IT202100031934A1 - Metodo di gestione dei dati operativi in un apparato tessile provvisto di una molteplicità di alimentatori di filato - Google Patents

Metodo di gestione dei dati operativi in un apparato tessile provvisto di una molteplicità di alimentatori di filato Download PDF

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Description

METODO DI GESTIONE DEI DATI OPERATIVI IN UN APPARATO TESSILE PROVVISTO DI UNA MOLTEPLICIT? DI ALIMENTATORI DI FILATO.
DESCRIZIONE
Il presente trovato riguarda un metodo di gestione dei dati operativi in un apparato tessile provvisto di una molteplicit? di alimentatori di filato.
Come noto, in un generico apparato tessile, una pluralit? di filati possono essere alimentati ad una macchina tessile, p.es., una macchina da maglieria, da rispettivi alimentatori di filato del tipo cosiddetto ?ad accumulo? o del tipo cosiddetto ?positivo?.
Un generico alimentatore di filato ad accumulo pu? comprendere un tamburo atto a portare avvolte su di s? una pluralit? di spire di filato formanti una scorta. Il filato, che si svolge dal tamburo su richiesta della macchina tessile, attraversa un dispositivo frena-trama che ne controlla la tensione sulla base del segnale ricevuto da una cella di carico. Mano a mano che il tamburo si svuota, nuovo filato viene prelevato da una rocca a monte ed avvolto sul tamburo da un motore avvolgitrama mediante un volano oppure mettendo in rotazione il tamburo stesso.
Un alimentatore di filato positivo ? generalmente munito di un rocchetto motorizzato sul quale il filato ? avvolto ripetutamente (p.es., 3 o 4 avvolgimenti) in modo da aderire ad esso per attrito. Mettendo in rotazione il rocchetto, il filato si svolge da una rocca a monte e viene alimentato alla macchina tessile a valle. Durante la lavorazione, la velocit? del rocchetto pu? essere regolata sulla base del segnale ricevuto da una cella di carico che misura la tensione del filato alimentato alla macchina tessile in modo da stabilizzarla su un valore fisso o su un profilo impostato dall'utente.
? altres? noto, particolarmente nel settore delle macchine da maglieria, controllare gli alimentatori di filato da remoto. Tipicamente, tutti gli alimentatori di filato che alimentano una stessa macchina tessile sono collegati, per scambiare dati operativi, ad un bus di campo (tipicamente un CAN BUS) che ? connesso a una rete locale (tipicamente una rete Ehernet ad alta velocit? RJ45, wifi 802.x) tramite un gateway. Alla rete locale possono essere collegati terminali quali pesonal computer, notebook, tablet, e simili, provvisti di un'applicazione per comunicare col gateway, tipicamente tramite protocollo TCP/IP.
L'architettura di rete sopra descritta permette di monitorare e modificare da remoto vari parametri utili all?ottimizzazione del processo di alimentazione del filato, p.es., la tensione di alimentazione.
Lo scopo principale del presente trovato ? quello di realizzare un metodo di gestione dei dati operativi in un apparato tessile del tipo sopra descritto, che permetta di incrementare ulteriormente le prestazioni dell'apparato tessile rispetto alle soluzioni note.
Il suddetto scopo e altri vantaggi, quali risulteranno meglio dal seguito della descrizione, sono raggiunti da un metodo avente le caratteristiche esposte nella rivendicazione 1, mentre le rivendicazioni dipendenti definiscono altre caratteristiche vantaggiose del trovato, ancorch? secondarie.
Si descriver? ora in maggior dettaglio il trovato, con riferimento ad alcune sue realizzazioni preferite ma non esclusive, illustrate a titolo d'esempio non limitativo nella Figura 1 qui allegata, la quale rappresenta un diagramma a blocchi di un apparato tessile su cui ? applicato il metodo secondo il trovato.
Con riferimento iniziale alla Fig. 1, in un generico apparato tessile 10 una pluralit? di filati possono essere alimentati ad una o pi? macchine tessili, p.es., una o pi? macchine da maglieria, da rispettivi alimentatori di filato.
Nell'esempio di Fig. 1, sono presenti due macchine da maglieria KM' e KM'', ognuna delle quali ? alimentata da un rispettivo gruppo di alimentatori di filato. Per ognuna delle macchine da maglieria KM', KM'', alcuni alimentatori di filato, indicati coi numeri di riferimento A1', A2', ?, An' e A1'', A2'', ?, An'', sono del tipo cosiddetto ?ad accumulo?, altri, indicati coi numeri di riferimento B1', B2', ?, Bn' e B1'', B2'', ?, Bn'', sono del tipo cosiddetto ?ad accumulo?.
In modo di per s? noto, un generico alimentatore di filato ad accumulo pu? comprendere un tamburo atto a portare avvolte su di s? una pluralit? di spire di filato formanti una scorta. Il filato, che si svolge dal tamburo su richiesta della macchina tessile, attraversa un dispositivo frena-trama che ne controlla la tensione meccanica sulla base del segnale ricevuto da una cella di carico. Mano a mano che il tamburo si svuota, del nuovo filato viene prelevato da una rocca a monte ed avvolto sul tamburo da un motore avvolgitrama mediante un volano oppure mettendo in rotazione il tamburo stesso. Un alimentatore di filato ad accumulo del tipo suddetto ? descritto, p.es., in EP 3608460 B1 della stessa Richiedente.
Un alimentatore di filato positivo ? generalmente munito di un rocchetto motorizzato sul quale il filato ? avvolto ripetutamente (p.es., 3 o 4 avvolgimenti) in modo da aderire ad esso per attrito. Mettendo in rotazione il rocchetto, il filato si svolge da una rocca a monte e viene alimentato alla macchina tessile a valle. Durante la lavorazione, la velocit? del rocchetto pu? essere regolata sulla base del segnale ricevuto da una cella di carico che misura la tensione del filato alimentato alla macchina tessile in modo da stabilizzarla su un valore fisso o su un profilo impostato dall'utente. Un alimentatore di filato positivo del tipo suddetto ? descritto, p.es., in EP 3257984 B1 della stessa Richiedente.
Tutti gli alimentatori di filato che alimentano una stessa macchina tessile KM' o KM'' sono collegati, per scambiare dati operativi, ad un rispettivo bus di campo FB', FB'' (tipicamente un CAN BUS) che ? connesso a una rete locale FN (tipicamente una rete Ehernet ad alta velocit? RJ45, wifi 802.x) tramite un rispettivo gateway GW', GW''. Alla rete locale FN sono collegati terminali quali pesonal computer PC e/o altri dispositivi di controllo quali notebook, tablet, e simili (non illustrati). Tutti i terminali sono provvisti di un'applicazione per comunicare coi gateway GW', GW'', tipicamente tramite protocollo TCP/IP.
In modo di per s? noto, l'architettura di rete sopra descritta permette di monitorare e modificare da remoto vari parametri utili all?ottimizzazione del processo di alimentazione del filato, p.es., la tensione di alimentazione per ognuno degli alimentatori di filato.
Secondo il trovato, al fine di incrementare ulteriormente le prestazioni dell'apparato tessile rispetto alle soluzioni note, ognuno dei gateway GW' e GW'' ? programmato per leggere periodicamente dagli alimentatori di filato A1', A2', ?, An', B1', B2', ?, Bn' e A1'', A2'', ?, An'', B1'', B2'', ?, Bn'' dati operativi relativi ad almeno un parametro di processo ed inviarli a un server SS, quest'ultimo essendo programmato per organizzare e storicizzare i dati operativi in un database DB per successive analisi manutentive e/o predittive e/o diagnostiche.
L'intervallo di lettura del gateway GW', GW'' pu? essere compreso, p.es., tra alcuni secondi e alcuni minuti, p.es., 1 minuto.
A titolo d'esempio, alcuni parametri di processo che possono essere letti periodicamente dai gateway GW', GW'' sono: la velocit? di alimentazione del filato, la coppia erogata all?asse del motore avvolgitrama negli alimentatori di filato ad accumulo, la tensione letta e/o la tensione desiderata del sistema di controllo della tensione, la tensione di bus, i dati caratteristici dei sensori sull'alimentatore o lungo la linea di alimentazione (p.es., nel caso di sensori a fotocellula, la corrente di compensazione impressa nei fotoemettitori), il consumo di filato, e simili.
Vantaggiosamente, a monte del server SS, i dati provenienti dalle macchine tessili KM', KM'', che sono identificati da rispettivi topic, vengono raccolti e distribuiti da un message broker MB.
Vantaggiosamente, i dati operativi nel database DB vengono analizzati in un blocco di analisi SA tramite algoritmi che sono configurati per eseguire le summenzionate analisi manutentive e/o predittive e/o diagnostiche.
Nelle analisi manutentive, il valore del parametro di processo d'interesse relativo a ognuno degli alimentatori di filato viene confrontato con il valore medio del medesimo parametro di processo sugli altri alimentatori di filato. Nel caso in cui la differenza superi una certa soglia indicante una possibile anomalia, viene generato un allarme sui terminali PC degli operatori collegati alla rete locale FN.
Nelle analisi predittive, il parametro di processo d'interesse viene analizzato al fine di predire la prossima rottura di un componente associato a un alimentatore di filato e, in caso di probabile guasto, generare un messaggio atto a suggerire la sostituzione del componente a rischio per non pregiudicare la produttivit? dell'apparato tessile.
Nelle analisi diagnostiche, i parametri di processo vengono analizzati al fine di individuare eventuali inefficienze e fornire agli operatori indicazioni circa eventuali correttivi da applicare sui parametri di processo stessi per migliorare le prestazioni. Alcuni parametri di processo che possono essere controllati sono, p.es., la resa della macchina tessile, il numero di allarmi o errori generati dagli alimentatori di filato in un lasso di tempo prestabilito, ed altri simili.
Vantaggiosamente, i dati operativi storicizzati nel database DB e i risultati delle summenzionate analisi manutentive e/o predittive e/o diagnostiche vengono visualizzati su un sistema d'interfaccia FE a valle del blocco di analisi SA. Il sistema d'interfaccia FE pu? vantaggiosamente comprendere un portale web con credenziali di accesso dedicate.
Come l'esperto del ramo comprender? facilmente, a seconda dell?entit? dei dati e della scalabilit? del sistema, tutti i summenzionati dispositivi/componenti software/hardware possono essere separati oppure accorpati in un dispositivo unico, che pu? essere virtuale o fisico.
Inoltre, i componenti software possono essere dislocati sulla rete locale FN oppure, preferibilmente, in un'architettura cloud come illustrato in Fig. 1, dove la rete ad alta velocit? FN ? separata dal cloud CL da un firewall FW. In quest'ultimo caso, i risultati analitici sono vantaggiosamente accessibili da ogni luogo per i client C1, C2, ?, Cn, utilizzando un comune browser web per accedere al sistema d'interfaccia FE attraverso una rete pubblica, tipicamente, Internet.
Di seguito saranno descritti alcuni esempi di applicazione del metodo secondo il trovato.
Come noto, gli alimentatori di filato associati ad una macchina tessile possono essere divisi in gruppi, gli alimentatori di filato di ogni gruppo essendo configurati con gli stessi parametri, p.es., la stessa tensione di alimentazione.
A titolo d'esempio, 84 alimentatori di filato associati a un'unica macchina tessile possono essere divisi in quattro gruppi da 21 alimentatori ciascuno, in cui:
- il gruppo 1 comprende gli alimentatori numero 1, 5, 9, etc.
- il gruppo 2 comprende gli alimentatori numero 2, 6, 10, etc.
- il gruppo 3 comprende gli alimentatori numero 3, 7, 11, etc.
- il gruppo 4 comprende gli alimentatori numero 4, 8, 12, etc.
In un primo esempio applicativo del metodo secondo il trovato, riferentesi ad alimentatori di filato ad accumulo muniti di un volano motorizzato per avvolgere spire di filato sul tamburo, un valore troppo elevato della coppia erogata dal motore avvolgitrama, rispetto al valore medio nel medesimo gruppo di alimentatori di filato, potrebbe indicare una criticit? nel punto in cui il filato si inserisce nel tubo guidafilo all?ingresso dell?alimentatore.
La criticit? pu? essere dovuta, p.es., a un angolo di inserimento del filato troppo distante da quello ideale (che ? 0? rispetto all?asse del tubo guidafilo), oppure alla rottura del tubo guidafilo, con il filato che fuoriesce dallo stesso generando attrito, e simili.
Il sistema pu? essere programmato per allertare l?operatore in tali circostanze, in modo che questi possa controllare l'inserimento del filato su quello specifico alimentatore e prevenire inconvenienti derivanti dal surriscaldamento del motore avvolgitrama e da una tensione di filato troppo elevata a monte dell'alimentatore, con rischio di rottura del filato.
In un secondo esempio applicativo del metodo secondo il trovato, che si riferisce sempre ad alimentatori di filato ad accumulo, un valore troppo elevato (p.es., > 40 mA) della corrente di compensazione su una fotocellula contaspire che conteggia le spire di filato che si svolgono dal tamburo, rispetto al valore medio nel medesimo gruppo di alimentatori di filato, potrebbe indicare un'eccessiva presenza di sporco o polvere sulla fotocellula. Tale circostanza potrebbe falsare il conteggio delle spire svolte. Il sistema pu? essere programmato per allertare l?utente in tali circostanze, in modo che questi possa provvedere alla pulizia del sensore.
In un terzo esempio applicativo del metodo secondo il trovato, che si riferisce ancora ad alimentatori di filato ad accumulo, un valore misurato del consumo di filato troppo lontano dal valore misurato sugli altri alimentatori di filato del medesimo gruppo potrebbe indicare un funzionamento non corretto della fotocellula contaspire. Il sistema pu? essere programmato per allertare l?utente in tali circostanze, in modo che questi possa provvedere alla sostituzione della fotocellula contaspire o dell?alimentatore qualora il problema persista.
In un quarto esempio applicativo del metodo secondo il trovato, un valore troppo elevato (p.es., > 40 mA) della corrente di compensazione su una fotocellula di rottura-filato che rileva l'eventuale rottura del filato all'ingresso dell'alimentatore, rispetto al valore medio nel medesimo gruppo di alimentatori di filato, potrebbe indicare un'eccessiva presenza di sporco o polvere sulla fotocellula. Tale circostanza potrebbe causare frequenti falsi allarmi. Il sistema pu? essere programmato per allertare l?utente in tali circostanze, in modo che questi possa provvedere alla pulizia del sensore.
In un quinto esempio applicativo del metodo secondo il trovato, un grado di frenatura applicata che si discosta eccessivamente dal grado di frenatura medio che viene applicato nel medesimo gruppo di alimentatori di filato tarati sulla stessa tensione di riferimento potrebbe indicare un'anomalia di funzionamento nella cella di carico (p.es., offset eccessivo o rottura della cella di carico). Il sistema pu? essere programmato per allertare l?utente in tali circostanze, in modo che questi possa provvedere al controllo o alla sostituzione della cella di carico.
Si ? descritta una realizzazione preferita del trovato con riferimento anche ad alcuni esempi applicativi, ma naturalmente il tecnico del ramo potr? apportare diverse modifiche o varianti nell'ambito delle rivendicazioni.

Claims (14)

RIVENDICAZIONI
1. Metodo per la gestione di dati operativi in un apparato tessile munito di almeno una macchina tessile (KM' e KM'') alimentata da una molteplicit? di alimentatori di filato (A1', A2', ?, An' e A1'', A2'', ?, An'', B1', B2', ?, Bn' e B1'', B2'', ?, Bn'') collegati, per scambiare dati operativi, ad un bus di campo (FB', FB'') connesso a una rete locale (FN) tramite un gateway (GW', GW''), caratterizzato dal fatto che detto gateway (GW', GW'') ? programmato per leggere periodicamente da detti alimentatori di filato (A1', A2', ?, An', B1', B2', ?, Bn' e A1'', A2'', ?, An'', B1'', B2'', ?, Bn'') dati operativi relativi ad almeno un parametro di processo ed inviarli a un server (SS) che ? programmato per organizzare e storicizzare detti dati operativi in un database (DB) per successive analisi manutentive e/o predittive e/o diagnostiche.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti parametri di processo comprendono almeno uno tra i seguenti: velocit? di alimentazione del filato, coppia erogata all?asse del motore avvolgitrama in un alimentatore di filato ad accumulo, tensione letta e/o tensione desiderata in un sistema di controllo della tensione del filato, tensione di bus, dati caratteristici di almeno un sensore su un alimentatore o lungo la linea di alimentazione, consumo di filato.
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che, a monte di detto server (SS), i dati provenienti dalla macchina tessile (KM', KM''), che sono identificati da rispettivi topic, vengono raccolti e distribuiti da un message broker (MB).
4. Metodo secondo una delle rivendicazioni 1-3, caratterizzato dal fatto che i dati operativi in detto database (DB) vengono analizzati in un blocco di analisi (SA) tramite algoritmi che sono configurati per eseguire dette analisi manutentive e/o predittive e/o diagnostiche.
5. Metodo secondo una delle rivendicazioni 1-4, caratterizzato dal fatto che dette analisi manutentive comprendono le seguenti fasi:
- confrontare i valori di un parametro di processo d'interesse relativo a un alimentatore di filato (A1', A2', ?, An', B1', B2', ?, Bn' e A1'', A2'', ?, An'', B1'', B2'', ?, Bn'') appartenente ad un gruppo di alimentatori di filato configurati con i medesimi parametri, con il valore medio del medesimo parametro di processo sugli altri alimentatori di filato dello stesso gruppo, e
- allorch? la differenza tra i valori confrontati superi una certa soglia indicante una possibile anomalia, generare un'allarme su terminali (PC) collegati alla rete locale (FN).
6. Metodo secondo la rivendicazione 5, in cui detto alimentatore di filato ? un alimentatore ad accumulo, caratterizzato dal fatto che detto parametro di processo ? almeno uno tra la coppia erogata da un motore avvolgitrama, la corrente di compensazione su una fotocellula contaspire che conteggia le spire di filato che si svolgono dal tamburo, e il consumo di filato.
7. Metodo secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto parametro di processo ? almeno uno tra il grado di frenatura applicata e la tensione misurata da una cella di carico atta a misurare la tensione del filato a valle dell'alimentatore di filato.
8. Metodo secondo una delle rivendicazioni 1-7, caratterizzato dal fatto che dette analisi predittive comprendono le seguenti fasi:
- analizzare i parametri di processo d'interesse al fine di predirre la prossima rottura di un componente associato a un alimentatore di filato, e
- in caso di probabile guasto, generare un messaggio atto a suggerire la sostituzione del componente a rischio.
9. Metodo secondo una delle rivendicazioni 1-8, caratterizzato dal fatto che dette analisi diagnostiche comprendono le seguenti fasi:
- analizzare i parametri di processo al fine di individuare eventuali inefficienze, e
- fornire agli operatori indicazioni circa eventuali correttivi da applicare sui parametri di processo stessi per migliorare le prestazioni.
10. Metodo secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che detti parametri di processo comprendono almeno uno tra: resa della macchina tessile, numero di allarmi o errori generati dagli alimentatori di filato in un lasso di tempo prestabilito.
11. Metodo secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che i dati operativi storicizzati in detto database (DB) e i risultati di dette analisi manutentive e/o predittive e/o diagnostiche vengono visualizzati su un sistema d'interfaccia (FE) a valle di detto blocco di analisi (SA).
12. Metodo secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che detto sistema d'interfaccia (FE) comprende un portale web con credenziali di accesso dedicate.
13. Metodo secondo una delle rivendicazioni 1-12, caratterizzato dal fatto che i componenti software atti a realizzare detto metodo sono dislocati su detta rete locale (FN).
14. Metodo secondo una delle rivendicazioni 1-12, caratterizzato dal fatto che i componenti software atti a realizzare detto metodo sono dislocati in un'architettura cloud.
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