has been delayed, the correction effect is automatically checked continuously. Such closed control loops guarantee excellent band uniformity (USTER NEWS, Bulletin No. 24, October 1976, page 1).
  • the object of the invention is to overcome the disadvantages mentioned with the aim of creating a method and a device for regulating titre fluctuations in a sliver, in which no titer deviations and excessive stresses arise in the sliver both when starting up and when turning off, and also the mechanical Parts of the machine and the cans are used only minimally.
  • Default capability staple fiber ribbons 1 which by means of roller pairs 2 and 3 of a feed table (not shown) a drafting autoleveller 4 of a (not shown) are fed to pass under a tension draft of about 1.05fach einl with the velocity V. to the input roller pair 5, from there to a roller pair 6 running at a higher circumferential speed in relation to a selected preliminary draft, whereupon the main drafting takes place by means of the delivery roller pair 7 at the speed Vi.
  • the fleece 8 formed in the drafting system is laterally combined into a compact belt 10 by means of a funnel 9 and fed to a pair of measuring rollers 11, 12.
  • This pair of measuring rollers can consist of the driven roller 11 having a groove 13 and the complementary non-driven counter roller 12 which engages in the groove 13.
  • the distance D between the pairs of rollers 7 and 11, 12 is approximately 10 mm in the lines which are common today. From there, the belt 10 arrives by means of a turntable 14 for storage in the can 15 placed underneath. This can be driven in rotation or stationary.
  • a main motor 16 designed as a stop motor, is used to drive all of the rollers and drives the roller pairs 7 and 11, 12 via the drive connections 17, 18 and 19 at a constant, reduced speed in a rigid ratio. This speed is such that the fleece 8 or the belt 10 is conveyed at a speed of 600 m / min to about 800 m / min.
  • a pulse signal generator 20, which acts as a proximity initiator and interacts in a contactless manner with an element (not shown) of the drive connection 17, supplies a signal for the speed of the roller pair 7 or 11, 12 proportional signal to a frequency / voltage converter 21, which delivers a corresponding voltage signal Un 17 .
  • the drive connection 17 also transmits the rotary movement n 17 via a differential gear 22 and via drive connection 23 with speed n s to the driven rollers of the pairs 2, 3, 5 and 6 rotating in constant relation to one another.
  • the differential gear 22 also has one with the variable one Speed n 1 driven drive connection 24 from a voltage-controlled DC motor 25, which also drives a control tachometer generator 27 via drive connection 26. Its outputs are electrically connected on the one hand to a motor controller 29 via a speed monitor 28, and on the other hand to an adder 30.
  • the controller 36 is also connected to the engine control 29 via line 39.
  • a line 40 leads to a multiplier 41, which on the other hand receives the signal Un 17 from the frequency voltage converter 21 via line 42.
  • the controller 36 and the multiplier 41 together form an analog computer.
  • the addition element 30 connected via line 43 to the multiplier 41 supplying the manipulated variable outputs its difference signal via a switch 44 to a power preamplifier 45 and then to the DC motor 25.
  • the outputs of the motor control 29 each have a connecting line 46, 47 to the switch 44 and to the main motor 16. If the prescribed maximum speed of the DC motor 25 is exceeded, the speed monitor 28 causes the motor 25 to be switched off by the motor control 29.
  • the parts 25, 27, 30 , 40 and 45 form the actuator 48, a closed control loop.
  • the structure of the controller 36 can be seen in FIG. 2. It consists of an inert P-I controller 49, which can be switched on for the stop-start phase, and of a fast-moving P-I controller 50, which can be switched over for the normal operating phase.
  • the switchover from the start to the normal phase and from this to the stop phase takes place via line 39, from the motor control 29 by means of a changeover switch 55.
  • the operational amplifiers 56 present in the controller 36 are commercially available, e.g. B. Type 6P 3521 from Burr Brown, International Airport Park, P.O. Box 11 400, Tuscon, Arizona, USA.
  • the device now works as follows:
  • the voltage ⁇ U supplied by line 35 initially reaches the slow regulator 49, then the regulator voltage supplied by it via the changeover switch 55, which is brought into the position shown in FIG. 2 by the motor control 29 becomes the control area monitor 37.
  • the switch 55 is flipped, and the fast controller 50 takes over the signal dU from line 35, whereby the normal working phase is initiated.
  • the route is switched off, the same happens in reverse order.
  • controller 49 Construction and operation with an additional sluggish controller 49 are required to avoid that the controller overshoots in the start and stop phase due to lack of inertia (this is undesirable in normal operation) and the drafting device 4 therefore produces misalignments and band breaks.
  • Both the controller 49 and the controller 50 must be the changing operating conditions can be adjusted by appropriate setting.
  • an adjustment of the setting by means of the potentiometer 56a connected upstream of the operational amplifier 56 and the potentiometer 56b of the RC element to the acceleration and deceleration of the machine is required. This adjustment depends on the final speed to be reached.
  • An adjustment to the material to be processed is necessary due to the distortion forces depending on the material.
  • the inertia of the cans and their contents must also be taken into account.
  • the current operating status ie whether the machine has already warmed up or is starting from a cold start, also plays a role in the setting. When switching off, the influence of different wear of the brake pads in motor 16 (stop motor) must also be
  • the controller 50 requires adjustment when the delivery speed changes, e.g. B. when switching from operating at 400 m / min to 500 m / min, by changing the corresponding potentiometers 56c and 56d. This adjustment work is time-consuming if no skilful operator is on hand. It should also not be forgotten that new settings should be made when the operating conditions change, which requires reliable personnel.
  • the device works as follows: in the multiplier 41, by multiplying the two voltage signals supplied by lines 40 and 42, the manipulated variable y required for regulating the titre fluctuations of the fiber sliver 10 is continuously determined, which is fed to the actuator 48, which in turn is supplied via the differential gear 22 has a corrective effect on the speed of the drafting rollers 2, 3, 5 and 6, so that fluctuations in the titre in the strip to be drawn are continuously adjusted until the desired value is reached.
  • the main drive motor 16 accelerates from standstill to its constant operating speed n, to which n 17 is in a fixed ratio given by change gears (not shown).
  • the motor control 29 is provided with a time switch device (not shown), as a result of which the control circuit is switched on when the main motor 16 is switched on and is only switched off again when the main motor 16 is at a standstill.
  • the structure and operation of the device according to FIG. 1 can be further perfected to eliminate the skillful adjustment work by the frequency generated by the pulse signal generator 57 (FIG. 3), the delivery speed V i , ie the speed n 17, the frequency / voltage converter 58 is supplied, which supplies a voltage U 59 via line 59 to a PI controller 60.
  • the signal from line 59 (FIG. 4) is applied to multipliers 61 and 62, while that from line 35 is applied to multiplier 61 and a multiplier 63.
  • Multiplier 61 supplies a signal V 1 x dU (titer) of an amplifier stage for P component 64, and multiplier 63 receives a signal V 1 2 from multiplier 62 and a signal ⁇ U from line 35 and outputs their product V 1 2 . ⁇ U to the amplifier stage for the I component 65. Both amplifier stages 64 and 65 each have an operational amplifier 66, type 2521 L from Burr Brown.
  • the multipliers 61-63 are types 4203 of the same origin.
  • the signal emitted on line 40 thus corresponds to the sum which the multiplier 41 receives as a titer and delivery speed-dependent quantity.
  • the controller 60 and the multiplier 41 in turn form the analog computer.
  • the required speed change of the DC motor 25 is automatically proportional to the titer deviation and proportional to the outlet speed of the strip 10 when starting up and coasting down, that is to say the inlet speed of the strips 1 changes proportionally to the outlet speed of the strip 10, and thus the main delay is as desired , regardless of the speed n 17 .
  • the control parameters automatically change from sluggish to quick when desired, and vice versa when they are switched off. This means that the controller is optimally set for every delivery speed without manual intervention. Since starting and stopping can be mastered independently of the speed of the drafting rollers, the starting and stopping processes can be carried out slowly (ie per 5-10 seconds, corresponding to a tape exit speed of up to 800 m / min). This leads to a very significant reduction in mechanical stress due to the absence of abrupt braking and starting up the machine and to a reduction in the risk of belt breakage.
  • FIGS. 3 and 4 can advantageously be replaced by the digital circuit shown in FIG. 5 described below.
  • the elements 20, 31, 34 and 57 and the line 32 correspond to those of FIG. 3. They therefore have the same reference numerals in FIG. 5.
  • a peripheral board 67 consists of an analog-digital converter (not shown) (e.g. Burr Brown Type ADC 85-12) for the input of the analog actual value signal (line 32) from the signal converter 31, a circuit (not shown) for Reading in digital data (e.g.
  • SN 74 LS 241 from Texas Instruments Inc., MOS Microcomputer Products, Box 1443 MS 6404, Houston, Texas 77 001, USA
  • a frequency-time Converter (not shown), consisting of commercially available oscillators and counters for the signals from lines 69 and 70 and corresponding auxiliary circuits (not shown) for decoding the addresses and generating the necessary control, control and auxiliary signals
  • a digital-to-analog converter (not shown) (e.g. Burr Brown DAC 71-COB-V) for the output (line 43) (manipulated variable y).
  • a microprocessor 71 (for example Texas Instruments, type TM 990/100 M) which interacts with the circuit board 67 is connected to data bus lines 72, address bus lines 73 and control bus lines 74.
  • the microprocessor 71 contains, by means of a plug-in EPROM memory 75 (eg type TMS 2716 from Texas Instruments Inc.), the necessary computing program, which is determined by the control algorithm is defined.
  • C1 and C2 mean constants, V einl . the infeed speed of the sliver in the pair of rollers 5, T the integration time.
  • the circuit board 67 now processes the input signals as they are called up by the microprocessor 71 and exchanged via the data bus line 72, the address bus line 73 and the control bus line 74 and transmits the calculation result in the form of the manipulated variable y to line 43, which it passes on to the actuator 48.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Or Twisting Of Yarns (AREA)
  • Preliminary Treatment Of Fibers (AREA)
  • Yarns And Mechanical Finishing Of Yarns Or Ropes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausregulieren von Titerschwankungen eines Faserbandes, das durch Verzug in einem Streckwerk aus mehreren Einzelbändern gewonnen wird.
  • Es sind schon Regulierstrecken bekannt, bei denen ein Meßorgan am Streckenauslauf Titerabweichungen des Bandes mißt, mit einem Sollwert vergleicht und durch einen Regler dem Stellglied Korrekturbefehle für festgestellte Abweichungen zuführt. Dieses ändert sodann die Einzugsgeschwindigkeit des Streckwerks und damit den Hauptverzug so lange, bis die Bandnummer (Titer) dem Sollwert entspricht. Da das Band das Meßorgan nach vorgenommenem Regulierverzug durchläuft, ergibt sich automatisch eine laufende Überprüfung der Korrekturwirkung. Solche geschlossene Regelkreise garantieren hervorragende Bandgleichmäßigkeiten (USTER NEWS, Bulletin Nr. 24, Oktober 1976, Seite 1).
  • Obwohl eine solche Regulierung im Normalbetrieb einwandfrei funktioniert, weist sie noch schwerwiegende Nachteile auf. Bei den heute üblichen Hochgeschwindigkeitsstrecken muß bei jedem Wechsel der Ablagekannen die Strecke abgestellt werden, damit ein einwandfreier Wechsel mit sauberer Bandtrennung überhaupt möglich ist und hohe mechanische Belastung der Kannen bzw. des Kannenwechslers vermieden werden kann. Die Folge davon ist, daß sowohl beim Anhalten als auch beim nachfolgenden Starten ein Bandfehler entsteht. Dieser Fehler ergibt sich zwangsläufig beim Abstellen und Anfahren, weil die Drehzahl der Einlaufwalzen des Streckwerkes durch Hilfsschaltungen proportional zur Drehzahl der Lieferwalzen des Streckwerks ist und der Verzug in diesen Betriebsphasen somit konstant bleibt und keine Vergleichmäßigung des Titers eintritt. Dieser Fehler entspricht bei den heute üblichen Auslaufgeschwindigkeiten von ca. 600 m/min etwa ca. 20 m Bandlänge beim Anlauf und ca. 10 m Bandlänge beim Abstellen und beträgt ungefähr die Differenz zwischen Soll- und Ist-Wert der Einlaufbänder. Weil der Kannenwechsel beispielsweise bei der Vorlage von Kannen mit kleinem Fassungsvermögen, wie sie für das Offenendspinnen verlangt werden, im Wechselrhythmus von 2 bis 10 Minuten vorgenommen wird, ist der beschriebene Fehler hier besonders störend. Um den genannten Fehler nur auf kurzer Länge erzeugen zu müssen, wird die Maschine sehr rasch angefahren und abgestellt. Dadurch wird nicht nur das Band zusätzlich beansprucht, so daß die Gefahr eines Bandbruches besteht, sondern auch die Maschine mechanisch ungebührlich hoch beansprucht.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Überwindung der genannten Nachteile mit der Zielsetzung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausregulieren von Titerschwankungen eines Faserbandes zu schaffen, bei denen sowohl beim Anfahren wie beim Abstellen keine Titerabweichungen und übermäßige Beanspruchungen im Faserband entstehen, und zudem die mechanischen Teile der Maschine und die Kannen nur minimal beansprucht werden.
  • Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen 1 bzw. 6 angegebene Erfindung gelöst.
  • Die Erfindung sei anhand von illustrierten Ausführungsbeispielen nachstehend näher erläutert. Es zeigt
    • Fig. 1 den Streckwerksantrieb samt Schema einer Streckwerksregulierung in schematischer Darstellung,
    • Fig. 2 ein Schema eines Reglers,
    • Fig. 3 eine Variante der Vorrichtung gemäß Fig. 1,
    • Fig. 4 ein Schema einer hierzu passenden Variante des Reglers,
    • Fig. 5 ein Schema einer Digitalschaltung.
  • Verzugsfähige Stapelfaserbänder 1, die mittels Walzenpaaren 2 und 3 eines Einlauftisches (nicht gezeigt) einem Streckwerk 4 einer Regulierstrecke (nicht gezeigt) zugeführt werden, gelangen unter einem Anspannverzug von ca. 1.05fach mit der Geschwindigkeit Veinl. zum Eingangswalzenpaar 5, von dort zu einem im Verhältnis eines gewählten Vorverzuges mit höherer Umfangsgeschwindigkeit laufenden Walzenpaar 6, worauf der Hauptverzug mittels des Lieferwalzenpaares 7 mit der Geschwindigkeit Vi erfolgt. Nach Verlassen des zwischen letzteren Walzenpaaren 6 und 7 definierten Hauptverzugsfeldes wird das im Streckwerk entstehende Vlies 8 seitlich mittels eines Trichters 9 zu einem kompakten Band 10 zusammengefaßt und einem Meßwalzenpaar 11, 12 zugeführt. Dieses Meßwalzenpaar kann aus der eine Nute 13 aufweisenden, angetriebenen Walze 11 und der dazu komplementären, in die Nute 13 eingreifenden, nicht angetriebenen Gegenwalze 12 bestehen. Die Distanz D zwischen den Walzenpaaren 7 und 11, 12 liegt bei den heute üblichen Strecken bei ca. 10 mm. Von dort gelangt das Band 10 mittels eines Drehtellers 14 zur Ablage in die darunter aufgestellte Kanne 15. Diese kann drehend angetrieben oder stillstehend sein.
  • Zum Antrieb sämtlicher Walzen dient ein als Stoppmotor ausgebildeter Hauptmotor 16, der über die Antriebsverbindungen 17, 18 und 19 die Walzenpaare 7 und 11, 12 mit konstanter, in einem starren Verhältnis reduzierter Drehzahl antreibt. Diese Drehzahl ist derart, daß das Vlies 8 bzw. das Band 10 mit einer Geschwindigkeit von 600 m/min bis ca. 800 m/min befördert wird. Ein mit einem Element (nicht gezeigt) der Antriebsverbindung 17 berührungslos zusammenwirkender als Näherungsinitiator ausgeführter Impulssignalgeber 20 liefert ein zur Drehzahl des Walzenpaares 7 bzw. 11, 12 proportionales Signal an einen Frequenz/Spannungswandler 21, der ein entsprechendes Spannungssignal Un17 liefert.
  • Die Antriebsverbindung 17 überträgt ferner die Drehbewegung n17 über ein Differentialgetriebe 22 und über Antriebsverbindung 23 mit Drehzahl ns an die in konstantem Verhältnis zueinander umlaufenden, angetriebenen Walzen der Paare 2, 3, 5 und 6. Das Differentialgetriebe 22 besitzt zudem eine mit der variablen Drehzahl n1 angetriebene Antriebsverbindung 24 von einem spannungsgeregelten Gleichstrommotor 25, der über Antriebsverbindung 26 auch einen Regeltachogenerator 27 antreibt. Dessen Ausgänge sind elektrisch einerseits über einen Drehzahlüberwacher 28 mit einer Motorsteuerung 29, andererseits mit einem Additionsglied 30 verbunden. Die Meßwalze 12 ist mechanisch verbunden mit einem Signalwandler 31, der entsprechend der durch die Banddicke (=lokaler Titer) verursachten Auslenkungen der Walze 12 ein repräsentatives Signal über Leitung 32 an ein Additionsglied 33 abgibt, das mit einem von Hand einstellbaren Sollwertpotentiometer 34 verbunden ist, welcher ein Spannungssignal USoll liefert. Das Additionsglied 33 gibt ein der Titerabweichung vom Solltiter proportionales Spannungssignal △U=USoll-UIst über Leitung 35 an einen unten näher beschriebenen P-I-Regler 36 ab, wo es in eine für die Regelung notwendige Spannung UR überführt und einem Regelbereichüberwacher 37 zugeführt wird. Dieser unterbricht bei Überschreiten des eingestellten Regelbereiches die Verbindung 38 zur Motorsteuerung 29. Der Regler 36 ist ferner über Leitung 39 mit der Motorsteuerung 29 verbunden. Eine Leitung 40 führt zu einem Multiplikator 41, der andererseits über Leitung 42 das Signal Un17 vom Frequenzspannungswandler 21 erhält. Der Regler 36 und der Multiplikator 41 bilden zusammen einen Analog-Rechner. Das über Leitung 43 mit dem die Stellgröße liefernden Multiplikator 41 verbundene Additionsglied 30 gibt sein Differenzsignal über einen Schalter 44 an einen Leistungsvorverstärker 45 und danach an den Gleichstrommotor 25 ab. Die Ausgänge der Motorsteuerung 29 besitzen noch je eine Verbindungsleitung 46, 47 zum Schalter 44 und zum Hauptmotor 16. Bei Überschreiten der vorgeschriebenen Höchstdrehzahl des Gleichstrommotors 25 bewirkt der Drehzahlüberwacher 28 das Ausschalten des Motors 25 durch die Motorsteuerung 29. Die Teile 25, 27, 30, 40 und 45 bilden das Stellglied 48, eines geschlossenen Regelkreises.
  • Der Aufbau des Reglers 36 ist aus Fig. 2 zu entnehmen. Er besteht aus einem trägen P-I-Regler 49, einschaltbar für die Stopp-Start-Phase, und aus einem flinken P-I-Regler 50, umschaltbar für die Normalbetriebsphase.
  • Der Regler 49 weist die folgenden Kenngrößen auf:
    • für eine Verstärkerstufe 51 für den P-Anteil:
      Figure imgb0001
      für eine Verstärkerstufe 52 für den I-Anteil:
      Figure imgb0002
      und der Regler 50 die Kenngrößen: für eine Verstärkerstufe 53 für den P-Anteil:
      Figure imgb0003
      für eine Verstärkerstufe 54 für den I-Anteil:
      Figure imgb0004
    Die oben angegebenen Kennwerte sind bezogen auf eine Wegdistanz DW≅100 mm, gemessen zwischen der Klemmlinie des Walzenpaares 7 und derjenigen des Meßwalzenpaares 11, 12.
  • Die Umschaltung von der Start- zur Normalphase und von dieser zur Stopp-Phase erfolgt über Leitung 39, von der Motorsteuerung 29 aus mittels eines Umschalters 55. Die im Regler 36 vorhandenen Operationsverstärker 56 sind im Handel verfügbar, z. B. Type 6P 3521 von Burr Brown, International Airport Park, P.O. Box 11 400, Tuscon, Arizona, USA.
  • In der Startphase arbeitet die Vorrichtung nun wie folgt: Die von Leitung 35 gelieferte Spannung Λ U gelangt vorerst zum trägen Regler 49, dann die von diesem gelieferte Reglerspannung über den Umschalter 55, der von der Motorsteuerung 29 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gebracht wird, zum Regelbereichüberwacher 37. Bei Erreichen der Liefergeschwindigkeit V1 von z. B. ca. 500 m/min wird der Umschalter 55 umgelegt, und der flinke Regler 50 übernimmt das Signal dU aus Leitung 35, wodurch die Normalarbeitsphase eingeleitet wird. Beim Abschalten der Strecke geschieht dasselbe in umgekehrter Reihenfolge. Aufbau und Arbeitsweise mit einem zusätzlichen trägen Regler 49 sind erforderlich, um zu vermeiden, daß der Regler in der Anfang- und Stopp-Phase zufolge mangelnder Trägheit (diese ist unerwünscht im Normalbetrieb) überschwingt und das Streckwerk 4 deshalb Fehlverzüge und Bandbruche produziert. Sowohl der Regler 49 als auch der Regler 50 müssen den sich ändernden Betriebsbedingungen durch entsprechende Einstellung angepaßt werden. Beim Regler 49 ist eine Anpassung der Einstellung mittels des dem Operationsverstärker 56 vorgeschalteten Potentiometers 56a und des Potentiometers 56b des RC-Gliedes an die Beschleunigung und Verzögerung der Maschine erforderlich. Diese Anpassung hängt von der zu erreichenden Endgeschwindigkeit ab. Eine Anpassung an das zu verarbeitende Material ist wegen der vom Material abhängigen Verzugskräfte notwendig. Die Massenträgheit der Kannen samt Inhalt gilt es ebenfalls zu berücksichtigen. Der momentane Betriebszustand, d. h. ob die Maschine bereits warmgelaufen oder ab Kaltstart erfolgt, spielt bei der Einstellung ebenfalls eine Rolle. Beim Abschalten ist zusätzlich der Einfluß unterschiedlicher Abnützung der Bremsbeläge im Motor 16 (Stoppmotor) mit zu berücksichtigen.
  • Der Regler 50 erfordert ein Einjustieren bei Änderung der Liefergeschwindigkeit, z. B. bei Umstellung vom Betrieb mit 400 m/min auf 500 m/min, durch Änderung der entsprechenden Potentiometer 56c und 56d. Diese Einstellarbeit ist zeitlich aufwendig, wenn kein geschickter Bedienungsmann zur Stelle ist. Die Vornahme der Neueinstellung bei Änderung der Betriebsbedingungen darf auch nicht vergessen werden, was zuverlässiges Personal erfordert.
  • Im übrigen arbeitet die Vorrichtung wie folgt: Im Multiplikator 41 wird durch Multiplikation der beiden von Leitungen 40 und 42 gelieferten Spannungssignale laufend die zur Ausregulierung der Titerschwankungen des Faserbandes 10 notwendige Stellgröße y bestimmt, die dem Stellglied 48 zugeführt wird, das seinerseits über das Differentialgetriebe 22 auf die Drehzahl der Streckwerkswalzen 2, 3, 5 und 6 korrigierend einwirkt, so daß laufend Titerschwankungen im zu verstreckenden Band ausreguliert werden, bis der Sollwert erreicht ist.
  • Beim Anfahren beschleunigt sich der Hauptantriebsmotor 16 vom Stillstand auf seine konstante Betriebsdrehzahl n, zu der n17 in einem durch Wechselräder (nicht gezeigt) gegebenen festen Verhältnis steht. Die Motorsteuerung 29 ist mit einer Zeitschalteinrichtung versehen (nicht gezeigt), wodurch der Regelkreis schon beim Einschalten des Hauptmotors 16 eingeschaltet und erst beim Stillstand desselben wieder abgeschaltet wird. Auf diese Weise ist beim Starten und Stoppen der Strecke der den Regelantrieb bildende Gleichstrommotor 25 mit dem Antriebsmotor 16 elektrisch gekoppelt, dies weil der Impulssignalgeber 20 laufend beim Starten und Stoppen den Momentanwert der Drehzahl nmomentan des Walzenpaares 7 erfaßt, so daß im Multiplikator 41 laufend das Produkt der Signale UR x U17 gebildet wird, das für die Ausregulierung der entsprechenden Titerabweichung notwendig ist. Damit wird die Drehzahl der Walzen 2, 3, 5, 6 automatisch proportional der Drehzahl der Walzen 7, 11, 12 nachgeführt und ein einwandfreier Hochlauf bzw. eine einwandfreie Abbremsung erreicht.
  • Der Aufbau und die Arbeitsweise der Vorrichtung gemäß Fig. 1 kann zur Eliminierung der Geschick erfordernden Einstellarbeit weiter vervollkommnet werden, indem die vom Impulssignalgeber 57 (Fig. 3) erzeugte, der Liefergeschwindigkeit Vi, d. h. der Drehzahl n17 proportionale Frequenz dem Frequenz/Spannungswandler 58 zugeführt wird, der eine Spannung U59 über Leitung 59 einem P-I-Regler 60 liefert. Das Signal aus Leitung 59 (Fig. 4) gelangt auf Multiplikatoren 61 und 62, während jenes aus Leitung 35 auf den Multiplikator 61 und einen Multiplikator 63 gelangt. Multiplikator 61 liefert ein Signal V1 x dU (Titer) einer Verstärkerstufe für den P-Anteil 64, und der Multiplikator 63 erhält je ein Signal V1 2 aus Multiplikator 62 und ein Signal △U aus Leitung 35 und gibt deren Produkt V1 2 . △U an die Verstärkerstufe für den I-Anteil 65 ab. Beide Verstärkerstufen 64 und 65 besitzen je einen Operationsverstärker 66, Type 2521 L der Firma Burr Brown. Die Multiplikatoren 61-63 sind Typen 4203 derselben Herkunft. Das an Leitung 40 abgegebene Signal entspricht somit der Summe
    Figure imgb0005
    das dem Multiplikator 41 als titer- und liefergeschwindigkeitsabhängige Größe eingeht. Der Regler 60 und der Multiplikator 41 bilden wiederum den Analogrechner.
  • Bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen wird automatisch beim Hochfahren und Auslaufen die erforderliche Drehzahländerung des Gleichstrommotors 25 proportional zur Titerabweichung und proportional zur Auslaufgeschwindigkeit des Bandes 10, d. h. die Einlaufgeschwindigkeit der Bänder 1 ändert sich proportional zur Auslaufgeschwindigkeit des Bandes 10, und damit ist der Hauptverzug, wie gewünscht, unabhängig von der Drehzahl n17. Weiter ändern sich die Regelparameter beim Hochfahren automatisch in gewünschter Weise von träge zu flink und umgekehrt beim Abstellen. Dies bedeutet, daß für jede Liefergeschwindigkeit der Regler ohne manuelle Eingriffe optimal eingestellt ist. Da das Anfahren und Abstellen unabhängig von der Drehzahl der Streckwerkswalzen einwandfrei beherrscht werden kann, können die Anfahr- und Stopp-Vorgänge langsam ausgeführt werden (d. h. per 5-10 Sekunden entsprechend einer Bandauslaufgeschwindigkeit von bis zu 800 m/min). Dies führt zu einer ganz wesentlichen Verminderung der mechanischen Beanspruchung durch den Wegfall von abruptem Bremsen und Hochfahren der Maschine und zur Reduktion der Bandbruchgefahr.
  • Die vorstehend beschriebenen Analogschaltungen Fig. 3 und 4 können vorteilhaft durch die nachstehend beschriebene Digitalschaltung gemäß Fig. 5 ersetzt werden. Die Elemente 20, 31, 34 und 57 sowie die Leitung 32 entsprechen denjenigen von Fig. 3. Sie tragen somit in Fig. 5 die gleichen Bezugszeichen.
  • Eine Peripherieplatine 67 besteht aus einem Analog-Digital-Wandler (nicht gezeigt) (z. B. Burr Brown Type ADC 85-12) für den Eingang des analogen Istwertsignals (Leitung 32) aus dem Signalwandler 31, einem Schaltkreis (nicht gezeigt) zum Einlesen digitaler Daten (z. B. Type SN 74 LS 241 der Firma Texas Instruments Inc., MOS Microcomputer Products, Box 1443 MS 6404, Houston, Texas 77 001, USA) für den digitalen Eingang aus Leitungen 68, einem Frequenz-Zeit-Wandler (nicht gezeigt), bestehend aus handelsüblichen Oszillatoren und Zählern für die Signale ab Leitungen 69 und 70 sowie entsprechenden Hilfsschaltkreisen (nicht gezeigt) zur Dekodierung der Adressen und der Erzeugung der notwendigen Kontroll-, Steuer- und Hilfssignale, einem Digital-Analog-Wandler (nicht gezeigt) (z. B. Burr Brown DAC 71-COB-V) für den Ausgang (Leitung 43) (Stellgröße y).
  • Ein mit der Platine 67 zusammenwirkender Mikroprozessor 71 (z. B. Texas Instruments, Type TM 990/100 M) ist mit Datenbusleitungen 72, Adreßbusleitungen 73 und Kontrollbusleitungen 74 verbunden. Der Mikroprozessor 71 enthält mittels eines steckbaren Eprom-Speichers 75 (z. B. Type TMS 2716 der Texas Instruments Inc.) das notwendige Rechenprogramm, welches durch den Regelalgorhythmus
    Figure imgb0006
    definiert ist. Darin bedeuten C1 und C2 Konstanten, Veinl. die Einlaufgeschwindigkeit des Faserbandes beim Walzenpaar 5, T die Integrationszeit.
  • Die Platine 67 verarbeitet nun die Eingangssignale, wie sie vom Mikroprozessor 71 abgerufen und über die Datenbusleitung 72, die Adreßbusleitung 73 und die Kontrollbusleitung 74 ausgetauscht werden und übermittelt das Rechenresultat in Form der Stellgröße y an Leitung 43, die es an das Stellglied 48 weitergibt.
  • Diese Digitallösung besitzt eine Reihe besonderer Vorteile:
    • 1. Exakte Nummerhaltung des abgelieferten Faserbandes über längere Zeit und unabhängig von den Umweltbedingungen in der Spinnerei (z. B. Lufttemperatur, Feuchtigkeit) wegen Wegfall der Drift von Elektronikkomponenten. Die Kontrolle, Nachstellung und Nacheichung entfällt, was bei dem Mangel an geeignetem Personal in der Spinnerei von großer Bedeutung ist.
    • 2. Hohe Flexibilität im Betrieb.
      Eine Programmänderung, z. B. neuer Regelalgorhythmus oder andere Parameter, kann durch Austausch des Eprom-Speichers äußerst einfach bewerkstelligt werden. Auch eine zusätzliche Störgrößenaufschaltung kann, falls erwünscht, leicht realisiert werden.
    • 3. Die Übernahme zusätzlicher Kontrollfunktionen, z. B. Feststellung eines Bandbruches, Berechnung, Registrierung, Anzeige und gegebenenfalls Überwachung der Cv-Werte des abgelieferten Bandes ohne großen Mehraufwand.

Claims (16)

1. Verfahren zum Ausregulieren von Titerschwankungen eines in einem Streckwerk einer Regulierstrecke aus mehreren Faserbändern zu einem Einzelband verstreckten Faserbandes, dessen Titer im Auslauf des Streckwerkes gemessen, mit einem Sollwert verglichen und ein Titerabweichungen proportionales Signal einem Regler zugeführt wird, der dem Stellglied mittels einer Stellgröße die Korrekturbefehle zuführt, welches über ein vom Hauptmotor und von einem Regelmotor angetriebenes Differentialgetriebe die Bandeinlaufgeschwindigkeit bis zum Erreichen des Sollwertes ändert, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stellglied (48) zugeführte Stellgröße aus dem Produkt einer zur Hauptmotordrehzahl proportionalen Spannung und einer von der Titerabweichung bestimmten Spannung gebildet wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Titerabweichung bestimmte Spannung von einem P-I-Regler erzeugt wird.
3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Titerabweichung bestimmte Spannung beim Anlauf und Auslauf der Strecke von einem zur Vermeidung des Überschwingens hinreichend träge ausgelegten P-I-Regler erzeugt wird.
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Spannung während der Normalbetriebsphase von einem flinken, Abweichungen vom Sollwert minimal haltenden P-I-Regler erzeugt wird.
5. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bestimmte Spannung von einem Signal beeinflußt wird, das eine Funktion der Auslaufgeschwindigkeit V1 der Strecke ist.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rechner (34,41; 60,41; 67, 71) vorgesehen ist zur Bildung der Stellgröße aus dem Produkt der zur Hauptmotordrehzahl proportionalen, von einem Geber (20) gelieferten Spannung und der aus der Titerabweichung bestimmten Spannung, und der Rechner (36, 41; 60,41; 67, 71) zur Übermittlung der Stellgröße elektrisch mit dem Stellglied (48) und dieses über das Differentialgetriebe (22) mechanisch mit dem Einlaufwalzenantrieb (23) verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (36,41; 60,41) aus einem die Titerabweichung repräsentierende Spannung übernehmenden Regler (36, 60) und einem von diesem bespeisten Multiplikator (41) gebildet ist, der einerseits mit dem Stellglied (48) und andererseits mit dem Geber (20) verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (36) aus einem trägen, in der Anlauf- und Auslaufphase einschaltbaren P-I-Regler (49) und einem in der Normalbetriebsphase einschaltbaren, flinken P-I-Regler (50) besteht.
9. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der träge P-I-Regler (49) die Kennziffern
Figure imgb0007
aufweist für einen Abstand vom Streckwerksauslauf-Walzenpaar (7) zum Meßwalzenpaar (11, 12) von ca. 100 mm.
10. Vorrichtung nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der flinke P-I-Regler die Kennzeichen
Figure imgb0008
aufweist für einen Abstand von ca. 100 mm zwischen dem Streckwerksauslauf-Walzenpaar (7) und dem Meßwalzenpaar (11,12).
11. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (36) zwecks Umschaltung von der Anlauf- und Auslauf- in die Normalbetriebsphase mit einer Motorsteuerung (29) verbunden ist.
12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Motorsteuerung (29) sowohl das Stellglied (48) als auch den Hauptmotor (16) steuert sowie mit einem Regelbereichüberwacher (37) und einem Drehzahlüberwacher (28) verbunden ist.
13. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (60) zusätzlich mit dem Signalgeber (57) verbunden ist, der ein der Streckenauslaufgeschwindigkeit V1 proportionales Signal liefert (Fig. 3).
14. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler (60) automatisch die Kenngrößen
Figure imgb0009
einstellt in Abhängigkeit der ihm zugeführten liefergeschwindigkeitsproportionalen Spannung bei einem Abstand von ca. 100 mm zwischen dem letzten Streckwerkswalzenpaar (7) und den Meßwalzen (11,12).
15. Vorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Rechner (67,71) aus einem Mikroprozessor (71) gebildet ist, der mit dem Geber (20), mit den das von der Titerabweichung bestimmte Signal liefernden Mitteln (31,34) sowie mit dem Stellglied (48) verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Patentanspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (71) mit dem folgenden Regelalgorhythmus arbeitet:
Figure imgb0010
worin C1 und C2 Konstanten, Veinl. die Einlaufgeschwindigkeit des Faserbandes in das Streckwerk und T die Integrationszeit bedeuten.
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