EP0803596A2 - Minimalwert-suchendes Regulierungsverfahren an einer Strecke oder Karde - Google Patents

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EP0803596A2
EP0803596A2 EP97101944A EP97101944A EP0803596A2 EP 0803596 A2 EP0803596 A2 EP 0803596A2 EP 97101944 A EP97101944 A EP 97101944A EP 97101944 A EP97101944 A EP 97101944A EP 0803596 A2 EP0803596 A2 EP 0803596A2
Authority
EP
European Patent Office
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control
value
sliver
card
quality
Prior art date
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EP97101944A
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English (en)
French (fr)
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EP0803596B1 (de
EP0803596A3 (de
Inventor
Joachim Dämmig
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.)
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Original Assignee
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
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Publication date
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Publication of EP0803596A2 publication Critical patent/EP0803596A2/de
Publication of EP0803596A3 publication Critical patent/EP0803596A3/de
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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 technical field of the invention is the setting of a regulating section in the textile industry, which has the task of stretching strips of textile fiber (non-woven fabric) several times and to bring about an equalization by the stretching.
  • a regulating path is described in EP 176 661 B1 , distinguishing between a short-staple spinning mill and a long-staple spinning mill, the regulating path being described as working according to the principle of the open control loop (pre-control) in the context of the long-staple spinning mill.
  • the electronic control system RSB 851 from Rieter Ingolstadt AG which has been accessible to the public since August 1990, also works according to the principle of pre-control, in which the strength of the incoming fiber slivers (total sliver made up of several individual slivers) is mechanically scanned (groove roller) at the entrance to the machine / Feeler roller) is continuously measured and converted into electrical signals.
  • the measured values are fed to an electronic memory with a variable delay.
  • the delay in the measured value means that the corresponding sliver thickness in the sliver can run through the distance between the pair of input feeler rollers and the place of delay.
  • control point is useful.
  • this type of setting eliminates the time-consuming tape test, this type of setting also causes a continuous undesired control movement with regard to the parameters of the pilot control (the electronic regulating system). This constant control movement causes unrest in the control.
  • Machine-internal error influences e.g. defective rollers, slippage of the rollers, play in the gear, etc.
  • the object of the invention is therefore to bring about the acceleration of the optimization as described in the publication mentioned at the outset, but not to design the optimization in such a way that it creates an inherent unrest in the route regulation.
  • the starting point and knowledge of the invention is to leave the on-line adaptation of the parameters of the regulation and to proceed to determine the parameters of the regulation in a pre-operational test or setting on the line or card and to leave it largely unchanged during operation ( Claim 1).
  • a pre-operational set-up a plurality of measured values are determined which represent a quantity which characterizes the quality, relating to the drawn fiber sliver.
  • a function course is determined, the minimum of which corresponds to the value which promises the best adaptation of the regulation to the current sliver.
  • the multiple measured values that are recorded and with which the function curve is determined are measured at a different setting of the regulation, so that an incrementally changing parameter, e.g., for the definition of the function curve to be evaluated. the starting point of the rule of "electronic memory", with each of its increment values is to be assigned to one of the measured values.
  • the most favorable value of a parameter can be determined in the pre-operational test run according to the invention.
  • this value is taken over into the regulation either directly or after going through a plausibility check or else after suggestions to a user and upon his confirmation in order to keep a value that is constant over the long term.
  • this avoids constantly changing the setting values once found to be good for the regulation and thereby running the risk of making changes due to disturbance variables that are not specific to the sliver per se.
  • the CV value which characterizes an amplitude evaluation of the fiber sliver thickness in the selective length range of the fiber sliver supplied, can be used as a quality-characterizing variable.
  • a microprocessor can be used to determine this CV value for a specific tape length and to record it as a quality-identifying measurement value for one of the incrementally changing parameters (claim 8) before the minimum value search is carried out.
  • the one and the other parameters can be optimized in succession (claim 2, claim 3); the non-optimized parameter in each case advantageously does not change its value during the measurement value recording for the minimum value function.
  • the distance between the measured values for the quality-defining quantity can be reduced (claim 11). This improves the recognizability of the minimum, since an excessively good quality of the incoming fiber sliver shows an only weakly pronounced minimum of the CV measured values above the respective incrementally adjusted regulation parameter. If the minimum becomes too flat, a differentiation or an approximate method can also be used for the evaluation.
  • the equidistant values for the control starting point are advantageously based on the distance between the pair of input rollers and the delay point; they will therefore be standardized in a unit of length.
  • the proposals according to the invention work faster and at the same time more precisely, avoiding that non-fiber-band-specific influences have an influence on the adaptation of the regulation.
  • the minimum value search is a piece of work that can be easily performed algorithmically by a computer.
  • a user is proposed one or more values for setting the regulation, which the user can then use or reject.
  • a major advantage of measuring the strip before it is deposited is that errors caused by the deposit no longer have any influence on the optimization, as was the case when a CV value was determined in the textile laboratory or when the "strip test" was the case , in which the stretched sliver was removed after the sliver had been deposited in the can and was broken down in sections into sorts of different sliver lengths in order to obtain information about the quality of the adjustment of the regulation via the respective weight.
  • only one pointer position is used as a write-out point (read) and write-in point (write) on a memory.
  • the start and end of the measured value memory are marked by two limit values, which can also be designed as pointers, but which are not incremented over time, but only change their values if the control starting point of the precontrol is to be changed.
  • the aim of the control and regulation is to know the warping point 21 in the warping field VF, in which there is a strong fiber warping of the incoming sliver 20, as precisely as possible and to ensure that it is from a thickness measurement signal d 0 (n), that comes from a pair of input rollers, which is upstream of the center rollers M and possibly these upstream inlet rollers, is influenced via a channel or pilot control 10 in such a way that a change in distortion occurs by changing the speed of the center rollers M precisely when a changed thickness d 0 , which was previously measured, is in the delay point 21.
  • the sliver 20 is composed of several individual strands, which are brought together in front of the input feeler rollers, not shown here, and whose thickness is determined together.
  • the thickness of the band 20 changes, the warping in the warping field VF must change accordingly, which is achieved via a pilot control 10.
  • the speed v 0 of the center rolls M is changed while the speed of the delivery rolls L remains constant, which in the example shown here has about six times the delivery speed when six fiber slivers are brought together to form a strand 20 at the entrance.
  • a corresponding channel for the speed v 0 over 1/6 of the stationary speed 6 ⁇ v 0 of the delivery rollers L can also be integrated in the pilot control 10.
  • the mechanical part ends behind the delivery rolls L with calender rolls F for drawing off the drawn fiber sliver 20a.
  • a jug can serve as a shelf.
  • a measurement is made on the drawn fiber sliver behind the exit of the delivery rollers L and before the deposit. In the example shown here, this measurement relates to the pair of calender rolls with which the quality of the sliver 20a can be measured after stretching. It is suitable as a quality-defining quantity of the CV% value, which can be measured directly during the transport of the sliver (see publication by Rieter Link, issue 2/95, pages 14 and 15).
  • the samples (measured values) present in discrete length samples are provided as a CV value by calculation over a defined length.
  • the CV value forms an evaluation variable of a system control 11.
  • the controller 11 receives an optimization command "OPT" and uses it to generate commands for incrementing the control starting point R and gain K.
  • sliver 20 is stretched between center rolls M and delivery rolls L and conveyed into a can by a depositing device. Separate measurements or examinations of the deposited tape 20a do not need to take place, however, since the CV value measurement is provided with the measuring device 12.
  • the control sets an arbitrary, usually a suspected, first value R min , previously determined from empirical values (eg table), for the control starting point in a channel of the pilot control 10.
  • the empirical value from the material table can be entered using a keyboard.
  • a knowledge memory integrated in the control 11 can also provide the empirical value from a stored table on demand.
  • CV 1 a CV value is recorded, which is designated CV 1 in FIG. 2a .
  • This measured value from the measuring device 12 is written into a memory area of the controller 11.
  • the control point R of the pilot control 10 set first is then changed by at least one increment. Again, the tape 20 will run for a certain time until the corresponding CV 2 value is stored by the controller 11 in the same memory area.
  • control starting point is incremented further and a CV 3 value is measured again until a reasonable number (approx. 5, 10 or 15 measured values) is available, oriented between a minimum control starting point R min and a maximum control starting point R max .
  • the function a (R) thus formed in the memory area of the controller 11 can be examined to a minimum by evaluation methods, which can be assumed at R 0 in the case of the function shown in FIG. 2a, where the minimum CV min is.
  • the position recognized as the minimum CV min of the function a also denoted by a m , defines the best setting for the control starting point R of the pilot control 10, with the gain factor K initially kept constant in the channel for the thickness measurement signal d 0 (n).
  • this control point of use can be transferred to the electronic memory of the pilot control 10, if necessary after having passed a plausibility check and confirmed by the operator.
  • n where n should be between 5 and 10, does not lead to a usable result for K 0 as the best value for the gain and R 0 as the best value for the control starting point, one or the other curve can also be differentiated from the program control in the controller 11 to make the minimum clearer.
  • the differentiation means that it is not a minimum but a zero crossing of the differentiated function that must be determined, which is possible with the measurement functions a (R) and b (K) running to a certain extent.
  • R 0 and K 0 are adopted directly in the pilot control 10 before the actual production operation of the line is started.
  • the determined values for R and K can, however, also first be proposed to the operator who, if explicitly requested, accepts them in the pilot control 10 by actuating an input element (key).
  • a plausibility check can be provided, which uses a predefined admissibility window between two limit values for a certain quality of sliver 20 in order to obtain the best value determined by the minimum search then check whether it is in this window.
  • the parameters for the control point of operation and for the amplification of the pilot control 10 set for the production operation are no longer changed during the production operation, but rather remain constant. At large time intervals or if it is suspected that these parameters are no longer the best setting for the route, a new minimum value search can be carried out in a setting on the route, for which the production will be briefly interrupted.
  • the control point R can be set corresponds to the distance or distance that a piece of tape needs from the measuring point to the delay point. If the optimization is immediately based on distances, the changes in the control point of application can be 3 mm, between two measured values CV 1 and CV 2 . The distances to the other measured values can also be the same in order to obtain a path-constant scanning. Only when the CV value has been measured with a sufficiently large number of individual measurements is a secure value available for storage as a quality measurement of the functions a (R) and b (K).
  • the quality functions a (R) and b (K) can be determined continuously in the setting run without stopping and adjusting the belt.
  • the process is extremely fast, user-friendly and very quiet in terms of control technology for the actual production operation with the best possible parameters.
  • the hardware or software implementation in the controller 11 for changing the control starting point R of the pilot control 10 is implemented with a variable memory length. Measured values that originate from the thickness measurement d 0 (n), the instantaneous values of the current values, are continuously written into these memory cells arranged in the memory represent the strip thickness running through the pair of input rollers.
  • the memory in which the length-discrete measured values mentioned are stored has a changing length or - shown in a circle - an expanding and reducing extent if one assumes the same distance between the stored values on the circumference of the circle.
  • the measured values are stored in the memory by specifying a pointer value (pointer) and read out at the same location.
  • pointer pointer
  • the delay between two read-write cycles for a memory cell corresponds to the path from the measuring point to the point of warp between the center rollers and the delivery rollers (standard starting point). The start and end of the memory are therefore in the same place.
  • the old value is read first, which now specifies the thickness that is in the delay point, and then the new value is stored as the thickness value that has just been measured via the pair of tas rolls with the time-discrete value d 0 (n).
  • the old value corresponds to the previous cycle, the new value is that of the current cycle.
  • the memory length does not change continuously. There are also no need for two pointers, one of which defines the place of writing and the other of which defines the place of reading.

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Abstract

Vorgeschlagen wird ein Verfahren zum direkten Ermitteln von Einstellwerten für Regeleinsatzpunkt und/oder Verstärkung (R,K) einer im Verzug von Faserband einstellbaren Strecke oder Karde, bei dem die Steuerung der einstellbaren Strecke oder Karde mindestens eine Vorsteuerung (10) aufweist, um den Verzug des Faserbandes (20) zu verändern. Es ist Aufgabe der Erfindung, die Optimierung zu beschleunigen, die Optimierung aber nicht so zu gestalten, daß sie eine inhärente Unruhe der Streckenregulierung erzeugt. Erreicht wird das, wenn anhand von mehreren Meßwerten (CV1,CV2,CV3) einer qualitäts-kennzeichnenden Größe, wie CV-Wert, eine Funktion (a,b) ermittelt wird, deren Minimum (am,bm) einen optimierten Parameter, wie Regeleinsatzpunkt oder Verstärkung (R0,K0), für die Steuerung (10) der Strecke oder Karde ergibt; und der optimierte Parameter in einem vorbetrieblichen Test- oder Einstellauf der Strecke oder Karde ermittelt wird und im Betrieb weitgehend unverändert bleibt. <IMAGE>

Description

  • Das technische Gebiet der Erfindung ist die Einstellung einer Regulierstrecke in der Textilindustrie, die die Aufgabe hat, Bänder aus Textilfaser (Faservlies) mehrfach zu verstrecken und durch die Verstreckung eine Vergleichmäßigung herbeizuführen.
  • Ein Beispiel einer Regulierstrecke ist in EP 176 661 B1 beschrieben, unter Unterscheidung zwischen einer Kurzstapelspinnerei und Langstapelspinnerei, wobei im Rahmen der Langstapelspinnerei die Regulierstrecken als nach dem Prinzip des offenen Regelkreises (Vorsteuerung) arbeitend beschrieben wird. Auch nach dem Prinzip der Vorsteuerung arbeitet das durch Benutzung der Öffentlichkeit seit etwa August 1990 zugänglich gewordene elektronische Reguliersystem RSB 851 der Rieter Ingolstadt AG, bei dem am Eingang der Maschine die Stärke der einlaufenden Faserbänder (aus mehreren Einzelbändern zusammengelegtes Gesamtband) mittels mechanischer Abtastung (Nutwalze/Tastwalze) kontinuierlich gemessen wird und in elektrische Signale umgewandelt wird. Die Messwerte werden einem elektronischem Gedächtnis mit variabler Verzögerung zugeführt. Durch die Veränderung der Verzögerung wird bei der RSB 851 erreicht, daß die Verzugsänderung zwischen Mittelwalze und Lieferwalze der Strecke genau in dem Augenblick erfolgt, zu dem sich das zuvor vom Tastrollenpaar gemessene Bandstück mit geänderter Dicke im Verzugspunkt befindet. Die Verzugsänderung wirkt also genau zu dem Zeitpunkt im Haupt-Verzugsfeld, zu dem sie benötigt wird. Die Verzögerung des Meßwertes bewirkt, daß die entsprechende Banddicke im Faserband den Abstand zwischen Eingangs-Tastwalzenpaar und Verzugsort durchlaufen kann. Wenn die Banddicke den fiktiven Verzugspunkt im Verzugsfeld ereicht, wird der entsprechende Meßwert durch das elektronische Gedächtnis freigegeben. Dieser Abstand zwischen Meßort des Tastwalzenpaares und Verzugsort wird Regeleinsatzpunkt R genannt. Ist der Regeleinsatzpunkt erreicht, erfolgt in Abhängigkeit vom Meßwert eine Stellhandlung am Regelmotor.
  • In der Vergangenheit wurde der Regeleinsatzpunkt auch "Laufzeit T" genannt. Da das Abtastsystem zur Gewinnung von Meßwerten bei der RSB 851 aber unabhängig von der Geschwindigkeit des Faserbandes stets kontant vorgegebene Faserbandabschnitte abtastet, ist der Begriff Regeleinsatzpunkt sinnvoll.
  • Die Einstellung der Vorsteuerung und damit des elektronischen Gedächtnisses ist nicht unproblematisch und erfordert vor Inbetriebnahme eine zeitaufwendige Anpassung. Zur Kontrolle der eingestellten Steuerungsparameter konnte in Zeitabständen vom Bediener ein sogenannter Bändertest vorbereitete werden (beschrieben in der Bedienungsanleitung, Strecke RSB 851(4135), SB 851(4131) "Rieter Spinning Systems" der Schubert & Salzer Maschinenfabrik AG vom August 1990, Pkt. 4.5.6, Seite 40 - 42). Deshalb ist versucht worden, die Paramter der Vorsteuerung, bestehend aus dem Regeleinsatzpunkt und einer Verstärkung on-line anzupassen, wobei in einer dauernden Regelbewegung die Parameter der Vorsteuerung aufgrund von Meßwerten am Ausgang des Streckwerkes beeinflußt werden. Diese Art der Einstellung läßt zwar den zeitaufwendigen Bändertest entfallen, diese Art der Einstellung bewirkt aber auch eine kontinuierliche unerwünschte Regelbewegung hinsichtlich der Parameter der Vorsteuerung (des elektronischen Reguliersystems). Diese dauernde Regelbewegung sorgt für Unruhe in der Steuerung. Maschineninterne Fehlereinflüsse (z.B. schadhafte Walzen, Schlupf der Walzen, Spiel im Getriebe u.a.) können sich auf das Faserband auswirken, obwohl sie als Fehler im einlaufenden Faserband nicht enthalten waren. Aber nur Einflüsse des einlaufenden Faserbandes sind erwünscht und diese können im auslaufenden, verstreckten Faserband nicht ohne weiteres von den maschineninternen Einflüssen getrennt werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Beschleunigung der Optimierung ebenso herbeizuführen, wie das in der eingangs erwähnten Druckschrift umschrieben ist, die Optimierung aber nicht so zu gestalten, daß sie eine inhärente Unruhe der Streckenregulierung erzeugt.
  • Ausgangspunkt und Erkenntnis der Erfindung ist es dabei, die on-line-Adaption der Parameter der Regulierung zu verlassen und dazu überzugehen, die Parameter der Regulierung in einem vorbetrieblichen Test- oder Einstellauf der Strecke oder Karde zu ermitteln und im Betrieb weitgehend unverändert zu belassen (Anspruch 1). In dem vorbetrieblichen Einstellauf werden eine Mehrzahl von Meßwerten ermittelt, die eine qualitätskennzeichnende Größe, betreffend das verstreckte Faserband, darstellen. Anhand dieser mehreren Meßwerte wird ein Funktionsverlauf bestimmt, dessen Minimum demjenigen Wert entspricht, der die beste Anpassung der Regulierung an das aktuelle Faserband verspricht. Die mehreren Meßwerte, die aufgezeichnet werden und mit denen der Funktionsverlauf ermittelt wird, werden bei einem jeweils anderen Einstellwert der Regulierung gemessen, so daß für die Definition des auszuwertenden Funktionsverlaufs ein sich incrementell ändernder Parameter, z.B. der Regeleinsatzpunkt des "elektronischen Gedächtnisses", mit jedem seiner Incrementwerte einem der Meßwerte zuzuordnen ist.
  • Aufgrund der Minimalwert-Ermittlung kann gemäß der Erfindung der günstigste Wert eines Parameters im vorbetrieblichen Testlauf ermittelt werden. Dieser Wert wird gemäß der Philosophie der Erfindung entweder direkt oder nach Durchlaufen einer Plausibilitätskontrolle oder aber nach Vorschlagen an einen Benutzer und auf dessen Bestätigung hin in die Regulierung übernommen, um im Betrieb ein längerfristig konstant gehaltener Wert zu bleiben. Gemäß der Erfindung wird dabei vermieden, die einmal als gut befundenen Einstellwerte für die Regulierung laufend zu ändern und dabei in die Gefahr zu geraten, Änderungen aufgrund von Störgrößen vorzunehmen, die für das Faserband an sich nicht spezifisch sind.
  • Gute Einstellwerte werden also beibehalten, nicht on-line dauernd verändert.
  • Als qualitäts-kennzeichnende Größe kann der CV-Wert herangezogen werden, der als kontinuierlich gemessene Größe eine Amplitudenauswertung der Faserbanddicke im selektiven Längenbereich gelieferten Faserbandes charakterisiert. Ein Mikroprozessor kann dazu verwendet werden, diesen CV-Wert für eine bestimmte Bandlänge zu bestimmen und als einen qualitätskennzeichnenden Meßwert für einen der sich incrementell ändernden Parameter in einen Speicherbereich aufzunehmen (Anspruch 8), bevor die Minimalwert-Suche erfolgt.
  • In gleicher Weise kann ein weiterer Parameter der Regulierung vorbetrieblich optimiert werden, namentlich die Verstärkung K der Vorsteuerung.
  • Nacheinander kann jeweils der eine und der andere Parameter optimiert werden (Anspruch 2, Anspruch 3); der jeweils nicht optimierte Parameter ändert vorteilhaft seinen Wert während der Meßwert-Aufzeichnung für die Minimalwert-Funktion nicht.
  • Bei Erkennen einer langfristig besseren Qualität des einlaufenden Faserbandes (am Eingangs-Tastrollenpaar) kann der Abstand der Meßwerte für die qualitäts-kennzeichnende Größe herabgesetzt werden (Anspruch 11). Damit wird die Erkennbarkeit des Minimums verbessert, da eine zu gute Qualität des einlaufenden Faserbandes ein nur noch schwach ausgeprägtes Minimum der CV-Meßwerte über dem jeweilig incrementell verstellten Parameter der Regulierung zeigt. Wird das Minimum zu flach, kann bei der Auswertung auch eine Differenzierung oder eine approximative Methode eingesetzt werden.
  • Langfristig gute Qualität kann in der Zeitdauer etwa einer Kannenfüllung des versteckten Bandes liegen.
  • Wird im vorbetrieblichen Test- oder Einstellauf einer der Parameter quasi-kontinuierlich (incrementell in kleinen Schritten, aber langfristig kontinuierlich) verändert, so kann nach einem jeweiligen Incrementalschritt eine gewisse Zeit vergehen und das Band durch die Strecke oder Karde hindurchlaufen, ohne daß die qualitäts-kennzeichnende Größe gemessen wird oder ihre Meßwerte für die Funktion zur Ermittlung des Minimums berücksichtigt werden (Anspruch 12).
  • Vorteilhaft orientieren sich die äquidistanten Werte für den Regeleinsatzpunkt an dem Abstand zwischen Eingangs-Tastrollenpaar und Verzugspunkt; sie werden also in einer Längeneinheit normiert sein.
  • Die erfindungsgemäßen Vorschläge arbeiten schneller und gleichzeitig genauer, wobei vermieden wird, daß nicht faserband-spezifische Einflüsse auf die Adaption der Regulierung Einfluß nehmen. Die Minimalwertsuche ist eine algorithmisch von einem Rechner ohne weiteres auszuführende Arbeit. Als Ergebnis erst wird einem Benutzer ein oder mehrere Wert(e) für die Einstellung der Regulierung vorgeschlagen, die dieser dann verwenden oder verwerfen kann.
  • Ein gewichtiger Vorteil der Messung des Bandes vor der Ablage liegt darin, daß Fehler durch die Ablage keinen Einfluß mehr auf die Optimierung haben, wie das noch bei einer CV-Wert-Ermittlung im Textillabor der Fall war oder bei dem "Bändertest" der Fall war, bei dem nach Ablage des Faserbandes in der Kanne das verstreckte Faserband herausgenommen wurde und abschnittsweise in Sortierungen von unterschiedlichen Bandlängen zerlegt wurde, um über das jeweilige Gewicht Aussagen über die Qualität der Einstellung der Regulierung zu erhalten.
  • Entsprechend der incrementellen Einstellung der Parameter der Regulierung wird ergänzend eine Lösung für die störungsfreie Veränderung des Regeleinsatzpunktes vorgeschlagen (Anspruch 14), die nicht mehr mit zwei Zeigern auf einen Meßwertspeicher arbeitet, die in einem Regeleinsatzpunkt von mehreren Speicherwerten neue Meßwerte einspeichern und alte, verzögerte Meßwerte auslesen. Stattdessen wird die Anzahl der Speicherplätze des Zyklusses abhängig von der Laufzeit der Regulierung verändert, so daß auf zwei beabstandete Zeiger verzichtet werden kann.
  • Dadurch ergibt sich ein vereinfachter Algorithmus und weniger Störanfälligkeit bei einer Änderung des Regeleinsatzpunktes der Vorsteuerung in der Regulierung.
  • Gemäß Anspruch 15 wird nur noch eine Zeigerposition als Ausschreibstelle (Lesen) und Einschreibstelle (Schreiben) auf einen Speicher verwendet. Der Anfang und das Ende des Meßwertspeichers wird durch zwei Grenzwerte markiert, die auch als Zeiger ausgestaltet sein können, die aber nicht mit der Zeit incrementiert werden, sondern ihre Werte nur dann ändern, wenn der Regeleinsatzpunkt der Vorsteuerung verändert werden soll.
  • Die Erfindung(en) werden nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt.
    • Figur 1
    ist eine schematische Darstellung des Streckbereichs zwischen einem Mittenwalzenpaar M und einem Lieferwalzenpaar L mit einem dazwischenliegenden Verzugsfeld VF, in dem das Faserband 20 mehrfach verstreckt wird. Erkennbar ist die in Form von Blockschaltbildern vorgesehene Regulierung mit Vorsteuerung 10 sowie einer Steuerung 11, die Regeleinsatzpunkt R und Verstärkung K der Strecken-Vorsteuerung 10 verändert.
    Figur 2a
    ist eine Darstellung der Minimalwert-Suche für den einen Parameter (Regeleinsatzpunkt).
    Figur 2b
    ist eine flacher verlaufende Qualitätsfunktion b mit einem Minimalwert bmin für die Bestimmung der optimalen Verstärkung K0 der Regulierung 10.
  • In der Figur 1 sind mechanische und elektronische Elemente schematisch dargestellt, um deren Zusammenwirken in steuerungstechnischer und regelungstechnischer Hinsicht zu erläutern. Ziel der Steuerung und Regelung ist es, den Verzugspunkt 21 im Verzugsfeld VF, in dem ein starker Faserverzug des einlaufenden Faserbandes 20 entsteht, so genau wie möglich zu kennen und dafür zu sorgen, daß es von einem Dickenmess-Signal d0(n), das von einem Eingangs-Tastrollenpaar stammt, das den Mittenwalzen M und ggf. diesen vorgeschalteten Einlaufwalzen vorgelagert ist, über einen Kanal oder Vorsteuerung 10 so beeinflußt wird, daß eine Verzugsänderung durch Verändern der Geschwindigkeit der Mittenwalzen M genau dann eintritt, wenn eine geänderte Dicke d0, die zuvor gemessen wurde, sich im Verzugspunkt 21 befindet.
  • Das Faserband 20 setzt sich aus mehreren Einzelsträngen zusammen, die vor den hier nicht dargestellten Eingangs-Tastrollen zusammengeführt werden und deren Dicke gemeinsam bestimmt wird. Abhängig von der Qualität des Faserbandes und abhängig davon, ob ein Faserband dicker oder dünner oder ggf. gerissen ist, ändert sich die Dicke des Bandes 20, entsprechend muß sich der Verzug im Verzugsfeld VF ändern, was über eine Vorsteuerung 10 erreicht wird. Mit dieser Vorsteuerung 10 wird die Geschwindigkeit v0 der Mittenwalzen M verändert, bei weiterhin konstanter Geschwindigkeit der Lieferwalzen L, die im hier dargestellten Beispiel etwa die sechsfache Liefer-Geschwindigkeit haben, wenn sechs Faserbänder am Eingang zu einem Strang 20 zusammengeführt werden. Ein entsprechender Kanal für die Geschwindigkeit v0 über 1/6 der stationären Geschwindigkeit 6·v0 der Lieferwalzen L kann in der Vorsteuerung 10 ebenfalls integriert sein.
  • Der mechanische Teil endet hinter den Lieferwalzen L mit Kalanderwalzen F zum Abzug des verstreckten Faserbandes 20a. Als Ablage kann eine Kanne dienen. Hinter dem Ausgang der Lieferwalzen L und vor der Ablage wird eine Messung am verstreckten Faserband vorgenommen. Diese Messung betrifft im hier dargestellten Beispiel das Kalanderwalzenpaar, mit dem die Qualität des Faserbandes 20a nach dem Verstrecken gemessen werden kann. Es eignet sich als qualitäts-kennzeichnende Größe der CV%-Wert, der während des Transports des Faserbandes direkt gemessen werden kann (vgl. Veröffentlichung von Rieter Link, Heft 2/95, Seiten 14 und 15). Die in längendiskreten Abtastwerten vorliegenden Abtastwerte (Meßwerte) werden durch eine Berechnung über eine definierte Länge als CV-Wert bereitgestellt. Der CV-Wert bildet eine Bewertungsgröße einer Systemsteuerung 11.
  • Die Steuerung 11 erhält einen Optimierungsbefehl "OPT" und erzeugt daraus Befehle für die Incrementierung von Regeleinsatzpunkt R und Verstärkung K.
  • In einem Einstell- oder Testlauf wird Faserband 20 zwischen Mittenwalzen M und Lieferwalzen L verstreckt und von einer Ablagevorrichtung in eine Kanne gefördert. Separate Messungen oder Untersuchungen des abgelegten Bandes 20a brauchen indes nicht stattzufinden, da die CV-Wert-Messung mit der Meßvorrichtung 12 vorgesehen ist. Auf einen Befehl "OPT" hin stellt die Steuerung einen beliebigen, meist einen vermuteten, zuvor aus Erfahrungswerten (z.B. Tabelle) ermittelten ersten Wert Rmin für den Regeleinsatzpunkt in einem Kanal der Vorsteuerung 10 ein. Der Erfahrungswert aus der Materialtabelle kann über eine Tastatur eingegeben werden. Es kann aber auch ein in der Steuerung 11 integrierter Wissensspeicher auf Abruf den Erfahrungswert aus einer gespeicherten Tabelle bereitstellen. Nach Durchlauf einer gewissen Menge Bandes, die gerade so lang sein sollte, daß daraus ein eindeutiger CV-Wert berechnet werden kann, wird ein CV-Wert festgehalten, der in Figur 2a mit CV1 bezeichnet ist. Dieser Messwert aus der Meßvorrichtung 12 wird in einen Speicherbereich der Steuerung 11 geschrieben. Danach wird der zuerst eingestellte Regeleinsatzpunkt R der Vorsteuerung 10 um mindestens eine Incrementgröße verändert. Wieder wird das Band 20 eine gewisse Zeit laufen, bis der entsprechende CV2-Wert von der Steuerung 11 in demselben Speicherbereich abgelegt wird.
  • In gleicher Weise erfolgt eine weitere Incrementierung des Regeleinsatzpunktes und eine weitere Messung eines CV3-Wertes, bis eine vernünftige Anzahl (ca. 5, 10 oder 15 Messwerte) zur Verfügung steht, orientiert zwischen einem minimalen Regeleinsatzpunkt Rmin und einem maximalen Regeleinsatzpunkt Rmax. Die sich im Speicherbereich der Steuerung 11 damit bildende Funktion a(R) kann durch Auswertemethoden auf ein Minimum hin untersucht werden, das im Fall der in Figur 2a gezeichneten Funktion bei R0 angenommen werden kann, wo das Minimum CVmin liegt. Die als Minimum CVmin der Funktion a erkannte Position, auch mit am bezeichnet, definiert die beste Einstellung für den Regeleinsatzpunkt R der Vorsteuerung 10, bei zunächst konstant gehaltenem Verstärkungsfaktor K im Kanal für das Dickmess-Signal d0(n).
  • Ist ein Minimum am für die Einstellung des Regeleinsatzpunktes des elektronischen Gedächtnisses der Vorsteuerung 10 einmal ermittelt, so kann dieser Regeleinsatzpunkt - ggf. nach Durchlaufen einer Plausibilitätskontrolle und bestätigt durch den Bediener - in das elektronische Gedächtnis der Vorsteuerung 10 übernommen werden. Danach wird derselbe Test- und Einstellauf für die Ermittlung einer in Figur 2b gezeigten Funktion b(k) durchgeführt, wobei diese Qualitätsfunktion abhängig von der sich ändernden Verstärkung K ist. Die Praxis hat gezeigt, daß diese Funktion in der Regel flacher verläuft und ein nicht so deutlich ausgeprägtes Minimum CV min =b m
    Figure imgb0001
     aufweist. Sofern die Auswertung der reinen Messwerte CVi, i=1...n
    Figure imgb0002
    , wobei n zwischen 5 und 10 liegen sollte, nicht zu einem brauchbaren Ergebnis für K0 als bester Wert für die Verstärkung und R0 als bester Wert für den Regeleinsatzpunkt führt, kann die eine oder andere Kurve auch von der Programmsteuerung in der Steuerung 11 differenziert werden, um das Minimum deutlicher zu machen. Die Differenzierung führt dazu, daß nicht ein Minimum, sondern ein Nulldurchgang der differenzierten Funktion ermittelt werden muß, was bei einigermaßen stetig verlaufenden Messfunktionen a(R) und b(K) möglich ist.
  • Sind gemäß obiger Vorgehensweise Bestwerte gefunden worden für R0 und K0, so können diese Werte direkt in die Vorsteuerung 10 übernommen werden, bevor der tatsächliche Produktionsbetrieb der Strecke aufgenommen wird. Die ermittelten Werte für R und K können aber auch zunächst dem Bediener vorgeschlagen werden, der sie auf expliziten Wunsch durch Betätigung eines Eingabeorgans (Taste) in die Vorsteuerung 10 übernimmt.
  • Zur Sicherstellung, daß nicht aufgrund zufälliger Einflüsse ein irriger Wert für R und K für den tatsächlichen Produktionsbetrieb eingestellt wird, kann eine Plausibilitätskontrolle vorgesehen sein, die für eine bestimmte Qualität von Faserband 20 ein vordefiniertes Zulässigkeitsfenster zwischen zwei Grenzwerten heranzieht, um den durch Minimumsuche ermittelten Bestwert daraufhin zu überprüfen, ob er in diesem Fenster liegt.
  • Der so für den Produktionsbetrieb eingestellte Parameter für den Regeleinsatzpunkt und für die Verstärkung der Vorsteuerung 10 wird während des Produktionsbetriebes nicht mehr verändert, sie bleiben vielmehr konstant. In großen Zeitabständen oder bei Vermutung, daß diese Parameter nicht mehr die beste Einstellung für die Strecke sind, kann eine erneute Minimalwertsuche in einem Einstellauf der Strecke vorgenommen werden, wofür die Fertigung kurzzeitig unterbrochen werden wird.
  • Anhand einiger beispielhafter Zahlenwerte kann ermessen werden, welche genaue Einstellung für den Regeleinsatzpunkt R mit der minimalwert-suchenden Optimierung möglich ist. Geht man von einem Weg von etwa einem Meter (1m) zwischen der Meßstelle und dem Verzugspunkt aus, so entspricht der einzustellende Regeleinsatzpunkt R dem Weg bzw. Abstand, den ein Bandstück vom Meßort zum Verzugspunkt benötigt. Orientiert man die Optimierung sogleich an Wegstrecken, so können die Veränderungen des Regeleinsatzpunktes 3mm sein, zwischen zwei Meßwerten CV1 und CV2. Auch die Abstände zu den anderen Meßwerten können gleich sein, um eine wegkonstante Abtastung zu erhalten. Erst wenn die Messung des CV-Wertes mit ausreichend großer Zahl von Einzelmessungen erfolgte, steht ein gesicherter Wert für die Abspeicherung als Qualitäts-Meßwert der Funktion a(R) und b(K) zur Verfügung.
  • Im Einstellauf kann mit dieser Vorgehensweise damit in kontinuierlicher Weise die Qualitätsfunktion a(R) und b(K) ohne Stoppen und Einstellen des Bandes ermittelt werden. Das Verfahren ist so in hohem Maße schnell, bedienerfreundlich und für den tatsächlichen Produktionsbetrieb mit bestmöglich angepaßten Parametern steuerungstechnisch sehr ruhig.
  • Die hardwaretechnische oder softwaretechnische Realisierung in der Steuerung 11 zur Veränderung des Regeleinsatzpunktes R der Vorsteuerung 10 wird mit einer veränderlichen Speicherlänge realisiert. In diese im Speicher angeordneten Speicherzellen werden Meßwerte laufend eingeschrieben, die von der Dickenmessung d0(n) stammen, die Momentanwerte der aktuell an dem Eingangs-Tastrollenpaar hindurchlaufenden Banddicke darstellen.
  • Der Speicher, in den die erwähnten längendiskreten Meßwerte eingespeichert werden, hat eine sich verändernde Länge oder - im Kreis dargestellt - einen sich aufblähenden und reduzierenden Umfang, wenn man gleichen Abstand der Speicherwerte auf dem Umfang des Kreises annimmt. Im realen Speicherbereich - linear und nacheinander angeordnet - werden die Meßwerte über Vorgabe eines Zeigerwertes (Pointer) in den Speicher abgelegt und an derselben Stelle ausgelesen. Die Verzögerung zwischen zwei Lese-Schreib-Zyklen für eine Speicherzelle entspricht dem Weg von der Meßstelle bis hin zum Verzugspunkt zwischen den Mittenwalzen und den Lieferwalzen (Regeleinsatzpunkt). Der Anfang und das Ende des Speichers liegen also an derselben Stelle.
  • An der beschriebenen Einschreibstelle wird zuerst der alte Wert gelesen, der jetzt die Dicke angibt, die sich im Verzugspunkt befindet, und dann der neue Wert als Dickenwert eingespeichert, der gerade über das Tasrollenpaar mit dem zeitdiskreten Wert d0(n) gemessen worden ist. Der alte Wert entspricht dem vorhergehenden Zyklus, der neue Wert ist derjenige des aktuellen Zyklus.
  • Es ändert sich also die Speicherlänge nicht laufend. Es werden auch keine zwei Zeiger benötigt, von denen der eine Zeiger den Ort des Einschreibens und der andere Zeiger den Ort des Auslesens definiert.

Claims (17)

  1. Verfahren zum direkten Ermitteln von Einstellwerten für Regeleinsatzpunkt und/oder Verstärkung (R,K) einer im Verzug von Faserband einstellbaren Strecke oder Karde, bei dem die Steuerung der einstellbaren Strecke oder Karde mindestens eine Vorsteuerung (10) aufweist, um den Verzug des Faserbandes (20) zu verändern,
    dadurch gekennzeichnet, daß
    (a) anhand von mehreren Meßwerten (CV1,CV2,CV3) einer qualitäts-kennzeichnenden Größe, wie CV-Wert, eine Funktion (a,b) ermittelt wird, deren Minimum (am,bm) einen optimierten Parameter, wie Regeleinsatzpunkt oder Verstärkung (R0,K0), für die Steuerung (10) der Strecke oder Karde ergibt;
    (b) der optimierte Parameter in einem vorbetrieblichen Test- oder Einstellauf der Strecke oder Karde ermittelt wird und im Betrieb weitgehend unverändert bleibt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem Regeleinsatzpunkt (R0) und Verstärkung (K0) der Vorsteuerung (10) in dem Einstellauf der Strecke oder Karde optimiert werden, wobei der jeweils andere Wert während des Optimierens des einen Werts unverändert bleibt.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem nach Optimierung der Verstärkung (K0) erneut der Regeleinsatzpunkt (R0) optimiert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, das sooft wiederholt wird, bis keine spürbare Änderung der zu optimierenden Parameter mehr eintritt.
  5. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem die optimierten Parameter (R0,K0) der Steuerung dem Benutzer vor Beginn des Produktionsbetriebes zur Übernahme als Parameter der Vorsteuerung (10) vorgeschlagen oder automatisch eingestellt werden, insbesondere zuvor eine Plausibilitätskontrolle durchlaufen.
  6. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem der soeben optimierte Parameter vor Optimierung des nächsten oder anderen Parameters direkt in die Steuerung übernommen wird.
  7. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem der Bereich, in dem die qualitätskennzeichnende Größe (CV) auf ein Minimum (am,bm) untersucht wird, klein gegenüber dem möglichen Verstellbereich des Parameters ist.
  8. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem vor Berechnen des Ortes des Minimums der die Qualität kennzeichnenden Größe (CV) äquidistante Testwerte in einem Speicherbereich abgelegt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem für jeden Testwert einige Meter Faserband durch die Strecke oder Karde gefördert werden, so lange, bis die on-line Qualitäts-Meßvorrichtung (12) einen zuverlässigen Meßwert (CV) abzugeben in der Lage ist.
  10. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem die qualitäts-kennzeichnende Größe zwischen Lieferwalze (L) und Ablage gemessen wird.
  11. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, wobei bei Erkennen langfristig besserer Qualität des Faserbandes an einem Eingangs-Tastrollenpaar der Abstand der Meßwerte (CV) herabgesetzt wird, um das Minimum (am,bm) deutlicher zu erkennen.
  12. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem der vorbetriebliche Testlauf der Strecke oder Karde kontinuierlich ist und zwischen jeder neuen Einstellung des jeweiligen Parameters (R,K) für die Steuerung (10) eine Zeitspanne eingelegt wird, in der die qualität-kennzeichnende Größe (CV) nicht gemessen oder zumindest das Meßergebnis nicht berücksichtigt wird.
  13. Verfahren nach einem der erwähnten Ansprüche, bei dem die Äquidistanz der Meßwerte (CV) der Qualitäts-Meßvorrichtung sich auf das Faserband oder die Zeit bezieht.
  14. Verfahren zur Anpassung des Regeleinsatzpunktes (R) einer Streckenregulierung (10), bei dem
    (a) ein Speicherbereich mit Meßwerten einer Dickenmessung (d0(n)) des in die Strecke oder Karde eingeführten Bandes (20) belegt wird;
    (b) der Speicherbereich zyklisch ausgelesen und zyklisch beschrieben wird, wobei das Auslesen und das Neu-Schreiben eines Speicherwertes an demselben Ort des zyklisch neu mit Meßwerten belegten Speicherbereichs erfolgt;
    (c) die Anzahl der Speicherplätze des Zyklusses zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen einer Speicherzelle abhängig vom Abstand des Regeleinsatzpunktes (R) verändert wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, bei dem nur ein Zeiger für das Lesen eines aus dem letzten Zyklus stammenden Meßwerts und das Schreiben eines aus dem aktuellen Zyklus stammenden Meßwerts vorgesehen ist.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, bei dem erst gelesen und dann geschrieben wird.
  17. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 16, bei dem ein Eingangs-Tastrollenpaar die Meßwerte zur Faserbanddicke (d0(n)) vor dem Verzugsfeld (VF) ermittelt.
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