EP1595008A1 - Textilmaschine - Google Patents

Textilmaschine

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Publication number
EP1595008A1
EP1595008A1 EP04713072A EP04713072A EP1595008A1 EP 1595008 A1 EP1595008 A1 EP 1595008A1 EP 04713072 A EP04713072 A EP 04713072A EP 04713072 A EP04713072 A EP 04713072A EP 1595008 A1 EP1595008 A1 EP 1595008A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
drives
master
textile machine
machine according
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04713072A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1595008B1 (de
Inventor
Michael Strobel
Michael Ueding
Peter Denz
Armin Brunner
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 GmbH
Original Assignee
Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG filed Critical Rieter Ingolstadt Spinnereimaschinenbau AG
Publication of EP1595008A1 publication Critical patent/EP1595008A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1595008B1 publication Critical patent/EP1595008B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01G—PRELIMINARY TREATMENT OF FIBRES, e.g. FOR SPINNING
    • D01G31/00—Warning or safety devices, e.g. automatic fault detectors, stop motions
    • D01G31/006—On-line measurement and recording of process and product parameters

Definitions

  • the invention relates to a textile machine, in particular a card, draw frame or comber, with at least two electrical drives which are coordinated with one another in terms of their rotational speeds in accordance with a master functionality, for driving machine elements, in particular fiber material drafting elements, measuring elements, transport elements and / or storage elements, and with at least one measuring device for Actual value acquisition of drive and / or fiber material-related measured variables.
  • DE 29 41 612 C2 discloses a stretch for doubling and drawing fiber slivers with a drafting system which has pairs of rollers driven by separate electric motors, the speed ratios of which can be adjusted by means of frequency dividers.
  • a central computer unit continuously calculates the sliver mass of the passing sliver and specifies target speeds for the different pairs of rollers.
  • the master-slave principle is used in this machine and in other known textile machines with individual drives.
  • the term “single drive” is understood here to mean that several drives are provided, one of which drives one or more axes.
  • a real motor axis is defined as the master, with the remaining axes of the electrical drives
  • a virtual master is set up that generates setpoints without any deviation from the theoretically ideal form.
  • all slaves are synchronized to the same sampling time by a clock signal from the virtual master
  • the virtual master also polls the slave drives during operation at regular intervals (so-called polling), with the corresponding data generally being transmitted via bus connections.
  • a disadvantage of these textile machines is that the use of the known master-slave principle cannot guarantee that all drives are operated in optimal synchronization with one another.
  • BESTATIGUNGSKOPIE It is an object of the present invention to improve the accuracy of distortion when using multiple drives in a textile machine and in particular in a spinning machine with a drafting system.
  • this object is achieved by at least one control and / or regulating unit, by means of which master function changes can be carried out as a function of the actual values.
  • the master functionality can change in accordance with the respective conditions. It is thus possible that the master function can currently be assigned to one of several drives by the at least one control and / or regulating unit according to the invention. In the meantime, a virtual master can also specify the engine speeds. This results in the possibility that different drives serve as the current master at different times. Depending on the current situation, the master function can thus be passed on - and possibly also transferred to a virtual master.
  • the actual values are preferably transmitted to the centrally or decentrally designed control and / or regulating unit, which uses these values to determine the current master.
  • this unit also specifies the corresponding new target speeds for the drives, taking into account further parameters, if necessary.
  • the values for measuring the belt cross section in front of the drafting system are included in the calculation of the target speeds.
  • the determination of the master functionality on the one hand and the specification of the new target speeds on the other hand can also be distributed among different units.
  • the currently weakest drive particularly preferably takes on the role of the master, in order not to overload this drive, for example, or to maintain a continuously good strip quality for the example of a regulating section.
  • the at least one Control and / or regulating unit operating according to the invention receives the instantaneous actual values from the corresponding measuring device (or signals derived or preprocessed from these actual values). From this, the setpoint speeds for the other drives are preferably calculated and passed on to the drives in the case of a regulating section, in particular taking into account the current strip cross-section fluctuations.
  • limit values makes sense because, for example, when measuring the motor current consumption within certain actual value ranges of a drive that is currently functioning as a slave, there is no need to make it the master drive. Only beyond the corresponding limit value does the current consumption measuring element of this drive signal that this drive cannot follow the current requirements and therefore sensibly takes on the master function so that the other drives can follow it. ,
  • the polling and / or regulating unit does not carry out a constant or regular polling.
  • the current master-slave distribution corresponds to the current drive requirements - such a query on the part of the control and / or regulating unit is not necessary.
  • instantaneous actual values recorded by a measuring device - possibly after preparation - are preferably only transmitted if they lie outside a predetermined value range.
  • Different measured variables can be measured by means of suitable measuring devices, the actual values (or signals derived therefrom) are transmitted to the control and / or regulating unit determining the master functionality. So NEN especially measuring devices for measuring the speeds of the drive axles or speed changes may be provided. As an alternative or in addition, torques, the motor currents of the drives, the phase shift and / or the phase angle of the drives, the speed of rotation or their time derivative as well as the motor temperatures can be measured. Alternatively or additionally, for example, thick spots and / or fiber material properties are measured by means of measuring devices or sensors.
  • a tracer roll signal is measured for the sliver cross-section (the terms sliver mass, sliver thickness or sliver volume are also known)
  • this signal can be used on the tracer roll in order to find a virtual master at a very large thick point, which is used, for example, in a control and / or control unit can be integrated, which allows all drives and thus the entire machine to run more slowly in order to ensure an accurate delay at the lower delivery speed.
  • actual values can be measured for measured variables which are related to the drives or the fiber material or the stretching.
  • the invention achieves a very high degree of flexibility with regard to the drives, since, compared to the prior art, there is no dependency on the part of continuously subordinate drives on one and the same master drive or a virtual master. Rather, the invention makes it possible to implement a tracking error-dependent setpoint value regulation, in which the master control function can be transferred depending on the situation. In a preferred embodiment, for example, this is done by transferring the master to the currently weakest drive.
  • the invention can be used in textile machines and in particular in spinning machines with a drafting system in which at least two drives are provided. These drives either drive a single or multiple elements. Such drives can in particular be provided on a draw frame for take-off rolls at the drafting system entrance, input rolls, middle rolls and / or output or delivery rolls of the drafting device, draw-off rolls at the drafting device output, a rotating plate arranged above a can, and a rotating or oscillating can Footprint for a storage can to be filled. According to the above, several of the aforementioned elements can also be driven by a single motor. For example, a motor can be used for the pair of output rollers as well as for the subsequent pair of calenders (draw-off roller pair).
  • a second motor can drive a pair of feeler rollers upstream of the drafting system as well as the input roller pair and the center roller pair of the drafting system.
  • a third motor can act as a feed drive, this drive being used in particular to pull the feed tapes out of the feed cans.
  • a fourth drive then drives, for example, the turntable and the can stand. Different variations of such a structure are possible.
  • the strip cross-section measured values measured in front of the drafting unit are expediently transmitted to a regulating computer, which calculates the set values or setpoint values for the drafting unit drives.
  • These target values are then forwarded within the scope of the invention to the control and / or regulating unit, which adjusts these target speeds as a function of the current actual values (ie the current master) and adjusts the possibly modified target speeds passes the drives on.
  • the control and / or regulating unit thus takes over the synchronization of the drives.
  • the target speeds calculated on the basis of the belt fluctuations can also be adjusted in the regulation computer using the actual values mentioned.
  • the control and / or regulating unit operating according to the invention can be designed as a central unit.
  • the target speeds for all drives are determined, taking into account the setting values or target values for the drafting system drives calculated by the regulation computer, and all drives are specified.
  • a control and / or regulating unit can also be assigned to individual drives or each drive - also referred to as “motion control” -, preferably designed as a programmable logic controller (PLC).
  • PLC programmable logic controller
  • one of the programmable logic controllers is for the Receiving the actual values of the individual measuring devices, calculating the new ones actual target speeds on the basis of the target speeds calculated by the regulatory computer for the drafting system drives and the. responsible for transmission to the appropriate drives.
  • PLC programmable logic controller
  • one of the programmable logic controllers is for the Receiving the actual values of the individual measuring devices, calculating the new ones actual target speeds on the basis of the target speeds calculated by the regulatory computer for the drafting system drives and the. responsible for transmission to the appropriate drives.
  • a central control and / or regulating unit can also flex
  • the at least one control and / or regulating unit can limit the new target speeds for all drives - including the current master drive - beyond what is currently necessary, so that the machine is either briefly or over a longer period with less dynamics is operated.
  • This situation can be interpreted in the context of the invention in such a way that the currently weakest drive briefly functions as a master, according to which the other drives have to comply. If the speeds are then reduced further, a takeover of the master function by a virtual master can be seen in this.
  • the duration of the dynamic reduction can depend on the currently weakest drive and, for example, its degree of overload.
  • the dynamics of the machine are significantly higher when the setpoint speeds of all drives are continuously adjusted, so that the delivery speed of the sliver leaving the line changes more often, but high productivity results.
  • communication between the individual drives with one another and / or with a central control and / or regulating unit takes place by means of bus connections. It is advisable to use a parallel or serial bus system, a CAN bus, a Profibus or an Interbus. Alternatively, individual connections are provided, from the measuring device or devices to the at least one control and / or regulating unit, which can be designed both as digital and as analog lines. In the following some examples of use of the invention will be given. If, for example, a limit value of the motor current of a drive or the continuous load limit of a drive axis is reached, this drive can take over the master function so that the speeds of the other axes are matched to the limit mentioned.
  • this drive also expediently takes on the master function, so that the remaining drives are reduced according to their own options in order to maintain speed synchronism.
  • the master can preferably change several times in a further variant, this change advantageously being based on the energy content of the machine parts being driven.
  • the assignment of the master functionality according to the invention is carried out when starting and / or stopping the machine.
  • one of the drives can be assigned the master function up to a certain delivery speed of the warped fiber sliver or up to a certain current consumption of this drive in order to then leave the master functionality in normal operation to another drive or a virtual master.
  • a textile machine is formed by two machine modules connected in series, which are set up separately or combined in a frame, for example a card and a draw frame.
  • the master functionality can e.g. change from a drive of one module to a drive of the other module.
  • the master functionality can be assigned to the associated card drive, for example in the event of speed fluctuations in the fiber material template at the card input or the sliver delivery at the card output.
  • the user can advantageously influence when which drive or a virtual master takes over the master function. This can be done in particular by specifying the limit or threshold values mentioned for the transmission of the actual values of the measuring devices. Operating sequences can also advantageously be specified, according to which when certain actual values are reached - for example a O
  • the current master is displayed to a user on a visualization unit.
  • FIG. 1 shows a regulating section in a schematic side view in a first embodiment
  • Figure 2 shows a regulating section in a schematic side view in a second
  • Figure 3 shows a regulating section in a schematic side view in a third embodiment. , '
  • FIG. 1 shows schematically in side view a regulating section with a drafting unit 2 as an example of a textile machine according to the invention, which comprises an input roller pair 6, a middle roller pair 7 and an output roller pair 8.
  • a drafting unit 2 Upstream of the drafting unit 2 is a pair of feed rollers 3 which are used to draw off one or more fiber tapes FB from cans (not shown).
  • a belt cross-section measuring device 5 designed as a pair of sensing rollers, with an upstream compression funnel 4 is arranged, which supplies signals for the belt cross-section of the at least one fiber sliver FB.
  • the fiber sliver or fibers FB are warped in a known manner due to the different rotational speeds of the roller pairs 6, 7, 8. Between the pair of central rollers 7 and the pair of output rollers 8 there is also a pressure rod 9 for better guidance of the floating fibers.
  • the exit immediately downstream of the gear roller pair 8 is a deflecting roller 10, which deflects the warped fiber fleece to a fleece guiding device 11 and a subsequent pair of calender rollers 12, which compresses the fiber fleece to form a fiber sliver and, in a known manner, can also be designed as a sliver cross-section measuring device 12 for sliver cross-section control of the resulting sliver FB can.
  • a deflecting roller 10 deflects the warped fiber fleece to a fleece guiding device 11 and a subsequent pair of calender rollers 12, which compresses the fiber fleece to form a fiber sliver and, in a known manner, can also be designed as a sliver cross-section measuring device 12 for sliver cross-section control of the resulting sliver FB can.
  • other measurement methods using microwaves, capacitive, etc.
  • the fiber sliver FB is then introduced into a sliver channel of a rotating turntable 13 and placed in
  • an individual drive 30 which comprises a controller 31, a motor 32 and an analog or digital actual value transmitter 33 (for example a tachometer generator).
  • Another drive 40 with a controller 41, a motor 42 and an actual value transmitter 43 (for example a tachometer generator) is used to drive the pair of sensing rollers 5 and the input and middle lower rollers 6a, 7a.
  • the respective top rollers can also be driven (not shown).
  • a constant pre-draft is set in this embodiment in the pre-draft field, which is formed between the input and middle roller pair 6, 7.
  • a third drive 50 with controller 51, motor 52 and actual value transmitter 53 (for example a tachometer generator) is provided for driving the output lower roller 8a and the pair of calender rollers 12.
  • a fourth drive 60 with controller 61, motor 62 and actual value transmitter 63 (for example, tachometer generator) drives the turntable 13 and the can stand 15.
  • the motors 32, 42, 52, 62 are each controlled via closed control loops.
  • the setpoint values for the motors are first determined on the basis of the desired setpoint value for the cross section of the warped fiber sliver and the current measured values from the sliver cross section measuring device 5 upstream of the drafting device 2, which are transmitted via a line 22 to a regulation computer 18.
  • the regulating computer 18 then calculates according to the state of the art, taking into account the running time of the sliver or slivers from the measuring location to the delay location, target values for the drafting system motors 42 and / or 52. Using the data from the band cross-section measuring device 12 at the drafting system outlet via a line 27 to the regulating computer 18 transmitted signals, the quality of the resulting sliver can be determined and displayed.
  • FIG. 1 and the other figures do not show some of the machine units that are usually present, for example the machine center, an operating unit, a visualization unit (panel or similar).
  • the actual value transmitters 33, 43, 53, 63 deliver a signal corresponding to the engine speed not only to the assigned controllers 31, 41, 51, 61, but also via a bus 70 to a central control and / or or control unit 19, which in the exemplary embodiment shown is combined with the regulation computer 18 in a unit 20.
  • the control and / or regulating unit 19 uses these signals to determine which of the drives 30, 40, 50, 60 is currently to be the master drive, the remaining drives then serving as slave drives.
  • a virtual master can also be determined for the interim specification of the target speeds.
  • the master functionality can thus be transferred back and forth by the control and / or regulating unit 19 between the drives 30, 40, 50, 60 and possibly a virtual master.
  • the control and / or regulating unit 19 processes, on the one hand, the target values for the drafting system drives 40 and / or 50 calculated by the regulation computer 18 and also the actual values of the actual value transmitters 33, 43, 53, 63, in order to predefine target speeds - possibly modified in accordance with the current master - for the motors 32, 42, 52, 62; in an alternative, the actual values of the actual value transmitters 33, 43, 53, 63 are removed from the control - And / or control unit 19 forwarded to the control computer 18 (see double arrow between computer 18 and unit 19) and there - together with the measured values of the belt cross-section measuring device 5 - used to calculate the target speeds for the motors 32, 42, 52, 62 ,
  • the control and / or regulating unit 19 can also only transmit brief information based on actual values to the regulation computer 18, for example that the entire machine - e.g. due to the overload of a motor (the current master) - should only run at 80% of
  • a certain drive can act as a master, whereby under special operating conditions this functionality can be transferred to one of the other drives, so that the previous master then serves as a slave and, if necessary, can be used again as a master when the operation is subsequently normalized.
  • the actual values of the voltage signals corresponding to the engine speeds are not continuously transmitted to the control and / or regulating unit 19 by the actual value transmitters. Only when the predetermined limit values of these signals are fallen short of or exceeded are they preferably transmitted to the unit 19. If, for example, a motor does not reach the target speed specified by the central control and / or regulating unit 19 due to overload, the current speed is transmitted to the unit 19 via the bus 70.
  • the unit 19 responds by sending the data from the regulation computer 18 calculated target speeds for all drives 30, 40, 50, 60 further processed accordingly, in particular reduced in a suitable manner, and predefines these drives via bus 70.
  • the target speeds of the motors 32, 42, 52, 62 can be reduced accordingly in order to continue to maintain a high sliver quality. If, for example, a relatively poor sliver quality is registered, either the machine can also be operated more slowly or the poorer sliver quality is accepted in favor of productivity at speeds that are not or hardly reduced.
  • the machine be operated with high or low dynamics.
  • the current actual values of the current master drive are taken into account, while in the second case the speeds are reduced beyond what is currently necessary.
  • the overloaded drive is first taken into account before the control and / or regulating unit 19 then acts as a virtual master and lowers the target speeds to a certain level that is valid for a longer period of time, which is below the actually necessary level with respect to the current one Overload lies.
  • the machine is switched off completely.
  • all drives 30, 40, 50, 60 have a measuring device in the form of the actual value transmitters 33, 43, 53, 63.
  • only one or a few drives are assigned measuring devices which can transmit actual values to the control and / or regulating unit 19. This can expediently be implemented for drives in which the probability of strong deviations from normal operation is relatively high, so that the master functionality can be transferred to these drives if necessary.
  • the current consumption of one or more of the motors 32, 42, 52, 62 is preferably measured by means of a corresponding measuring element, which can be integrated in the respective controller 31, 41, 51, 61.
  • a corresponding measuring element which can be integrated in the respective controller 31, 41, 51, 61.
  • the embodiment according to FIG. 2 is also characterized in that measuring devices registering different measured variables are assigned to each of the four drives 30, 40, 50, 60.
  • a temperature sensor 34 thus measures the motor temperature of the motor 32 of the first drive 30 and passes it - in analog or digital form - via a line 21 to the control and / or regulating unit 19. It can be in an optional a limit value, below which no temperature values are transmitted to the unit 19. If, for example, the motor 32 becomes too hot, the unit 19, after receiving this information, assigns the master function to the drive 30 and, taking into account the fluctuations in the belt cross section, specifies new target speeds for all drives 30, 40, 50, 60 which put less strain on the motor 32 and lower its operating temperature in order to assign the master function to another drive if necessary after subsequent normalization.
  • signals supplied by the band cross-sectional measuring device 5 via a line 22a to the unit 19 can be used to determine the current master. If, for example, the device 5 registers several very large thick spots one after the other, which could not be optimally equalized by the drafting device 2 in normal high-speed operation, a virtual master can run the entire machine more slowly. In the present case, this virtual master is preferably implemented in the central control and / or regulating unit 19.
  • the pressure rod 9 according to the embodiment in FIG. 2 is designed as a known draft force measuring element, which transmits the corresponding signals to the control and / or regulating unit 19 via a line 23. These signals can also be used to assign the current master.
  • a measuring element 54 is provided for measuring the current consumption of the motor 52 of the third drive 50, which, for example when an overload is exceeded, sends a corresponding signal via a line 24 to the control and / or regulating unit 19, which in response to this drives the drive 50 as Master can determine.
  • an actual value transmitter 63 measures the rotational speeds of the motor 62 and sends the corresponding actual values via a line 25 to the control and control units either continuously or when predetermined or predefinable limit values are exceeded or not reached / or control unit 19.
  • no bus for signal transmission to and from the control and / or regulating unit 19 is provided in that of FIG.
  • the actual values of the actual value transmitter 63 can be transmitted according to FIG. 2 either via the controller 61 to the central control and / or regulating unit 19 or alternatively or additionally via a direct line 26 (dashed lines) drawn).
  • the measuring devices 34, 5, 9, 54, 63 of the embodiment shown in FIG. 2 are all selected differently - also for illustrative purposes. Some of the measuring devices are assigned to certain drives (measuring devices 34, 54, 63), while others (measuring devices 5, 9) are independent of these. It is entirely possible that only the actual values for one or two measured variables are determined (cf. FIG. 1), for example only the current consumption of one or more motors. If only one measuring device is provided for the purpose of changing the assignment of the master functionality, its actual values can be used to temporarily determine a drive as a master. If the actual values fall below a limit value again, a drive preset as standard or a virtual master can take over the master function again.
  • each controller 131, 141, 151, 161 of the respective drives 30, 40, 50, 60 is designed as a control and / or regulating unit, preferably in the form of a programmable logic controller (PLC).
  • PLC programmable logic controller
  • the individual control and / or regulating units 131, 141, 151, 161 are connected to one another via a bus system 170 and can preferably each take on the control function.
  • control and / or regulating units 131, 141, 151, 161 are transmitted. If the functionality of this control / regulation fails in the drive in question, this function can advantageously be performed by one of the other control and / or regulating units 131, 141, 151, 161.
  • the measured values from the strip cross-section measuring devices 5, 12 are in turn transmitted to the regulation computer 18.
  • the regulation computer 18 is connected to the bus 170 and transmits the target values (target speeds) for the drafting system drives 40 and / or 50 to the control and / or regulating unit 131, 141, 151 or responsible for the control / regulation 161, which takes these target values into account in accordance with the selected master for specifying the target speeds for all drives.
  • the respectively responsible control and / or regulating unit 131, 141, 151 or 161 can take over the function of an interim virtual master.
  • the tasks of the respective control and / or regulating unit 19, 131, 141, 151, 161 can be distributed to different units.
  • the actual values can be transmitted from the measuring device or devices to a first unit, the master can be determined in a second unit and the new target speeds for the various drives can be specified by means of a third unit.
  • Such a distribution of tasks is included in the scope of the invention when the term "control and / or regulating unit" is mentioned above.
  • the invention is not restricted to the exemplary embodiments described. Rather, different variants are possible. For example, it is not mandatory that all drives of the spinning machine are designed to take on the master function. Likewise, the drive distribution in FIGS. 1-3 is only an example. Other arrangements and / or a different number of drives are of course possible. The invention not only makes it possible to maintain the synchronicity of the drives.
  • the axle drives can also be designed to be lower in terms of their peak performance and their power reserves, since the other axes can be reduced in the rarely expected peak load cases.
  • the invention can generally be used in a wide variety of textile machines. In the case of a route, this can also have an unregulated drafting system.

Landscapes

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Description

Textilmaschine
Die Erfindung betrifft eine Textilmaschine, insbesondere Karde, Strecke oder Kämmmaschine, mit mindestens zwei bezüglich ihrer Drehzahlen entsprechend einer Masterfunktionalität aufeinander abgestimmten elektrischen Antrieben zum Antreiben von Maschinenelementen, insbesondere Fasermaterial-Verzugselementen, Meßelementen, Transportelementen und/oder Ablageelementen, sowie mit mindestens einer Meßeinrichtung zur Ist-Wert-Erfassung von antriebs- und/oder Fasermaterial- bezogenen Meßgrößen.
Die Verwendung von dezentralen Antrieben bzw. Einzelantrieben in der Textilindustrie ist seit längerem bekannt. So offenbart beispielsweise die DE 29 41 612 C2 eine Strek- ke zum Doublieren und Verziehen von Faserbändern mit einem Streckwerk, das durch gesonderte Elektromotoren angetriebene Walzenpaare aufweist, deren Drehzahlverhältnisse mittels Frequenzteiler verstellbar sind. Eine zentrale Rechnereinheit berechnet fortlaufend die Faserband masse des durchlaufenden Faserbandes und gibt Soll- Drehzahlen für die verschiedenen Walzenpaare vor. Bei dieser Maschine sowie bei anderen bekannten Textilmaschinen mit Einzelantrieben wird das Master-Slave-Prinzip angewendet. Unter dem Begriff „Einzelantrieb" ist hier zu verstehen, daß mehrere Antriebe vorgesehen sind, von denen jeweils einer ein oder auch mehrere Achsen antreibt. Bei dem Master-Slave-Prinzip wird eine reale Motorenachse als Master definiert, wobei die restlichen Achsen der elektrischen Antriebe dem durch den Master vorgegebenen Drehzahlverhältnis folgen. Alternativ wird ein virtueller Master eingerichtet, der Soll- Werte ohne jegliche Abweichung von der theoretisch idealen Form generiert. Im Betrieb werden alle Slaves durch ein Taktsignal vom virtuellen Master auf den gleichen Abtastzeitpunkt synchronisiert. Sowohl der reale als auch der virtuelle Master fragen im Betrieb in regelmäßig zeitlichen Abständen die Slave-Antriebe ab (sog. Polling), wobei die entsprechenden Daten in der Regel über Busverbindungen übermittelt werden.
Nachteilig bei diesen Textilmaschinen ist, daß der Einsatz des bekannten Master-Slave- Prinzips nicht gewährleisten kann, daß alle Antriebe in optimaler Synchronisation zueinander betrieben werden.
BESTATIGUNGSKOPIE Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Verzugsgenauigkeit bei der Verwendung mehrerer Antriebe bei einer Textilmaschine und insbesondere bei einer Spinnereimaschine mit einem Streckwerk zu verbessern.
Diese Aufgabe wird bei einer Textilmaschine der eingangs genannten Art gelöst durch mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinheit, mittels welcher Masterfunktionswechsel in Abhängigkeit der Ist-Werte durchführbar sind.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß bei entsprechender Ausge- staltung der Maschine die Masterfunktionalität entsprechend den jeweiligen Bedingungen wechseln kann. So ist es möglich, daß die Masterfunktion durch die mindestens eine erfindungsgemäße Steuer- und/oder Regeleinheit momentan jeweils einem von mehreren Antrieben zugewiesen werden kann. Auch kann zwischenzeitlich ein virtueller Master die Motorendrehzahlen vorgeben. Es resultiert somit die Möglichkeit, daß zu verschiedenen Zeitpunkten unterschiedliche Antriebe als momentaner Master dienen. Somit kann je nach gerade herrschender Situation die Masterfunktion weiter gegeben werden - und ggf. auch auf einen virtuellen Master übertragen werden.
Die Ist-Werte werden vorzugsweise der zentral oder dezentral ausgebildeten Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt, welche anhand dieser Werte den momentanen Master bestimmt. Vorteilhafterweise gibt. diese Einheit auch die entsprechenden neuen Soll-Drehzahlen - ggf. unter Berücksichtigung weiterer Parameter - für die Antriebe vor. Bei einer Textilmaschine mit einem regulierten Streckwerk fließen insbesondere die Werte zur Bandquerschnittsmessung vor dem Streckwerk in die Berechnung der Soll- Drehzahlen ein. Die Bestimmung der Masterfunktionalität einerseits und die Vorgabe der neuen Soll-Drehzahlen andererseits können auch auf verschiedene Einheiten verteilt sein.
Besonders bevorzugt übernimmt jeweils der momentan schwächste Antrieb die Rolle des Masters, um diesen Antrieb beispielsweise nicht zu überlasten bzw. - für das Beispiel einer Regulierstrecke - eine kontinuierlich gute Bandqualität zu erhalten.
Zweckmäßig ist es, wenn für einige oder alle Meßeinrichtungen feste oder variabel vorgebbare Grenzwerte definiert werden, unter- oder oberhalb derer die mindestens eine erfindungsgemäß arbeitende Steuer- und/oder Regeleinheit die momentanen Ist-Werte von der entsprechenden Meßeinrichtung (oder aus diesen Ist-Werten abgeleitete bzw. vorverarbeitete Signale) erhält. Bevorzugt werden hieraus - bei einer Regulierstrecke insbesondere unter Berücksichtigung der momentanen Bandquerschnittsschwankungen - sofort die Soll-Drehzahlen für die anderen Antriebe berechnet und an die Antriebe weitergegeben.
Die Vorgabe von Grenzwerten ist sinnvoll, da beispielsweise bei Messung der Motorstromaufnahme innerhalb gewisser Ist-Wertebereiche eines momentan als Slave fun- gierenden Antriebs nicht die Notwendigkeit besteht, diesen zum Masterantrieb zum machen. Erst jenseits des entsprechenden Grenzwertes signalisiert das Stromaufnahme- Meßglied dieses Antriebs, daß dieser Antrieb den momentanen Anforderungen nicht folgen kann und daher sinnvollerweise die Masterfunktion übernimmt, damit sich die anderen Antriebe nach ihm richten können. .
Vorzugsweise wird im Zusammenhang mit dem zuvor Gesagten kein ständiges oder in regelmäßigen Abständen erfolgendes Abfragen (Polling) seitens der erfindungsgemäßen Steuer- und/oder Regeleinheit durchgeführt. Solange kein Wechsel der Master- Slave-Zuordnung notwendig ist - d.h. die momentane Master-Slave-Verteilung ent- spricht den momentanen Antriebsanforderungen - ist eine derartige Abfrage seitens der Steuer- und/oder Regeleinheit nicht notwendig. Vielmehr werden von einer Meßeinrichtung aufgenommene, momentane Ist-Werte - ggf. nach einer Aufbereitung - bevorzugt erst dann übertragen, wenn diese außerhalb eines vorgegebenen Wertebereichs liegen.
Es sind jedoch auch Fälle denkbar, bei denen vorteilhafterweise die Ist-Werte von einer, einigen oder allen Meßeinrichtungen ständig zur Berücksichtigung seitens der Steuer- und/oder Regeleinheit übertragen werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Wissensbasis aufgebaut werden, welche zur Zuweisung der Master-Funktionalität un- terstützend herangezogen werden kann.
Unterschiedliche Meßgrößen können mittels geeigneter Meßeinrichtungen gemessen werden, deren Ist-Werte (oder daraus abgeleitete Signale) an die die Master- Funktionalität bestimmende Steuer- und/oder Regeleinheit übermittelt werden. So kön- nen insbesondere Meßeinrichtungen zur Messung der Drehzahlen der Antriebsachsen oder Drehzahländerungen vorgesehen sein. Alternativ oder zusätzlich lassen sich Drehmomente, die Motorströme der Antriebe, die Phasenverschiebung und/oder der Phasenwinkel der Antriebe, die Umdrehungsgeschwindigkeit oder deren zeitliche Ab- leitung sowie die Motortemperaturen messen. Alternativ oder zusätzlich werden beispielsweise Dickstellen und/oder Fasermaterialeigenschaften mittels Meßeinrichtungen bzw. Sensoren gemessen. Wird beispielsweise ein Tastrollensignal zum Faserbandquerschnitt (es sind auch die Begriffe Faserbandmasse, Faserbanddicke oder Faserbandvolumen bekannt) gemessen, so kann dieses Signal an der Tastrolle herangezo- gen werden, um bei einer sehr großen Dickstelle einen virtuellen Master, der beispielsweise in einer Steuer- und/oder Regeleinheit integriert sein kann, zu bestimmen, der alle Antriebe und somit die gesamte Maschine langsamer laufen läßt, um einen genauen Verzug bei der niedrigeren Liefergeschwindigkeit zu gewährleisten. Auch ist es möglich, Verzugskraftmessungen an dem oder den zu verstreckenden Faserbändern durch- zuführen. Allgemein ausgedrückt lassen sich Ist-Werte zu Meßgrößen messen, die im Zusammenhang mit den Antrieben oder dem Fasermaterial bzw. der Verstreckung stehen.
Insgesamt wird mittels der Erfindung eine sehr hohe Flexibilität in Bezug auf die Antrie- be erreicht, da gegenüber dem Stand der Technik keine Abhängigkeit seitens ständig untergeordneter Antriebe von ein und demselben Masterantrieb oder einem virtuellen Master besteht. Die Erfindung ermöglicht es vielmehr, eine schleppfehlerabhängige Soll-Wert-Regulierung zu realisieren, bei der die Masterkontrollfunktion je nach Situation übertragen werden kann. Dies geschieht beispielsweise bei einer bevorzugten Aus- führungsform durch Übertragung des Masters auf den momentan insbesondere schwächsten Antrieb.
Die Erfindung läßt sich bei Textilmaschinen und insbesondere bei Spinnereimaschinen mit einem Streckwerk einsetzen, bei dem mindestens zwei Antriebe vorgesehen sind. Diese Antriebe treiben entweder ein einzelnes oder mehrere Elemente an. Derartige Antriebe können bei einer Strecke insbesondere vorgesehen sein für Abzugswalzen am Streckwerkseingang, Eingangswalzen, Mittelwalzen und/oder Ausgangs- bzw. Lieferwalzen des Streckwerks, Abzugswalzen am Streckwerksausgang, einem oberhalb einer Kanne angeordneten Drehteller, sowie einer rotierenden oder changierenden Kannen- Standfläche für eine zu befüllende Ablagekanne. Nach dem vorher Gesagten können auch mehrere der vorgenannten Elemente von einem einzigen Motor angetrieben werden. Beispielsweise kann ein Motor für das Ausgangswalzenpaar sowie für das nachfolgende Kalanderwalzenpaar (Abzugswalzenpaar) eingesetzt werden. Ein zweiter Mo- tor kann ein dem Streckwerk vorgelagertes Tastrollenpaar sowie das Eingangswalzenpaar und das Mittelwalzenpaar des Streckwerks antreiben. Ein dritter Motor kann als Einzugsantrieb fungieren, wobei dieser Antrieb insbesondere zum Abziehen der Vorlagebänder aus den Vorlagekannen dient. Ein vierter Antrieb treibt dann beispielsweise den Drehteller sowie die Kannenstandfläche an. Verschiedene Variationen eines sol- chen Aufbaus sind möglich.
Bei einer Regulierstrecke werden zweckmäßigerweise die vor dem Streckwerk gemessenen Bandquerschnittsmeßwerte zu einem Regulierungsrechner übertragen, der die Einstellwerte bzw. Soll-Werte für die Streckwerksantriebe berechnet. Diese Soll-Werte werden dann im Rahmen der Erfindung an die Steuer- und/oder Regeleinheit weitergeleitet, die in Abhängigkeit der momentanen Ist-Werte (d.h. des momentanen Masters) diese Soll-Drehzahlen ggf. anpaßt und die ggf. modifizierten Soll-Drehzahlen an die Antriebe weitergibt. Die Steuer- und/oder Regeleinheit übernimmt hierbei also die Synchronisierung der Antriebe. Je nach Aufbau kann die Anpassung der aufgrund der Bandschwankungen berechneten Soll-Drehzahlen durch die genannten Ist-Werte auch im Regulierungsrechner erfolgen.
Die erfindungsgemäß operierende Steuer- und/oder Regeleinheit kann als zentrale Einheit ausgebildet sein. Entsprechend den der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit vorliegenden Ist-Werten einer oder mehrerer Meßeinrichtungen werden die Soll- Drehzahlen für alle Antriebe - unter Berücksichtigung der vom Regulierungsrechner berechneten Einstellwerte bzw. Soll-Werte für die Streckwerksantriebe - ermittelt und allen Antrieben vorgegeben.
Alternativ oder zusätzlich kann einzelnen Antrieben oder jedem Antrieb jeweils eine Steuer- und/oder Regeleinheit zugeordnet sein - auch bezeichnet mit „Motioncontrol" -, vorzugsweise ausgebildet als speicherprogrammierbare Steuerung (SPS). In einem derartigen, bevorzugten Fall ist eine der speicherprogrammierbaren Steuerungen für den Empfang der Ist-Werte der einzelnen Meßeinrichtungen, die Berechnung der neuen tatsächlichen Soll-Drehzahlen unter Zugrundelegen der vom Regulierungsrechner berechneten Soll-Drehzahlen für die Streckwerksantriebe sowie die. Übermittlung an die entsprechenden Antriebe zuständig. Auch kann eine Aufteilung der genannten Funktionen auf mehrere Steuerungen vorgesehen sein. Ebenfalls ist es möglich, daß die Funk- tion des Empfangs und der Berechnung sowie Übermittlung an eine der anderen speicherprogrammierbaren Steuerungen übergebbar ist. Auch kann in einer Variante eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit diese Aufgaben auf die den Antrieben jeweils zugeordnete Steuer- und/oder Regeleinheit flexibel übertragen. All die genannten Ausgestaltungen erhöhen die Vielseitigkeit und Unabhängigkeit der Steuer- und/oder Re- gelzuständigkeiten.
Die mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinheit kann gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel die neuen Soll-Drehzahlen für alle Antriebe - einschließlich des aktuellen Masterantriebs - über das momentan notwendige Maß hinaus beschränken, so daß die Maschine entweder kurzzeitig oder über eine längere Zeit mit geringerer Dynamik betrieben wird. Diese Situation kann im Rahmen der Erfindung dahingehend interpretiert werden, daß der momentan schwächste Antrieb kurzzeitig als Master fungiert, nach dem sich die anderen Antriebe richten müssen. Wenn dann die Drehzahlen weiter herabgesetzt werden, kann darin eine Übernahme der Masterfunktion durch ei- nen virtuellen Master gesehen werden. Die Dauer der Dynamikherabsetzung kann sich nach dem jeweils momentan schwächsten Antrieb sowie beispielsweise dessen Überlastgrad richten. Im Gegensatz dazu ist bei einer ständigen Anpassung der Soll- Drehzahlen aller Antriebe die Dynamik der Maschine wesentlich höher, so daß die Liefergeschwindigkeit des die Strecke verlassenden Faserbandes öfter wechselt, jedoch eine hohe Produktivität resultiert.
Die Kommunikation zwischen den einzelnen Antrieben untereinander und/oder mit einer zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit erfolgt in einer bevorzugten Ausführung mittels Busverbindungen. Es bietet sich hierbei an, ein paralleles oder serielles Bussystem, einen CAN-Bus, eine Profibus oder einen Interbus einzusetzen. Alternativ sind Einzelverbindungen, von dem oder den Meßeinrichtungen zu der mindestens einen Steuer- und/oder Regeleinheit vorgesehen, die sowohl als digitale als auch als analoge Leitungen ausgeführt sein können. Im folgenden sollen einige Einsatzbeispiele der Erfindung aufgeführt werden. Wenn beispielsweise ein Grenzwert des Motorstroms eines Antriebs oder die Dauerlastgrenze einer Antriebsachse erreicht ist, kann dieser Antrieb die Masterfunktion übernehmen, so daß die Drehzahlen der anderen Achsen auf die genannte Grenze abgestimmt werden. Bei einer kurzzeitigen Motorstromüberlast oder mechanischen Achsüberlast übernimmt dieser Antrieb zweckmäßigerweise ebenfalls die Masterfunktion, damit die restlichen Antriebe zur Erhaltung der Drehzahlsynchronizität entsprechend den eigenen Möglichkeiten reduziert werden. Bei Stromausfall und damit verbundenem Auslauf der Maschine kann in einer weiteren Variante der Master vorzugsweise mehrfach wechseln, wobei dieser Wechsel sich vorteilhafterweise nach dem Energieinhalt der jeweils angetriebenen Maschinenteile richtet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die erfindungsgemaße Zuweisung der Masterfunktionalität beim Starten und/oder Stoppen der Maschine vorgenommen wird. Beispielswei- se kann einem der Antriebe beim Hochfahren der Maschine die Masterfunktion bis zu einer bestimmten Liefergeschwindigkeit des verzogenen Faserbandes oder bis zu einer bestimmten Stromaufnahme dieses Antriebs zugewiesen werden, um anschließend die Masterfunktionalität im Normalbetrieb einem anderen Antrieb oder einem virtuellen Master zu überlassen.
Bei einem anderen Einsatzbeispiel ist eine Textilmaschine gebildet von zwei hintereinander geschalteten Maschinenmodulen, die separat aufgestellt oder in einem Gestell kombiniert sind, beispielsweise eine Karde und eine Strecke. Die Masterfunktionalität kann hierbei z.B. von einem Antrieb des einen Moduls zu einem Antrieb des anderen Moduls wechseln. Im Beispiel einer kombinierten Karde oder Strecke kann beispielsweise bei Geschwindigkeitsschwankungen der Fasermaterial-Vorlage am Kardeneingang oder die Faserband-Lieferung am Kardenausgang dem zugehörigen Antrieb der Karde die Masterfunktionalität zugewiesen werden.
Vorteilhafterweise kann der Benutzer darauf Einfluß nehmen, wann welcher Antrieb bzw. ein virtueller Master die Masterfunktion übernimmt. Dies kann insbesondere durch Vorgabe der genannten Grenz- bzw. Schwellwerte zur Übertragung der Ist-Werte der Meßeinrichtungen erfolgen. Auch können vorteilhafterweise Betriebsabläufe vorgegeben werden, wonach bei Erreichen bestimmter Ist-Werte - beispielsweise einer be- o
stimmten Liefergeschwindigkeit beim Hochlaufen einer Strecke - die Masterfunktion wechselt.
Weiterhin ist es bevorzugt, daß auf einer Visualisierungseinheit der momentane Master einem Benutzer angezeigt wird.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Regulierstrecke in schematischer Seitenansicht in einer ersten Ausführungsform;
Figur 2 eine Regulierstrecke in schematischer Seitenansicht in einer zweiten
Ausführungsform, und
Figur 3 eine Regulierstrecke in schematischer Seitenansicht in einer dritten Ausführungsform. . '
In Figur 1 ist schematisch in Seitenansicht eine Regulierstrecke mit einem Streckwerk 2 als Beispiel für eine erfindungsgemäße Textilmaschine dargestellt, das ein Eingangswalzenpaar 6, ein Mittelwalzenpaar 7 und ein Ausgangswalzenpaar 8 umfaßt. Dem Streckwerk 2 vorgelagert ist ein Einzugswalzenpaar 3, das zum Abzug von einem oder mehreren Faserbändern FB aus nicht dargestellten Kannen dient. Zwischen dem Streckwerk 2 und dem Einzugswalzenpaar 3 ist eine als Tastwalzenpaar ausgebildete Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 mit vorgeschaltetem Verdichtungstrichter 4 angeordnet, welche Signale zum Bandquerschnitt des mindestens einen Faserband FB liefert. Statt eines Tastwalzenpaares sind andere Bandquerschnittsmeßeinrichtungen 5 möglich, beispielsweise Mikrowellenresonatoren, kapazitive Sensoren, Ultraschallsensoren etc.. Im Streckwerk 2 werden das oder die Faserbänder FB in bekannter Weise aufgrund der verschiedenen Umlaufgeschwindigkeiten der Walzenpaare 6, 7, 8 verzogen. Zwischen dem Mittelwalzenpaar 7 und dem Ausgangswalzenpaar 8 ist zudem ein Druckstab 9 zur besseren Führung der schwimmenden Fasern angeordnet. Dem Aus- gangswälzenpaar 8 unmittelbar nachgeordnet ist eine Umlenkwalze 10, welche das. verzogene Faservlies zu einer Vliesführungseinrichtung 11 und einem nachfolgenden Kalanderwalzenpaar 12 umlenkt, welches das Faservlies zu einem Faserband verdichtet und in bekannter Weise zugleich als Bandquerschnittsmeßeinrichtung 12 zur Band- querschnittskontrolle des resultierenden Faserbandes FB ausgebildet sein kann. Alternativ können wiederum andere Meßmethoden (mit Mikrowellen, kapazitiv usw.) eingesetzt werden. Das Faserband FB wird anschließend in einen Bandkanal eines rotierenden Drehtellers 13 eingeführt und in Schlaufen in eine Kanne 14 abgelegt, die auf einer ebenfalls in Drehbewegung versetzten Kannenstandfläche 15 steht. Alternativ kann das Faserband FB in einer hin und her changierenden Rechteckkanne abgelegt werden.
Für die Unterwalze 3a des Einzugswalzenpaares 3 ist ein Einzelantrieb 30 vorgesehen, der einen Regler 31 , einen Motor 32 und einen analogen oder digitalen Ist-Wertgeber 33 (bspw. einen Tachogenerator) umfaßt. Ein weiterer Antrieb 40 mit einem Regler 41 , einem Motor 42 und einem Ist-Wertgeber 43 (bspw. einem Tachogenerator) dient zum Antrieb des Tastwalzenpaares 5 sowie der Eingangs- und Mittel-Unterwalzen 6a, 7a. Selbstverständlich ist auch ein Antrieb der jeweiligen Oberwalzen möglich (nicht dargestellt). Im Vorverzugsfeld, das zwischen dem Eingangs- und Mittelwalzenpaar 6, 7 gebildet ist, ist somit bei dieser Ausführungsform ein konstanter Vorverzug eingestellt. Ein dritter Antrieb 50 mit Regler 51 , Motor 52 und Ist-Wertgeber 53 (bspw. Tachogenerator) ist zum Antrieb der Ausgangs-Unterwalze 8a und dem Kalanderwalzenpaar 12 vorgesehen. Zuletzt treibt ein vierter Antrieb 60 mit Regler 61 , Motor 62 und Ist-Wertgeber 63 (bspw. Tachogenerator) den Drehteller 13 sowie die Kannenstandfläche 15 an.
Die Motoren 32, 42, 52, 62 werden jeweils über geschlossene Regelkreise geregelt. Die Soll-Werte für die Motoren werden zunächst anhand des gewünschten Soll-Werts zum Querschnitt des verzogenen Faserbandes sowie der aktuellen Meßwerte von der dem Streckwerk 2 vorgelagerten Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 ermittelt, die über eine Leitung 22 an einen Regulierungsrechner 18 übermittelt werden. Der Regulierungs- rechner 18 berechnet dann entsprechend dem Stand der Technik unter Berücksichtigung der Laufzeit des oder der Faserbänder vom Meßort zum Verzugsort Soll-Werte für die Streckwerksmotoren 42 und/oder 52. Anhand der von der Bandquerschnittsmeßeinrichtung 12 am Streckwerksausgang über eine Leitung 27 an den Regulierungsrechner 18 übermittelten Signale kann die Qualität des resultierenden Faserbandes ermittelt und angezeigt werden.
In der Figur 1 sowie den übrigen Figuren sind der Übersichtlichkeit halber einige übli- cherweise vorhandene Maschineneinheiten nicht dargestellt, so z.B. die Maschinenzentrale, eine Bedieneinheit, eine Visualisierungseinheit (Panel o.a.).
Im Rahmen der Erfindung liefern die Ist-Wertgeber 33, 43, 53, 63 ein der Motorendrehzahl entsprechendes Signal nicht nur an die zugeordneten Regler 31, 41, 51, 61, son- dem über einen Bus 70 auch an eine zentrale Steuer- und/oder Regeleinheit 19, die in dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Regulierungsrechner 18 in einer Einheit 20 zusammengefaßt ist. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 bestimmt anhand dieser Signale, welcher der Antriebe 30, 40, 50, 60 momentan der Masterantrieb sein soll, wobei die übrigen Antriebe dann als Slave-Antriebe dienen. Alternativ ist auch ein virtueller Master zur zwischenzeitlichen Vorgabe der Soll-Drehzahlen bestimmbar. Die Masterfunktionalität kann somit von der Steuer- und/oder Regeleinheit 19 zwischen den Antrieben 30, 40, 50, 60 und ggf. einem virtuellen Master hin und her übergeben werden.
Bei der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform verarbeitet die Steuer- und/oder Re- geleinheit 19 einerseits die von dem Regulierungsrechner 18 berechneten Soll-Werte für die Streckwerksantriebe 40 und/oder 50 als auch die Ist-Werte der Ist-Wertgeber 33, 43, 53, 63, um Soll-Drehzahlen - ggf. modifiziert entsprechend des momentanen Masters - den Motoren 32, 42, 52, 62 vorzugeben, in einer Alternative werden die Ist- Werte der Ist-Wertgeber 33, 43, 53, 63 von der Steuer- und/oder Regeleinheit 19 an den Regulierungsrechner 18 weitergeleitet (s. Doppelpfeil zwischen Rechner 18 und Einheit 19) und dort - zusammen mit den Meßwerten der Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 - zur Berechnung der Soll-Drehzahlen für die Motoren 32, 42, 52, 62 herangezogen. Die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 kann auch lediglich auf Ist-Werten basierende Kurz-Informationen an den Regulierungsrechner 18 übertragen, beispielswei- se daß die gesamte Maschine - z.B. aufgrund der Überlastung eines Motors (des momentanen Masters) - nur mit 80% der voreingestellten Liefergeschwindigkeit laufen soll, bis der Regulierungsrechner 18 ein neues Signal von der Steuer- und/oder Regeleinheit
19 erhält. Die Berechnung der tatsächlich den Motoren 32, 42, 52, 62 vorzugebenden Soll-Drehzahlen wird hierbei vollständig dem Regulierungsrechner 18 überlassen, wo- bei die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 in diesem Fall vornehmlich der Synchronisierung der Antriebe 30, 40, 50, 60 dient.
Es kann standardmäßig ein bestimmter Antrieb als Master fungieren, wobei unter be- sonderen Betriebsbedingungen diese Funktionalität an einen der anderen Antriebe abgegeben werden kann, so daß der bisherige Master dann als Slave dient und ggf. bei darauffolgender Normalisierung des Betriebs wieder als Master herangezogen wird.
Der Steuer- und/oder Regeleinheit 19 werden vorteilhafterweise nicht ständig die Ist- Werte der den Motordrehzahlen entsprechenden Spannungssignale von den Ist- Wertgebern übermittelt. Erst bei Unter- oder Überschreiten von vorgegebenen Grenzwerten dieser Signale werden diese bevorzugt an die Einheit 19 übertragen. Wenn beispielsweise ein Motor nicht die von der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit 19 vorgegebene Soll-Drehzahl aufgrund von Überlast erreicht, wird die aktuelle Drehzahl über den Bus 70 an die Einheit 19 übertragen.. Die Einheit 19 reagiert, indem sie die vom Regulierungsrechner 18 berechneten Soll-Drehzahlen für alle Antriebe 30, 40, 50, 60 entsprechend weiterverarbeitet, insbesondere in passender Weise reduziert, und über den Bus 70 diesen Antrieben vorgibt.
Bei Feststellen beispielsweise einer Motorenüberiast können die Soll-Drehzahlen der Motoren 32, 42, 52, 62 entsprechend reduziert werden, um weiterhin eine hohe Faserbandqualität zu erhalten. Wenn beispielsweise eine relativ schlechte Faserbandqualität registriert wird, kann entweder ebenfalls die Maschine langsamer betrieben werden oder die schlechtere Bandqualität wird bei nicht oder kaum reduzierten Drehzahlen zu- gunsten der Produktivität in Kauf genommen.
In diesem Zusammenhang kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, die Maschine mit hoher oder niedriger Dynamik zu betreiben. Im ersten Fall werden jeweils die momentanen Ist-Werte des momentanen Masterantriebs berücksichtigt, während im zweiten Fall die Drehzahlen über das aktuell notwendige Maß hinaus reduziert werden. Im letzteren Fall wird zunächst der überlastete Antrieb berücksichtigt, bevor die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 anschließend als virtueller Master agiert und die Soll- Drehzahlen auf ein bestimmtes, für längere Zeit gültiges Niveau absenkt, das unterhalb des eigentlich notwendigen Maßes bzgl. der momentanen Überlast liegt. Entsprechend der Ist-Werte kann vorteilhafterweise ebenfalls vorgesehen sein, daß die Maschine vollständig abgeschaltet wird.
In der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform weisen alle Antriebe 30, 40, 50, 60 eine Meßeinrichtung in Gestalt der Ist-Wertgeber 33, 43, 53, 63 auf. Bei anderen Ausführungen sind nur einem oder einigen Antrieben Meßeinrichtungen zugeordnet, welche Ist- Werte an die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 übermitteln können. Dies kann zweckmäßigerweise für solche Antriebe realisiert sein, bei denen die Wahrscheinlichkeit von starken Abweichungen gegenüber dem Normalbetrieb relativ groß ist, so daß diesen Antrieben die Masterfunktionalität im Bedarfsfall übertragen werden kann.
Anstelle von oder zusätzlich zu Motordrehzahlen (z.B. gemessen mittels Tachogeneratoren) bzw. äquivalenten Größen sind Ist-Werte zu anderen Meßgrößen zur Vergabe der Masterfunktionalität heranziehbar. Bevorzugt wird insbesondere die Stromaufnahme eines oder mehrerer der Motoren 32, 42, 52, 62 mittels eines entsprechenden Meßgliedes gemessen, das im jeweiligen Regler 31 , 41 , 51, 61 integriert sein kann. Bei Erreichen der Überlastgrenze bzw. einer Schwellgrenze eines der Motoren 32, 42, 52, 62 kann dieser dann als Master dienen.
Anstelle eines Busses 70 in geeigneter Ausführung (paralleler oder serieller Bus, CAN- Bus, Profibus, Interbus o. dgl.) können auch analoge oder digitale Einzelverbindungen zwischen den verschiedenen Meßeinrichtungen und der Steuer- und/oder Regeleinheit 19 realisiert sein. Eine derartige Situation ist in Figur 2 wiedergegeben. Die Berechnung der Soll-Drehzahlen aufgrund der Meßwerte von der Bandquerschnittsmeßeinrichtung 5 mittels des Regulierungsrechners 18 sowie die Qualitätsüberwachung mittels der Bandquerschnittsmeßeinrichtung 12 ist unverändert gegenüber der Ausführungsform gemäß der Figur 1.
Die Ausführungsform gemäß der Figur 2 zeichnet sich zudem dadurch aus, daß jedem der vier Antriebe 30, 40, 50, 60 unterschiedliche Meßgrößen registrierende Meßeinrichtungen zugeordnet sind. So mißt ein Temperatursensor 34 die Motortemperatur des Motors 32 des ersten Antriebs 30 und leitet diese - in analoger oder digitaler Form - über eine Leitung 21 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 19. Es kann in einer optio- nalen Ausführungsvariante ein Grenzwert vorgegeben sein, unterhalb dessen keine Temperaturwerte an die Einheit 19 übermittelt werden. Wird beispielsweise der Motor 32 zu heiß, weist die Einheit 19 nach Erhalt dieser Information dem Antrieb 30 die Masterfunktion zu und gibt unter Berücksichtigung der Bandquerschnittsschwankungen neue Soll-Drehzahlen für alle Antriebe 30, 40, 50, 60 vor, die den Motor 32 weniger belasten und seine Betriebstemperatur sinken lassen, um ggf. bei anschließender Normalisierung die Masterfunktion einem anderen Antrieb zuzuweisen.
Weiterhin können bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 von der Bandquer- Schnittsmeßeinrichtung 5 über eine Leitung 22a an die Einheit 19 gelieferte Signale zur Bestimmung des momentanen Masters herangezogen werden. Wenn beispielsweise mehrere sehr große Dickstellen hintereinander von der Einrichtung 5 registriert werden, die im normalen Schnelllaufbetrieb vom Streckwerk 2 nicht optimal vergleichmäßigt werden könnten, kann ein virtueller Master die gesamte Maschine langsamer laufen lassen. Dieser virtuelle Master ist vorliegend vorzugsweise in der zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit 19 realisiert.
Der Druckstab 9 gemäß der Ausführungsform der Figur 2 ist als bekanntes Verzugs- kraftmeßelement ausgebildet, welches die entsprechenden Signale über eine Leitung 23 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 übermittelt. Auch diese Signale können zur Zuweisung des momentanen Masters benutzt werden.
Weiterhin ist ein Meßelement 54 zur Messung der Stromaufnahme des Motors 52 des dritten Antriebs 50 vorgesehen, der beispielsweise bei Überlastüberschreitung ein ent- sprechendes Signal über eine Leitung 24 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 19 sendet, welche als Reaktion hierauf den Antrieb 50 als Master bestimmen kann.
Zuletzt mißt bei der Ausführungsform gemäß der Figur 2 noch ein Ist-Wertgeber 63 die Drehzahlen des Motors 62 und sendet entweder kontinuierlich oder bei Unter- bzw. Überschreiten vorgegebener bzw. vorgebbarer Grenzwerte die entsprechenden Ist- Werte über eine Leitung 25 an die Steuer- und/oder Regeleinheit 19. Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß der Figur 1 ist bei derjenigen der Figur 2 somit kein Bus zur Signalübermittlung zu und von der Steuer- und/oder Regeleinheit 19 vorgesehen.
Um die Variationsbreite der Verschaltungsmöglichkeiten zu demonstrieren, sind gemäß der Figur 2 die Ist-Werte des Ist-Wertgebers 63 entweder über den Regler 61 zur zen- traten Steuer- und/oder Regeleinheit 19 übermittelbar oder alternativ oder zusätzlich über eine direkte Leitung 26 (gestrichelt gezeichnet).
Die Meßeinrichtungen 34, 5, 9, 54, 63 der in der Figur 2 dargestellten Ausführungsform sind - auch zu Anschauungszwecken - alle unterschiedlich gewählt. Einige der Meßeinrichtungen sind bestimmten Antrieben zugeordnet (Meßeinrichtungen 34, 54, 63), während andere (Meßeinrichtungen 5, 9) von diesen unabhängig sind. Es ist durchaus möglich, daß nur die Ist-Werte zu ein oder zwei Meßgrößen bestimmt werden (vgl. Figur 1), beispielsweise lediglich die Stromaufnahme eines oder mehrerer Motoren. Falls lediglich eine Meßeinrichtung zum Zwecke einer wechselnden Zuweisung der Master-Funktionalität vorgesehen ist, können dessen Ist-Werte zur temporären Bestimmung eines Antriebs als Master verwendet werden. Wenn die Ist-Werte wieder unterhalb eines Grenzwertes fallen, kann ein standardmäßig voreingestellter Antrieb oder auch ein virtueller Master wieder die Masterfunktion übernehmen.
Allgemein ist es vorteilhaft, wenn im normalen Streckwerksbetrieb eine vorübergehende Abnormalität oder Störung durch Senden von diese Störung repräsentierenden Ist- Werten einen Wechsel der Masterfunktionalität bedingt.
Anstelle einer zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit 19, wie sie bei den in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen vorgesehen ist, kann die Funktion dieser Steuerung und/oder Regelung auch in einem der Antriebe 30, 40, 50, 60 angesiedelt sein. Eine solche Situation ist in der Figur 3 dargestellt. Gemäß dieser Ausfüh- rungsform ist jeder Regler 131 , 141, 151, 161 der jeweiligen Antriebe 30, 40, 50, 60 als Steuer- und/oder Regeleinheit konzipiert, vorzugsweise in Form einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS). Die einzelnen Steuer- und/oder Regeleinheiten 131, 141, 151 , 161 stehen über ein Bussystem 170 miteinander in Verbindung und können vorzugsweise jede die Aufgabe der Steuerung/Regelung übernehmen. Die Steue- rung/Regelung ist jedoch standardmäßig lediglich einer der Steuer- und/oder Regeleinheiten 131, 141 , 151, 161 übertragen. Falls die Funktionalität dieser Steuerung/Regelung bei dem betreffenden Antrieb ausfällt, kann diese Funktion vorteilhafterweise von einem der anderen Steuer- und/oder Regeleinheiten 131, 141 , 151, 161 übernommen werden.
Die Meßwerte von den Bandquerschnittsmeßeinrichtungen 5, 12 werden wiederum an den Regulierungsrechner 18 übermittelt. Der Regulierungsrechner 18 ist an den Bus 170 angeschlossen und übermittelt die Soll-Werte (Soll-Drehzahlen) für die Streckwerk- santriebe 40 und/oder 50 an die für die Steuerung/Regelung verantwortliche Steuer- und/oder Regeleinheit 131, 141, 151 oder 161, welche diese Soll-Werte entsprechend dem ausgewählten Master für die Vorgabe der Soll-Drehzahlen für alle Antriebe berücksichtigt.
Auch bei der Ausführungsform gemäß der Figur 3 kann die jeweils zuständige Steuer- und/oder Regeleinheit 131, 141, 151 oder 161 die Funktion eines zwischenzeitlichen virtuellen Masters übernehmen.
Bei den verschiedenen Ausführungsformen gemäß den Figuren 1 - 3 ist es möglich, daß die Aufgaben der jeweiligen Steuer- und/oder Regeleinheit 19, 131 , 141 , 151 , 161 auf verschiedene Einheiten verteilt sind. So kann die Übermittlung der Ist-Werte von der oder den Meßeinrichtungen an eine erste Einheit erfolgen, die Bestimmung des Masters in einer zweiten Einheit und die Vorgabe der neuen Soll-Drehzahlen für die verschiedenen Antriebe mittels einer dritten Einheit realisiert werden. Eine derartige Verteilung der Aufgaben ist im Rahmen der Erfindung mit umfaßt, wenn im Vorstehenden von „Steuer- und/oder Regeleinheit" die Rede ist.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Es sind vielmehr verschiedene Varianten möglich. So ist es zum Beispiel nicht zwingend, daß alle Antriebe der Spinnereimaschine zur Übernahme der Masterfunktion ausgebildet sind. Gleichfalls ist die Antriebsaufteilung in den Figuren 1 - 3 lediglich beispielhaft. Andere Anordnungen und/oder eine andere Anzahl von Antrieben sind selbstverständlich möglich. Die Erfindung ermöglicht es nicht nur, die Synchronitat der Antriebe einzuhalten. Es können die Achsantriebe auch hinsichtlich ihrer Spitzenleistung und ihrer Leistungsreserven geringer ausgelegt werden, da in den selten zu erwartenden Spitzenlastfällen eine Reduzierung der anderen Achsen erfolgen kann.
Die Erfindung kann generell bei verschiedensten Textilmaschinen eingesetzt werden. Im Falle einer Strecke kann diese auch ein unreguliertes Streckwerk aufweisen.

Claims

Patentansprüche
1. Textilmaschine, insbesondere Karde, Strecke oder Kämmmaschine, mit mindestens zwei bezüglich ihrer Drehzahlen entsprechend einer Masterfunktionalität aufeinander abgestimmten elektrischen Antrieben (30, 40, 50, 60) zum Antreiben von Maschinenelementen, insbesondere Fasermaterial-Verzugselementen, Meßelementen, Transportelementen und/oder Ablageelementen, sowie mit mindestens einer Meßeinrichtung (33, 43, 53, 63; 34, 5, 9, 54) zur Ist-Wert-Erfassung von antriebs- und/oder Fasermaterial-bezogenen Meßgrößen, gekennzeichnet durch mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinheit (19; 131 , 141, 151 , 161), mittels welcher Masterfunktionswechsel in Abhängigkeit der Ist-Werte durchführbar sind.
2. Textilmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Werte der mindestens einen Meßeinrichtung (33, 43, 53, 63; 34, 5, 9, 54) an die mindestens eine Steuer- und/oder Regeleinheit (19; 131, 141, 151, 161) übermittelbar sind, welche anhand dieser Ist-Werte die momentane Master-Funktion zuweist.
3. Textilmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die minde- stens eine Steuer- und/oder Regeleinheit (19; 131, 141, 151 , 161) die Soll- Drehzahlen für die Antriebe (30, 40, 50, 60) vorgibt.
4. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Textilmaschine ein Regulierstreckwerk (2) aufweist, gekennzeichnet durch einen Regulie- rungsrechner (18) zur Berechnung der Einstellwerte der Streckwerksantriebe (40,
50) aufgrund von Bandquerschnittsmessungen vor dem Streckwerk (2), wobei diese Einstellwerte von der Steuer- und/oder Regeleinheit (19; 131 , 141, 151 , 161) bei der Vorgabe der Soll-Drehzahlen für die Antriebe (30, 40, 50, 60) berücksichtigt werden.
5. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masterfunktionalität wiederholt zumindest zwischenzeitlich dem einen und zu einem anderen Zeitpunkt dem anderen Antrieb der mindestens zwei Antriebe (30, 40, 50, 60) zuweisbar ist.
6. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Masterfunktionalität zwischenzeitlich einem virtuellen Master zuweisbar ist.
7. Textilmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der virtuelle Master in einer Steuer- und/oder Regeleinheit (19; 131 , 141, 151, 161) integriert ist.
8. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der jeweils momentan seinem Soll-Wert am geringsten nachkommende Antrieb (30, 40, 50, 60) bei Unter- oder Überschreiten von vorgegebenen Grenzwerten die Rolle des Masters übernimmt.
9. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei kurzfristiger Drehmomentüberlast und/oder Erreichen der Dauer- lastgrenze eines Antriebs (30, 40, 50, 60) diesem Antrieb die Masterfunktion zuweisbar ist.
10. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Übermittlung von Ist-Werten einer Meßeinrichtung (33, 43, 53, 63; 34, 5, 9, 54) bei Unter- oder Überschreiten von vorgegebenen Grenzwerten vorgesehen ist.
11. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ist-Werte aktiv, d.h. ohne Abfrage (Polling), seitens der mindestens ei- nen Meßeinrichtung (33, 43, 53, 63; 34, 5, 9, 54) übermittelbar sind.
12. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Ist-Werte eines oder mehrerer der folgenden Meßgrößen übermittelbar sind: Drehzahlen, Drehzahländerungen, Drehmomente, Motorstrom, Phasenver- Schiebung, Phasenwinkel, Umdrehungsgeschwindigkeit oder deren zeitliche Ableitungen), Antriebskräfte, Fasermaterialeigenschaften (beispielsweise Dickstellen), Verzugskräfte, Motortemperaturen.
13. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens zwei dezentrale Antriebe (30, 40, 50, 60) für zumindest zwei der folgenden Elemente: Einzugswalzen (3a) am Maschineneingang, Eingangswalzen (6a), Mittelwalzen (7a), Ausgangs- bzw. Lieferwalzen (8a), Abzugswalzen (12a) am Streckwerksausgang, Drehteller (13), Kannenstandfläche (15).
14. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Steuer- und/oder Regeleinheit (131, 141, 151, 161), insbesondere eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS), den mindestens zwei Antrie- ben (30, 40, 50, 60) zugeordnet ist.
15. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuer- und/oder Regelaufgabe zur Vergabe der Masterfunktion auf eine den jeweiligen Antrieben (30, 40, 50, 60) zugeordnete Steuer- und/oder Rege- leinheit (131, 141, 151 , 161) übertragbar ist.
16. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikation zwischen den Antrieben (30, 40, 50, 60) und/oder den Antrieben (30, 40, 50, 60) und einer zentralen Steuer- und/oder Regeleinheit (19) über Bussysteme (25) oder analoge Leitungen erfolgt.
17. Textilmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Kriterien vom Benutzer vorgebbar sind, anhand derer die Masterfunktionalität zugewiesen wird.
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