ITMI950135A1 - Procedimento e dispositivo per ottimizzare la geometria di filatura di un filatoio - Google Patents

Abstract

Procedimento per ottimizzare la geometria di filatura di un filatoio, secondo il quale la forza di filatura, oppure una grandezza in correlazione con la forza di filatura, viene misurata e/oppure viene rilevata la frequenza di rottura del filo, questi valori di misurazione vengono addotti, come grandezze di ingresso, ad un regolatore e il regolatore comanda, in funzione delle grandezze di ingresso, come grandezza di regolazione, perlomeno un servoazionamento di un elemento, influenzante la geometria di filatura, del filatoio nell'ambito di un preassegnato intervallo di regolazione in modo tale per cui la frequenza delle rotture del filo non supera un predeterminato valore oppure è minimale e/oppure la forza di filatura oppure la tensione del filo non supera un valore predeterminato oppure è minimale.(Figura 1).

Description

Deacrizione del trovato

L'invenzione concerne un procedimento per ottimizzare la geometria di filatura di un filatoio, come pure un filatoio ad anelli nel quale viene realizzato questo procedimento. La qualit? del filo conseguibile con un filatoio ad anelli, come pure la produttivit?, sono determinate sostanzialmente dalla geometria di filatura, vale a dire dall'esecuzione dell'andamento del filo dalla coppia di rulli d'uscita dello stiratoio attraverso l'occhiello del guidafilo e l'anello di restringimento del pallone verso il cursore anulare e sul tubetto di filatura, in particolare dalle lunghezze delle singole parti di filo e dai loro angoli tra loro. La geometria di filatura viene adattata abitualmente alla lunghezza dei tubetti di filatura impiegati, al diametro impiegato dell'anello, alla finezza del filo filato, al tipo di fibra filata e ad altri parametri.

Nei noti filatoio ad anelli a tale scopo il banco degli anelli come pure i banchi per gli anelli di restringimento del pallone e gli occhielli dei guidatilo vengono mossi verticalmente e spostati, nel corso di un prelevamento, in dipendenza reciproca e impostabile per mezzo di trasmissioni meccaniche.

A questo scopo dalla domanda di brevetto tedesco DE 37 32 052 Al ? noto il fatto di fissare gli elementi di trazione dei banchi degli anelli, sospesi su di essi, rispettivamente dei banchi per gli anelli di restringimento dei palloni e dei guidatilo, sui tamburi di avvolgimento rispettivamente distinti e di azionare ciascun tamburo di avvolgimento mediante un motore di azionamento distinto. In tal modo si consegue il fatto che si possono muovere indipendentemente l'uno dall'altro i diversi tipi di banchi, laddove questi diversi movimenti sono impostabili e variabili in modo semplice.

Il comando dei movimenti di questi elementi, influenzanti la geometria di filatura, del filatoio ha luogo, nelle macchine note, secondo un programma preassegnato, il quale o rappresenta un compromesso relativamente ai diversi fili o filati da filare, oppure deve essere definito in modo nuovo e/oppure ottimizzato per ciascun filato da filare. In altre parole: se per un tipo di filato da filare nel comando della macchina non ? inserito alcun programma ottimale, allora o l'operazione di filatura deve essere effettuata con la geometria di filatura non-ottimalizzata, vale a dire con qualit? e quantit? di filatura ridotte, oppure ha luogo un'ottimizzazione manuale dispendiosa della geometria di filatura.

Un ulteriore svantaggio delle macchine note consiste nel fatto che durante l'operazione di filatura si pu? a malapena tener conto di ulteriori parametri influenzanti la qualit? di filatura, come per esempio la temperatura o l'umidit? dell'aria della sala di filatura, in particolare delle loro variazioni.

Alla base dell'invenzione ? posto pertanto il compito di creare un procedimento per l'ottimizzazione della geometria di filatura di un filatoio ad anelli, il quale procedimento garantisce che la geometria di filatura viene ottimizzata automaticamente, anche durante l'operazione di filatura, nel senso che viene garantita una qualit? di filatura sufficiente in presenza di una produttivit? preassegnata oppure massimale. Inoltre alla base dell'invenzione ? posto il compito di creare un filatoio ad anelli, con il quale viene realizzato questo procedimento.

L'invenzione risolve questo compito con le caratteristiche della rivendicazione 1.

L'invenzione parte dalla cognizione che la forza di filatura, rispettivamente la tensione del filo, e/oppure la frequenza di rottura del filo possono servire come grandezze di misura per ottimizzare l'operazione di filatura. In relazione a ci? la tensione del filo, vale a dire la tensione di trazione nel filo tra la coppia di rulli di alimentazione e l'avvolgimento della spola, in particolare nella filatura di filato pettinato, ? di grande importanza. Nell'operazione di filatura stessa dipende, tra l'altro, da questa tensione di trazione soprattutto la frequenza di rottura del filo, mentre nel prodotto finito la tensione del filo determina la capacit? di allungamento del filo, laddove l'allungamento a rottura del filo aumenta a tensione di filatura decrescente. Nel fascio di fili, quindi soprattutto nella catena di filatura, per? oltre alla forza di strappo per la rottura del filo ? determinante l'allungamento a rottura di un filo, cosicch? durante l'operazione di filatura la tensione del filo dovrebbe essere minimale oppure non dovrebbe perlomeno superare un valore predeterminato.

Poich? la frequenza di rottura del filo ? determinata sostanzialmente dalla tensione del filo, la prima pu? servire, al posto della seconda o in unione con questa, come ulteriore grandezza per l'ottimizzazione della geometria di filatura.

Il traguardo di una frequenza minimale delle rotture del filo o di una forza di filatura, rispettivamente tensione del filo, minimale viene conseguito secondo l'invenzione per il fatto che perlomeno valori di misurazione per la forza di filatura e/oppure la frequenza delle rotture del filo vengono addotti ad un regolatore come grandezze d'ingresso, laddove il regolatore comanda in modo adatto perlomeno un servoazionamento di un elemento del filatoio ad anelli che influenza la geometria di filatura. In tal modo si consegue il fatto che senza qualsiasi intervento manuale la geometria di filatura viene ottimizzata relativamente ai traguardi, ovvero scoppi, menzionati pi? sopra, anche durante un'operazione, ovvero processo, di filatura.

In una forma di esecuzione preferita dell'invenzione il regolatore sceglie addizionalmente il numero di giri di filatura nell'ambito di un campo o intervallo di regolazione preassegnato in modo tale per cui la frequenza delle rotture del filo e/oppure la forza di filatura, rispettivamente la tensione del filo, non superano un valore predeterminato oppure sono minimali.

Se il preassegnato traguardo di regolazione non pu? essere ottenuto nell'ambito dei preassegnati intervalli di regolazione, allora il regolatore pu? produrre un segnale di difetto, per cui pu? essere attivata, per esempio, una chiamata dell'operatore.

Come grandezza di regolazione influenzante la geometria di filatura e comandabile dal regolatore pu? servire, per esempio, una o parecchie delle grandezze "posizione verticale degli occhielli dei guidafilo" , "posizione verticale degli anelli di restringimento del pallone", "posizione verticale dei cursori anulari e dei fusi" oppure "distanza orizzontale tra stiratoio e fusi".

In una conformazione dell'invenzione al regolatore possono essere addotte ulteriori grandezze di ingresso, per esempio valori di misurazione della temperatura e/oppure dell'umidit? dell'aria dell'ambiente circostante il filatoio.

In una conformazione dell'invenzione l'operazione di regolazione pu? essere effettuata in predeterminati intervalli temporali. A questo scopo il regolatore pu? per esempio esplorare l'intero intervallo di regolazione oppure una parte dell'intervallo di regolazione di perlomeno una grandezza di regolazione in passi predeterminati e dai valori di misurazione risultanti in tal modo per le grandezze d'ingresso pu? determinare, ed emettere, il valore ottimale della perlomeno una grandezza di regolazione.

Nel caso di parecchie grandezze di regolazione questo tipo di regolazione pu? avere luogo per esempio in modo tale per cui per ciascuna delle grandezze di regolazione viene eseguita, in una sequenza predeterminata, di volta in volta un'operazione di esplorazione e un'operazione di ottimizzazione.

In una forma di esecuzione preferita dell'invenzione il regolatore ? eseguito per? come sistema fuzzy il quale fuzzifica i segnali di misurazione addotti ad esso, li interconnette e li pesa secondo regole preassegnate di una base di conoscenze corrispondentemente alla logica fuzzy, e rileva ed emette la grandezza di regolazione mediante defuzzificazione del risultato dell'interconnessione e della pesatura.

Poich? in un filatoio ad anelli la grandezza di ingresso pi? importante del regolatore pu? variare facilmente da punto di filatura a punto di filatura, nella forma di esecuzione preferita del procedimento secondo l'invenzione questa grandezza viene misurata in corrispondenza di parecchi punti di filatura, oppure di tutti i punti di filatura, e al regolatore viene addotto un valore di misurazione rilevato sui corrispondenti punti di filatura. Preferibilmente per la formazione della media vanno esclusi quei punti di filatura nei quali al momento della misurazione non si filava oppure si era verificata una rottura del filo. Ci? pu? avere luogo per esempio in modo tale per cui per la formazione della media non vengono utilizzati valori di misurazione che sono pi? piccoli di un valore di soglia predeterminato.

Ulteriori conformazioni dell'invenzione risultano dalle rivendicazioni dipendenti.

L'invenzione viene spiegata pi? dettagliatamente nel seguito in base ad un esempio di esecuzione illustrato nei disegni. Nei disegni in particolare:

la figura 1 mostra una vista in prospettiva delle parti, sostanziali per la comprensione dell'invenzione, di un punto di lavorazione di un filatoio;

la figura 2 mostra un diagramma schematico a blocchi del regolatore dell'unit? di comando in figura 1;

la figura 3 mostra il grado di appartenenza dei singoli termini delle variabili linguistiche "forza di filatura" e "frequenza delle rotture del filo" di un regolatore, eseguito come regolatore fuzzy, secondo le figure 1 e 2, e la figura 4 mostra il grado di appartenenza dei singoli termini delle variabili linguistiche di uscita "percorso FF" e "numero di giri dei fusi" del regolatore fuzzy con le variabili d'ingresso secondo la figura 3.

La figura 1 mostra schematicamente la costruzione di un punto di lavoro 1 di un filatoio ad anelli, per il resto non rappresentato pi? dettagliatamente, nella misura in cui la stessa ? di importanza per la comprensione dell'invenzione. Inoltre la figura 1 mostra gli elementi, sostanziali per l'invenzione, di un comando 3 della macchina in forma di un diagramma a blocchi.

Il punto di lavoro 1 ? formato sostanzialmente dalla parte, associata a questo, di uno stiratoio 5 per lo stiramento e l'alimentazione di uno stoppino 7', come pure da un fuso 11 supportato girevolmente attorno ad un asse verticale, e azionato in un banco 9 dei fusi.

Un filo 7, alimentato attraverso la coppia di rulli di alimentazione 13 passa, in modo abituale, attraverso un occhiello di un guidafilo 15 e un cursore ad anello 19 che ? guidato in un anello 19' supportato su un banco 17 degli anelli, e viene avvolto su una bobina 21 inserita sul fuso 11. Mediante la rotazione del fuso 11, rispettivamente della bobina 21, il cursore ad anello 19, guidato sul banco degli anelli 17 su una traiettoria circolare, viene trascinato dal filo 7, cosicch? l'avvolgimento del filo sulla bobina 21 ha luogo con la differenza tra il numero di giri del fuso, rispettivamente della bobina, e il numero dei giri del cursore ad anello 19, laddove il filo 7 subisce in tal modo nello stesso tempo una rotazione. Per il conseguimento di una determinata formazione di spola il banco 17 degli anelli viene mosso verso l'alto e verso il basso, in direzione verticale, vale a dire in direzione dell'asse delle bobine, secondo un predeterminato modello di movimento.

In seguito al numero di giri del fuso, rispettivamente della bobina, relativamente elevato e all'elevato numero di giri, con esso connesso, del cursore ad anello 19 sulla parte del filo tra il guidafilo 15 e il cursore ad anello 19 agiscono forze centrifughe relativamente elevate. Ci? porta ad una impanciatura del pezzo di filo in direzione radiale, cosicch? mediante la rotazione del pezzo di filo attorno all'asse verticale della bobina 21 si viene ad originare un pallone del filo.

Per la riduzione della forza di filatura, vale a dire della forza di trazione agente sul pezzo di filo tra la coppia di rulli di alimentazione 13 e l'avvolgimento del filo sulla bobina 21, nella zona del pezzo di filo formante il pallone ? previsto un anello 23 di restringimento del pallone, il quale anello limita ad un valore preassegnato il diametro del pallone del filo su una determinata posizione verticale tra il guidafilo 15 e il cursore ad anello 19. In relazione a ci? il posizionamento dell'anello di restringimento del pallone nel piano gravitazionale orizzontale del pallone si ? dimostrato come la posizione ottimale.

Tutti gli anelli 23 di restringimento del pallone di un lato della macchina del filatoio ad anelli sono disposti, parimenti come i corrispondenti guidafilo 15, su rispettivamente un banco, non illustrato, estendentesi lungo la macchina. In tal modo viene consentito di impostare la geometria di filatura del filatoio ad anelli, quindi in particolare il percorso del filo dalla coppia di rulli di alimentazione 13 attraverso l'occhiello del guidafilo 15 e l'anello 23 di restringimento del pallone verso il cursore ad anello 19 relativamente alla lunghezza delle singole parti del filo e ai loro angoli tra loro sulla lunghezza del tubetto di filatura impiegato, il diametro impiegato dell'anello, la finezza del filo filato, il tipo di fibre filato e altri parametri.

Relativamente a ci? ? per esempio noto il fatto che per filati grossolani sono vantaggiosi piccoli angoli di svolgimento e per filati fini sono vantaggiosi grandi angoli di svolgimento, laddove come angolo di svolgimento ? definito quell'angolo che il pezzo di filo racchiude tra la coppia 13 di rulli di alimentazione, ovvero dell'alimentatore, e il guidafilo 15 con la verticale.

Per l'impostazione della geometria di filatura nei noti filatoi ad anelli i banchi portanti gli anelli di restringimento dei palloni 23, rispettivamente i guidafilo 15, possono essere spostati nella loro posizione verticale per esempio mediante servoazionamenti separati. Cos? per esempio dal DE 37 32 052 ? noto il fatto di spostare i banchi per i guidafilo 15 e gli anelli 23 di restringimento del pallone durante un prelevamento a guisa di una funzione preassegnata, laddove la rispettiva funzione ? correlata sostanzialmente con il valore medio, per esempio leggermente aumentante, dell'andamento temporale del movimento, oscillante in direzione verticale, del banco 17 degli anelli.

Il rilevamento di queste funzioni deve tuttavia avere luogo separatamente per ciascun compito di filatura, laddove vanno considerati determinati parametri, in particolare il numero di giri dei fusi, la finezza del filo e il tipo di fibre.

La presente invenzione parte dalla cognizione che in particolare i parametri di "forza di filatura" e "frequenza delle rotture del filo? possono servire come misura per un'ottimizzazione automatica della geometria di filatura, e quindi della qualit? di filatura.

L'esempio di esecuzione dell'invenzione illustrato in figura 1 presenta pertanto un sensore 25 per il rilevamento della tensione del filo, il quale pu? essere disposto sul pezzo di filo tra la coppia di rulli di alimentazione 13 e il guidafilo 15. Il sensore 25 pu? a tale scopo rilevare per esempio la deviazione di un dito 27, poggiante sul filo, in antagonismo alla forza di una molla. Ovviamente al posto di questo sensore ? impiegabile qualsiasi sensore a piacere, il quale rileva la forza di filatura oppure una grandezza in correlazione con la stessa.

Il sensore 25 illustrato in figura 1 offre tuttavia il vantaggio che addizionalmente al rilevamento della forza di filatura il sensore pu? agire nello stesso tempo come rivelatore di rottura del filo. In relazione a ci? viene rivelata una rottura del filo quando sul dito 25 non agisce pi? alcuna forza, cosicch? la sua deviazione si porta verso 10 zero.

Il segnale d'uscita 29 del sensore 25 ? adotto ad un'unit? di comando 31 che ? conformata come unit? di comando separata o parte di un comando centrale della macchina.

L'unit? di comando 13 valuta il segnale d'uscita 29 del sensore 25 e, in funzione dello stesso, comanda un servoazionamento 33 per l'impostazione della posizione verticale del banco, portante i guidatilo 15, di ciascun lato del filatoio ad anelli. In tal modo risulta una variazione dell'altezza media del pallone del filo formato tra i guidatilo 15 e gli anelli 19.

Lo scopo preassegnato all'unit? di comando 31 consiste nel fatto di posizionare i guidafilo 15 in modo tale per cui la forza di filatura diviene minimale, oppure perlomeno non viene superato un predeterminato valore di soglia. La forza di filatura ammissibile dipendente da diversi parametri pu? o essere immessa direttamente all'unit? di comando 31 oppure pu? essere trasmessa a questa per esempio da un'unit? centrale di rilevamento dei dati di funzionamento (BDE).

Se l'unit? di comando 31 determina che la forza di filatura preassegnata non pu? essere ottenuta mediante una regolazione della posizione verticale dei guidatilo nell'intero campo, ovvero intervallo, di regolazione possibile, allora l'unit? di comando 31 pu? produrre, per esempio, un segnale di difetto 35 e comandare con questo un'unit? 37 di chiamata dell'operatore.

Inoltre, come illustrato in figura 1, pu? essere previsto il fatto che l'unit? di comando 31 comandi il comando 37 dell'azionamento dei fusi in modo tale per cui il numero di giri dei fusi viene ridotto e in questo modo viene conseguita una diminuzione della forza di filatura.

Come ulteriore parametro per il comando della posizione verticale dei guidatilo 15 l'unit? di comando 31 pu? valutare la freguenza di rottura del filo. A tale scopo ? per? necessario che o in corrispondenza di tutti i punti di lavoro del filatoio ad anelli, oppure perlomeno su una sezione trasversale rappresentativa, vengano disposti rivelatori di rottura del filo, i cui segnali vengono addotti all'unit? di comando 31, la guale poi da questi segnali determina la frequenza delle rotture del filo.

Ovviamente per? i segnali dei rivelatori delle rotture dei fili possono essere addotti anche ad un'unit? di valutazione separata, la quale determina la frequenza di rotture dei fili e la trasmette all'unit? di comando 31. Nella forma di esecuzione preferita dell'invenzione la forza di filatura viene rilevata non solo in corrispondenza di un singolo punto di lavoro 1 del filatoio ad anelli, bens? in corrispondenza di parecchi punti di lavoro, e all'unit? di comando 31 vengono addotti i corrispondenti segnali d'uscita 29 dei parecchi sensori 25. L'unit? di comando 31 pu? allora rilevare la tensione del filo mediante formazione di un valore medio, laddove preferibilmente vengono esclusi quei punti di filatura, in corrispondenza dei quali nell'istante di misurazione si ? verificata una rottura del filo, l'operazione di filatura ? interrotta oppure il punto di filatura ? fuori servizio. Ci? pu? avere luogo per esempio per il fatto che l'unit? di comando 31 non considera quei segnali di sensore 29 il cui valore si trova al disotto di un determinato valore di soglia oppure ? uguale a zero.

Se i rivelatori delle rotture dei fili e i sensori per il rilevamento della forza di filatura sono eseguiti come sensori separati, ci? pu? avere luogo per il fatto che l'unit? di comando 31 non prende in considerazione quei segnali dei sensori della forza di filatura per i quali i corrispondenti rivelatori delle rotture dei fili indicano una rottura del filo, rispettivamente la non-presenza di un filo.

Per la conformazione dell'operazione di regolazione del circuito chiuso di regolazione, rispettivamente dei circuiti chiusi di regolazione, vale a dire per la conformazione di un regolatore contenuto nell'unit? di comando 31 si hanno a disposizione diverse possibilit?.

Poich? la geometria ottimale di filatura viene raggiunta solamente durante il funzionamento del filatoio ad anelli per mezzo del circuito di regolazione descritto pi? sopra, per i parametri variabili "posizione verticale dei guidaiilo" e "numero di giri dei fusi" devono essere scelti dapprima valori di partenza convenienti. In relazione a ci? si partir? da una posizione di partenza, supposta ottimale, dei guidafilo e si sceglier? il numero di giri dei fusi in modo tale che viene garantita una sufficiente produttivit?. Una possibilit? per l'esecuzione della regolazione consiste nel fatto che il regolatore, presente nell'unit? di comando 31, a partire da questi valori di partenza esplora l'intero campo di regolazione ammissibile per i guidafilo 15 con una preassegnata ampiezza di passo e in ogni posizione rileva, e memorizza in modo intermedio, la relativa forza di filatura. Da questi valori di misurazione il regolatore pu? poi rilevare la forza di filatura minimale, per esempio mediante regressione non-lineare e pu? regolare il servoazionamento 33 in modo tale che questa viene raggiunta per la posizione verticale trovata ottimale dei guidafilo 15.

Se l'unit? di comando 31 dopo il confronto della forza di filatura, raggiunta in questa posizione, con un valore memorizzato per la forza di filatura massimale ammessa dovesse stabilire che questa ? superata, allora l'unit? di comando 31 pu? comandare il comando 39 dell'azionamento dei fusi in modo tale per cui il numero di giri dei fusi viene ridotto in ragione di un importo predeterminato. Se, dopo questa riduzione del numero di giri dei fusi, la forza di filatura ? pi? piccola oppure uguale al valore massimale ammissibile, allora l'operazione di regolazione ? terminata. In caso contrario l'unit? di comando 31 ripete guesta operazione di regolazione cos? a lungo sinch? viene soddisfatta questa condizione.

L'operazione di regolazione pu? essere ripetuta in continuo oppure a distanze temporali predeterminate, cosicch? praticamente durante l'intero funzionamento del filatoio ad anelli, in particolare durante un prelevamento, la posizione verticale dei guidafilo 15 e il numero di giri dei fusi si muovono sempre in un campo ottimale. In questo modo con un filatoio ad anelli secondo l'invenzione viene garantita costantemente una produttivit? massimale in presenza di una preassegnata sufficiente qualit? di filatura.

Ovviamente l'invenzione non ? limitata al fatto che solamente la posizione verticale dei guidafilo 15 e il numero di giri dei fusi vengono compresi nel circuito di regolazione. Anzi possono essere considerati concomitantemente ulteriori parametri a piacere influenzanti la geometria di filatura, in particolare la posizione verticale degli anelli di restringimento 23 del pallone oppure la distanza orizzontale della coppia 23 di rulli di alimentazione dagli assi verticali dei fusi 11.

Quanto esposto ultimamente ? tuttavia connesso con un considerevole dispendio meccanico, poich? sarebbe necessario uno spostamento orizzontale dell'intero stiratoio.

Inoltre ovviamente anche grandezze di ingresso addizionali, per esempio valori di misurazione per la temperatura e l'umidit? dell'aria nell'ambiente circostante del filatoio ad anelli, possono essere addotti all'unit? di comando 31, rispettivamente al corrispondente regolatore.

Quante pi? grandezze d'ingresso vengono addotte all'unit? di comando 31, rispettivamente al regolatore, e quante pi? grandezze di regolazione per l'ottimizzazione della geometria di filatura sono da includere concomitantemente nel circuito di regolazione, tanto pi? maggiormente complicate divengono la costruzione, rispettivamente la progettazione, del regolatore, rispettivamente il procedimento di regolazione.

Ci? pu? portare, nel caso estremo, al fatto che la progettazione del regolatore secondo metodi tradizionali diviene praticamente impossibile.

Una via d'uscita da questa situazione viene tuttavia offerta dalla possibilit? di eseguire al posto di uno o di parecchi circuiti di regolazione tradizionali l'intera regolazione come controllo fuzzy.

Questo procedimento di regolazione, impiegato diversamente in tempi recenti, consente, al posto di note dipendenze funzionali tra le grandezze d'ingresso e d'uscita del regolatore da interconnettere, di interconnettere queste mediante regole memorizzate, le quali vanno formulate con le conoscenze da specialista di un tecnico di filatura. A tale scopo le grandezze fisiche d'ingresso e d'uscita del regolatore devono essere descritte con cosiddette variabili linguistiche, i cui possibili valori non sono numeri, bens? concetti della lingua che vengono rappresentati mediante quantit? indeterminate. Questi termini di una variabile linguistica vengono descritti mediante funzioni di appartenenza, le quali riproducono un preassegnato campo fisico di valori delle corrispondenti variabili fisiche su un'appartenenza, la quale presenta un campo di valori tra o e 1. Questa operazione viene definita fuzzificazione.

Dopo che mediante la fuzzificazione si sono interpretate linguisticamente tutte le grandezze d'ingresso del sistema fuzzy, rispettivamente del regolare fuzzy, nella fase successiva deve essere descritta la cosiddetta inferenza fuzzy, la situazione di processo alla quale si deve reagire e deve essere indicata la reazione a questa situazione. Ci? ha luogo mediante la formulazione di regole di "se-allora", che vengono calcolate con l'ausilio dell'inferenza fuzzy. La parte di "se" descrive in tal caso la situazione nella quale deve valere la regola, la parte di "allora" la reazione a ci?.

L'inferenza fuzzy ? formata da due componenti, vale a dire da un lato dall'aggregazione, dal calcolo della parte di "se" delle regole e, d'altro canto, dalla composizione, vale a dire dal calcolo della parte di "allora" delle regole. Dopo l'esecuzione dell'inferenza fuzzy ? fissato il risultato per la grandezza di regolazione da determinare, rispettivamente per le grandezze di regolazione da determinare, come valore di una o di parecchie variabili linguistiche.

La ritrasformazione di questi valori delle variabili linguistiche in grandezze tecniche viene definita come "defuzzificazione" .

La figura 2 mostra un diagramma a blocchi schematico di un regolatore generale per l'unit? di comando 31 con le grandezze d'ingresso "forza di filatura" e "frequenza delle rotture dei fili" come pure con le grandezze d'uscita "numero di giri dei fusi" e "posizione dei guidafilo" (posizione FF).

Le figure 3a e 3b mostrano in un esempio le funzioni di appartenenza a scelte dei singoli termini delle variabili d'ingresso linguistiche "forza di filatura" e "frequenza delle rotture del filo" per un regolatore secondo la figura 2 conformato come regolatore fuzzy. In relazione a ci? la variabili linguistica "forza di filatura" viene descritta mediante i termini "piccola", "media" e "grande", le cui funzioni di appartenenza sono indicate con gli indici di riferimento 41, 43 e 45. In modo analogo le funzioni di appartenenza dei termini "piccola", "media", "grande" e "molto grande" della variabile linguistica "frequenza di rottura del filo" sono indicate con gli indici di riferimento 47, 49, 51 e 53.

In base a queste funzioni di appartenenza pu? essere ora effettuata la fuzzificazione. A tale scopo come esempio nelle figure 3a e 3b ? riportato di volta in volta un valore della forza di filatura (in [cN]) come pure per la frequenza delle rotture del filo (in [1/(1000 fusi ? h)]). Come ? rilevabile dalle figure 3a, rispettivamente 3b, una forza di filatura di 22 [cN], rispettivamente una frequenza di rottura del filo di 44 (in [1/(1000 fusi ? h)]) viene caratterizzata dalle seguenti appartenenze dei termini della variabile linguistica "forza di filatura", rispettivamente "frequenza delle rotture del filo".

Nella tabella 1 seguente ? indicato un esempio per lo sviluppo delle regole di "se-allora" per l'inferenza di fuzzy ora da effettuare.

Tabella 1

In relazione a ci? nelle regole indicate nella tabella 1 si ? supposto che l'interconnessione delle variabili linguistiche "forza di filatura" e "frequenza di rottura del filo" ha luogo mediante l'operatore fuzzy "AND".A tale scopo pu? essere impiegato per esempio l'"operatore minimo", vale a dire l'appartenenza delle variabili interconnesse risulta dalle singole appartenenze

rispettivamente secondo la relazione

laddove con A e B ? indicata rispettivamente una variabile linguistica a piacere.

Inoltre nell'esempio di esecuzione illustrato nella tabella 1 si ? partiti dal fatto che la parte di "se" delle regole viene impiegata tanto sulla variabile linguistica "percorso FF", quanto anche sulla variabile "numero di giri dei fusi". Ci? significa che ogni riga della tabella 1 rappresenta due regole, una per il "percorso FF" e una per il "numero di giri dei fusi".

Se le regole rappresentate nella tabella 1 vengono impiegate sull'esempio fuzzificato soprastante di una forza di filatura di 22 [cN] rispettivamente di una frequenza di rotture del filo di 44 [1/1000 fusi/h], allora si ottiene il risultato dell'aggregazione illustrato nel seguito nella tabella 2.

Tabella 2

In relazione a ci? il risultato provvisorio di aggregazione risulta dalla scelta dell'appartenenza rispettivamente pi? bassa della parte di "se? della rispettiva condizione di "se-allora". Il risultato finale, vale a dire il risultato pesato, risulta dalla moltiplicazione dell'appartenenza, rilevata in questo modo, con il relativo peso della regola. La composizione ora da effettuare segue in modo tale che a ciascun termine di una variabile linguistica di partenza viene associato, corrispondentemente alle regole secondo la tabella 1, tenendo in considerazione il risultato di aggregazione secondo la tabella 2, un grado di appartenenza. Poich? di volta in volta parecchie regole presentano la stessa conclusione, la composizione pu? avere luogo in modo tale che di volta in volta viene scelto il grado di appartenenza massimale di tutte le regole presentanti la stessa conclusione. Con questo semplice procedimento di composizione si perviene al risultato:

Con questo risultato dell'interferenza fuzzy pu? essere effettuata la defuzzificazione in base alle funzioni di appartenenza, rappresentate nelle figure 4a e 4b, per i termini delle variabili linguistiche "percorso FF", rispettivamente "numero di giri dei fusi". Come uno dei procedimento di defuzzificazione pi? semplici pu? essere impiegato, per esempio, il "center-of-maximum", secondo il quale dapprima per ciascun termine di una variabile linguistica viene rilevato il valore "maggiormente tipico". Nelle funzioni di appartenenze illustrate nelle figure 4a e 4b questo valore ? ottenuto di volta in volta nel punto in cui ? presente il massimo della funzione di appartenenza. In un secondo passo viene poi determinato, come segue, il "migliore compromesso". Ci si immagina deposto nel luogo dei valori tipici di volta in volta un "peso" nella grandezza del rispettivo grado di appartenenza di questo termine (risultato dell'inferenza fuzzy) e poi si cerca, mediante spostamento di un cuneo immaginario sottostante, il punto nel quale i pesi si bilanciano.

Questo procedimento ? rappresentato schematicamente nelle figure 4a e 4b, laddove si perviene a valori di 58,1 mm per la variabile fisica "percorso FF" e 300 per la variabile fisica "numero di giri dei fusi".

In relazione a ci? alla variabile fisica "numero di giri dei fusi", rispettivamente alla variabile linguistica corrispondente spetta, in senso stretto, il significato di una variazione dei numeri di giri. Ci? significa che nell'esempio considerato il numero di giri momentaneo dei fusi dovrebbe essere aumentato in ragione di un valore di 300 min

Questa operazione di regolazione, che ? spiegata in base all'esempio considerato pi? sopra, viene ripetuta preferibilmente ad intervalli temporali relativamente brevi. In tal modo viene garantito il fatto che anche nel caso di variazioni relativamente rapide di un parametro la geometria di filatura assume sempre una configurazione ottimale.

Ovviamente la presente invenzione non ? limitata all'esempio di esecuzione, illustrato precedentemente, di un regolatore fuzzy, in particolare non ? limitata alle semplici funzioni di appartenenza illustrate e al semplice procedimento descritto per l'inferenza fuzzy e la defuzzificazione.

Claims (15)

1. Rivendicazioni 1. Procedimento per ottimizzare la geometria di filatura di un filatoio ad anelli, caratterizzato dal fatto, a) che la forza di filatura, oppure una grandezza in correlazione con la forza di filatura, viene misurata e/oppure viene rilevata la frequenza di rottura del filo, b) dal fatto che questi valori di misurazione vengono addotti, come grandezze di ingresso, ad un regolatore, e c) dal fatto che il regolatore comanda, in dipendenza dalle grandezze di ingresso come grandezza di regolazione, perlomeno un servoazionamento (33) di un elemento, influenzante la geometria di filatura, del filatoio ad anelli nell'ambito di un preassegnato campo di regolazione, in modo tale che cl) la frequenza delle rotture del filo non supera un valore predeterminato oppure ? minimale e/oppure c2) la forza di filatura oppure la tensione del filo non supera un valore predeterminato, oppure ? minimale.
2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il regolatore sceglie addizionalmente il numero di giri dei fusi nell'ambito di un campo di regolazione preassegnato in modo tale che la frequenza delle rotture del filo e/oppure la forza di filatura oppure la tensione del filo non supera un valore predeterminato, oppure ? minimale.
3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzato dal fatto che il regolatore produce un segnale di difetto nel caso in cui il traguardo della regolazione non ? raggiungibile con i campi di regolazione preassegnati.
4. 4. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la posizione verticale dei guidafilo (15) viene comandata, come grandezza di regolazione, dal regolatore.
5. 5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la posizione verticale degli anelli (23) di contenimento del pallone viene comandata, come grandezza di regolazione, dal regolatore.
6. 6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la posizione verticale dei cursori ad anello (19) e dei fusi (11) vengono comandate, come grandezza di regolazione, dal regolatore .
7. 7. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la distanza orizzontale tra lo stiratoio e i fusi viene comandata, come grandezza di regolazione, dal regolatore.
8. 8. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che al regolatore vengono addotti, come grandezze d'ingresso addizionali, valori di misurazione di un parametro caratterizzante le condizioni dell'ambiente circostante del filatoio ad anelli, per esempio valori di misurazione della temperatura e/oppure dell'umidit? dell'aria.
9. 9. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il regolatore effettua l'operazione di regolazione in distanze temporali predeterminate.
10. 10. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il regolatore esplora l'intero campo di regolazione, oppure una parte del campo di regolazione della perlomeno una grandezza di regolazione, in passi predeterminati e dai valori di misurazione, con ci? connessi, delle grandezze d'ingresso, determina, ed emette, il valore ottimale della perlomeno una grandezza di regolazione.
11. 11. Procedimento secondo la rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che nel caso di parecchie grandezze di regolazione i valori ottimali per le grandezze di regolazione vengono rilevati mediante operazioni di esplorazione e di ottimizzazione, eseguite in successione in una sequenza predeterminata, per ciascuna singola grandezza di regolazione.
12. 12. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 9, caratterizzato dal fatto che il regolatore ? eseguito come sistema fuzzy, nel quale i segnali di misurazione vengono fuzzificati, interconnessi e pesati secondo regole preassegnate di una base di conoscenze, e la grandezza di regolazione viene rilevata mediante defuzzificazione del risultato dell'interconnessione e della pesatura.
13. 13. Procedimento secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la forza di filatura oppure una grandezza in correlazione con la forza di filatura viene misurata in corrispondenza di parecchi o di tutti i punti di filatura del filatoio ad anelli e viene addotta al regolatore come valore di somma o valore mediato.
14. 14. Procedimento secondo la rivendicazione 13, caratterizzato dal fatto che quei valori di misurazione che sono pi? piccoli di un valore di soglia predeterminato non vengono considerati.
15. 15. Filatoio ad anelli, caratterizzato dal fatto che il procedimento ? realizzabile secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 14.