MXPA06013977A - Un metodo para controlar el bobinado de un rollo de material de trama. - Google Patents

Abstract

Un metodo que controla el indice y el perfil de respuesta de un parametro variable. El metodo determina un valor del error correspondiente a un primer parametro variable como la diferencia entre el punto de ajuste de un primer parametro y el valor analogo de un primer parametro. Una salida, controlada mediante un bucle de control de un primer parametro de proceso variable, se ajusta de conformidad con el valor del error determinado a fin de ajustar el valor analogo del parametro y asi reducir el valor del error de acuerdo con un indice de respuesta. El bucle de control de un primer parametro de proceso variable tiene una ganancia. La ganancia del bucle de control de un primer parametro de proceso variable determina el indice de respuesta y el perfil de respuesta. El valor analogo de un segundo parametro variable determina la ganancia. Ajustar el indice de respuesta del bucle de control puede proveer un medio para ajustar un perfil de respuesta a una correccion de error del primer parametro variable.

Description

UN MÉTODO PARA CONTROLAR EL BOBINADO DE UN ROLLO DE MATERIAL DE TRAMA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere al control del perfil de respuesta a la corrección de error de un primer parámetro variable de conformidad con un valor análogo con respecto a un segundo parámetro variable en un proceso controlado. Más específicamente, la invención se refiere al control del perfil de respuesta a la corrección de error de las fuerzas de carga presentes durante el bobinado de rodillos de materiales de trama de conformidad con la variación de radio del rodillo de bobinado.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los programas de control de procesos en base a realimentación son bien conocidos en la industria. Estos programas pueden monitorear los valores de parámetros variables y comparar dichos valores con puntos de ajuste de parámetros variables con el fin de determinar los valores de error asociados con cada parámetro variable. El programa puede luego ajustar uno o más valores de salida con el objeto de modificar el valor del parámetro variable y reducir el valor del error hacia cero. Diagramar los valores de un parámetro variable y el punto de ajuste correspondiente al parámetro a lo largo del tiempo ilustra el perfil de respuesta a la corrección de error del parámetro variable. El índice y el modo en los que el programa de control reduce el valor del error del parámetro variable puede afectar el perfil de respuesta. El programa puede cambiar el índice de corrección de error mediante el ajuste del índice de integración, la cantidad de corrección proporcional o ambos. Las realidades físicas del proceso controlado pueden lograr características particulares de un perfil de respuesta más o menos deseables. El grado en que cualquier característica en particular es deseable puede cambiar a lo largo del tiempo y puede depender de otros aspectos del proceso controlado. Por lo tanto, es deseable lograr un método que brinde flexibilidad al perfil de respuesta de corrección de error. Los experimentados en la industria tendrán conocimiento de que el uso de planificación de ganancia puede proveer una mayor flexibilidad en los programas de control. Los programas de control pueden utilizar planificación de ganancia para alterar la relación entre un segundo parámetro variable y el punto de ajuste correspondiente al primer parámetro variable en función del valor de un tercer parámetro variable. Los programas de control pueden utilizar la magnitud del valor del error asociada con el primer parámetro variable para planificar la ganancia que determina el índice de corrección del valor del error del primer parámetro variable. Utilizar la planificación de ganancia para ajustar la relación entre la primera variable y el punto de ajuste correspondiente a una segunda variable, o para ajustar el índice de corrección de error vinculado con una primera variable en base a la magnitud del error vinculado con dicha primera variable puede no proporcionar suficiente flexibilidad para lograr el índice de respuesta y las características de perfil de respuesta deseadas en todos los casos. El bobinado de los materiales de trama se puede beneficiar con la flexibilidad del índice de respuesta y las características del perfil de respuesta. Los materiales de trama constituyen un elemento común de la vida diaria. Las películas metálicas, los sustratos de tela no tejida y los productos de papel constituyen un ejemplo de estos materiales de trama. La producción comercial de estos y otros materiales de trama puede requerir el bobinado del material de trama alrededor de un devanador en un rollo. El material de trama del rollo bobinado puede procesarse posteriormente de cualquier otra forma. La uniformidad del bobinado de un rollo puede afectar la habilidad para procesar satisfactoriamente el material de un rollo, así como la calidad de cualquier producto que se fabrique posteriormente con el material de un rollo. Puede que no sea posible procesar los rollos que no se bobinaron uniformemente, o bien estos rollos pueden dar como resultado productos de una calidad baja e insatisfactoria. En el proceso de bobinado, el material de trama puede pasar a través de un punto de agarre formado entre el rollo que se está bobinando y una estructura de soporte de la trama, tal como un carrete de bobinado. La presión del punto de agarre del proceso de bobinado puede afectar la calidad del bobinado de un rollo. La presión del punto de agarre se refiere a la fuerza aplicada a la trama que pasa a través del punto de agarre. Un exceso de presión del punto de agarre puede romper o dañar la trama. Una insuficiencia de presión del punto de agarre puede dar como resultado una trama arrugada o plegada, o bien, en un rollo cuyo bobinado está flojo. Una presión del punto de agarre que no es uniforme a lo largo del bobinado del rollo puede producir un rollo sin uniformidad. Un bucle de control de realimentación puede controlar la magnitud de la presión del punto de agarre. Las porciones del proceso de bobinado se pueden beneficiar con los perfiles de respuesta de corrección de error ajustables. Los rollos de material bobinados mediante el proceso se pueden beneficiar ajustando el perfil de respuesta a la corrección de error de la presión del punto de agarre.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, el método de la presente invención controla el perfil de respuesta de la corrección de error de un primer parámetro variable de conformidad con un valor análogo con respecto a un segundo parámetro variable. En este aspecto, el método comprende los pasos de determinar un punto de ajuste y un valor análogo correspondientes a un primer parámetro variable. El método determina luego una corrección de error del primer parámetro variable de conformidad con el punto de ajuste del primer parámetro variable y el valor análogo del primer parámetro variable. Un bucle de control de primer parámetro variable, que actúa en un primer índice de respuesta, puede controlar el primer parámetro variable de conformidad con el valor del error. El método puede comprender además los pasos de determinar un valor análogo correspondiente a un segundo parámetro variable y ajustar el primer índice de respuesta de conformidad con el valor análogo determinado correspondiente al segundo parámetro variable. El uso del método puede permitir el control de las características del perfil de respuesta del primer parámetro variable. En otro aspecto, el método de la presente invención puede controlar un aparato para bobinar un material de trama en un rollo alrededor de un devanador. En este aspecto, el método puede reducir las variaciones de la presión de carga del punto de agarre y los efectos perjudiciales que estas variaciones pueden tener sobre los rollos bobinados del material de trama. De conformidad con el método de este aspecto de la invención, una fuente provee la presión de carga deseada del punto de agarre a un programa de control. El programa de control también puede recibir los pesos del devanador y un carro primario utilizado para soportar el devanador. El programa de control puede luego determinar un punto de ajuste para una fuerza del primer lado de conformidad con la carga del punto de agarre deseada y los pesos provistos. Un elemento de enganche primario del primer lado puede aplicar una fuerza real del primer lado al carro primario y el devanador para soportar dicho devanador. Un carrete de bobinado puede soportar y proveer un trazado para encaminar el material de trama. El devanador puede rotar. A medida que el devanador rota, dicho devanador puede formar un punto de agarre con el carrete de bobinado. El material de trama puede pasar entre el devanador y el carrete en el punto de agarre. Una porción del material de trama puede adherirse al devanador, y el material de trama puede bobinarse alrededor del devanador. Un primer sensor puede determinar un valor análogo a la fuerza del primer lado y proveer este valor al programa de control. El programa de control puede determinar un valor del error de la fuerza del primer lado de conformidad con el punto de ajuste de la fuerza del primer lado y el valor análogo de la fuerza del primer lado. Un segundo sensor puede determinar un radio del rollo bobinado del material de trama. El programa de control puede comprender un bucle de control, que tenga una ganancia, para controlar la fuerza del primer lado. El programa de control puede determinar la ganancia del bucle de control de la fuerza del primer lado de conformidad con el radio determinado del rollo bobinado. El bucle de control de la fuerza del primer lado puede ajustar la fuerza del primer lado mediante una salida controlada para reducir el valor del error de la fuerza del primer lado hacia cero. El bucle de control de la fuerza del primer lado puede actuar para ajustar la fuerza del primer lado de acuerdo con un índice de respuesta. La ganancia del bucle de control de la fuerza del primer lado puede determinar el índice de respuesta.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS Si bien las reivindicaciones de la presente particularmente señalan y claramente reivindican el contenido de la presente invención, se considera que ésta se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción detallada de la invención, tomada en conjunto con las figuras adjuntas en las que los números de referencia designan de la misma manera las características correspondientes, y en las que: La Figura 1 ilustra una representación esquemática de un programa de control de conformidad con una modalidad de la presente invención. La Figura 2 ilustra una vista esquemática lateral de un aparato de bobinado controlado de conformidad con una modalidad del método de la invención. La Figura 3 ilustra una vista en planta de un aparato controlado de conformidad con otra modalidad de la invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La Figura 1 ilustra el uso del método de la invención en un programa de control de proceso 1. En una modalidad, una primera fuente 10 provee un valor deseado para un primer parámetro variable al programa de control 1. En una modalidad alternativa, una fuente preprogramada 15 provee el valor deseado. El programa de control 1 puede utilizar el valor deseado para determinar un punto de ajuste para el primer parámetro variable en el bloque 20. El programa de control 1 puede hacer que el punto de ajuste sea igual al valor deseado o que el punto de ajuste sea igual a una función del valor deseado. La función del valor deseado puede incluir otras variables provistas al programa de control 1. Una segunda fuente 30 puede proveer un ingreso de información al programa de control 1 análogo al valor del primer parámetro variable. La segunda fuente 30 puede comprender cualquier medio apropiado para determinar un valor análogo al primer parámetro variable. El programa de control 1 puede determinar un valor del error del primer parámetro variable de conformidad con el punto de ajuste y el valor análogo en el bloque 40. Un bucle de control 50 puede luego ajustar una salida controlando el valor análogo provisto por la fuente 30 del primer parámetro variable para reducir el valor del error determinado en el bloque 40 hacia cero. La salida puede alterar el proceso en el bloque 45 y puede modificar el valor de la entrada de la fuente 30. El bucle de control 50 y particularmente la ganancia general G del bucle de control 50 pueden determinar un índice de respuesta del ajuste de la salida para reducir el valor del error hacia cero. El bucle de control 50 puede tener una sola o una pluralidad de ganancias que interactúan como una ganancia general G para determinar el índice de respuesta. Las ganancias del bucle de control ilustrativas incluyen ganancias proporcionales, integrales, diferenciales y auxiliares. El índice de respuesta puede afectar el perfil de respuesta del primer parámetro variable. Las características del perfil de respuesta pueden incluir excederse del límite, en donde el valor del primer parámetro variable pasa de menos que el punto de ajuste a más que el punto de ajuste; estar por debajo del límite, en donde el valor del primer parámetro variable pasa de más que el punto de ajuste a menos que el punto de ajuste, y una respuesta pareja, en donde el valor del primer parámetro variable se acerca y logra el valor del punto de ajuste, sin excederse del límite o encontrarse por debajo de éste. Ajustar el índice de respuesta del bucle de control 50 puede otorgar flexibilidad a las características del perfil de respuesta a medida que el valor del error se acerca a cero. Modificar la ganancia o las ganancias G del bucle de control 50 puede facilitar el control del perfil de respuesta con respecto a una ocurrencia y magnitud cualquiera por encima y/o por debajo del límite del primer parámetro variable. Una función para determinar la ganancia 70 puede proveer valores de ganancia G variables al bucle de control 50. Un valor análogo a un segundo parámetro variable puede determinar la variación en los valores de ganancia G provistos. De conformidad con el método de la invención, una tercera fuente 60 determina un valor análogo a un segundo parámetro variable y provee este valor a la función para determinar la ganancia 70. La tercera fuente 60 puede comprender cualquier medio conocido para los experimentados en la industria destinado a determinar un valor análogo al segundo parámetro variable. La función para determinar la ganancia 70 puede luego determinar un valor para una o más ganancias del bucle de control G, de conformidad con el valor análogo al segundo parámetro variable. En una modalidad, la función para determinar la ganancia 70 puede determinar la ganancia o las ganancias del bucle de control G, de conformidad con una función programada empleando el valor análogo del segundo parámetro variable. En otra modalidad, la función para determinar la ganancia 70 puede seleccionar los valores de ganancia del bucle de control G de una planificación de valores de ganancia diferenciados, de conformidad con valores predeterminados del valor análogo del segundo parámetro variable. El programa de control 1 puede modificar la ganancia o las ganancias G del bucle de control 50 cuando o después de que cambia el valor análogo del segundo parámetro variable. Modificar la ganancia o las ganancias G puede cambiar el índice de respuesta del bucle de control 50 en cuanto a la reducción del valor del error del primer parámetro variable y/o un perfil de respuesta del primer parámetro variable. Las Figuras 2 y 3 ilustran ejemplos del aparato de bobinado 1000, que se puede controlar de conformidad con el método de la invención. El método de la invención se puede aplicar al control de cualquier variable de proceso y no se limita al control de un aparato de bobinado 1000. El aparato 1000 puede bobinar un material de trama M alrededor de un devanador S. El material de trama M puede comprender cualquier material de trama conocido. Los materiales de trama ilustrativos incluyen, pero sin limitarse a, tramas de papel, que incluyen papeles de impresión, así como papel tisú y toallas de papel, telas tejidas y no tejidas, películas poliméricas y láminas metálicas. Un programa de control puede llevar a cabo los pasos del método. El programa de control puede encontrarse dentro de un controlador de proceso 500, uno o más controladores auxiliares (no se muestran), o combinaciones de éstos. El controlador de proceso 500 puede comprender cualquier unidad de control capaz de controlar el aparato de bobinado 1000. El controlador de proceso 500 puede recibir señales de entrada de diversos sensores y puede proveer señales de salida a diversos ejecutores finales. Un programa de control del controlador de proceso 500 puede relacionar las señales de entrada con las señales de salida. A modo de ejemplo no limitante, el controlador de proceso 500 puede recibir el ingreso de información de celdas de carga, sensores de posición, transductores de presión y flujo, y otros sensores conocidos para los experimentados en la industria, así como proveer señales de salida a válvulas de control, servocontroladores, arranques de motores, controladores de velocidad variable de motor y otros dispositivos de salida conocidos para los experimentados en la industria. El controlador CONTROLLOGIX 5555 1756 - L55 de Rockwell Automation, de Milwaukee Wl, constituye un ejemplo adecuado del controlador de proceso 500. El aparato de bobinado 1000 de las Figuras 2 y 3 se puede describir como un aparato que tiene una dirección de máquina MD a lo largo del trazado general del material de trama M, que se mueve a lo largo del aparato 1000, un primer lado y un segundo lado opuesto, cada uno de ellos prácticamente paralelo a la dirección de máquina MD. Los elementos dispuestos en el primer lado del aparato 1000 se consideran los elementos del primer lado. De igual modo, los elementos dispuestos en el segundo lado del aparato 1000 se consideran los elementos del segundo lado. De conformidad con la Figura 2, el carrete 100 soporta y provee un trazado para encaminar el material de trama M a medida que dicho material de trama M avanza a través del aparato 1000. El carro primario 200 puede enganchar y soportar el devanador S. Este carro primario 200 puede aplicar una torsión al devanador S para hacer rotar dicho devanador S alrededor de un eje de bobinado A del devanador S mediante una unidad de tracción que asiste al devanador 210. La unidad de tracción que asiste al devanador 210 puede enganchar un extremo del devanador S y aplicar una torsión a dicho devanador S. Alternativamente, el carro primario 200 puede soportar el devanador S como un medio externo, tal como una unidad de tracción impulsora (no se muestra) que entra en contacto y hace rotar el devanador S. La velocidad de superficie de la superficie de circunferencia externa del devanador rotativo S puede prácticamente equiparar la velocidad de la superficie del carrete 100 y el material de trama M. Alternativamente, la velocidad de superficie del devanador S puede variar de la velocidad de superficie del carrete 100 para dibujar o rizar el material de trama M. Un elemento de enganche primario del primer lado 300 puede soportar el carro primario 200 y el devanador S. El elemento de enganche primario del primer lado 300 puede aplicar una fuerza para soportar el conjunto del carro primario 200/ devanador S. El elemento de enganche primario del primer lado 300 también puede controlar la posición del devanador S con relación al carrete 100, y/o regular la fuerza del devanador S contra el carrete 100. El elemento de enganche primario del primer lado 300 puede enganchar y soportar el devanador S en una disposición en voladizo, en donde el elemento de enganche primario del primer lado 300 soporta el devanador S, el carro primario 200 y cualquier unidad de tracción que asiste al devanador 210 de un lado del aparato 1000. En otra modalidad ilustrada en la Figura 3, el elemento de enganche primario del primer lado 300 puede soportar el conjunto del carro primario 200/ devanador S como un par de elementos de enganche primarios 300, 310. En otra modalidad (no se muestra), el elemento de enganche primario del primer lado 300 puede soportar un carro primario 200, como una horquilla que comprende un par de brazos de soporte que se extienden desde el elemento de enganche primario del primer lado 300 a cada extremo del devanador S. El elemento de enganche primario del primer lado 300 puede comprender cualquier medio conocido en la industria para aplicar una fuerza regulada y permitir el movimiento. Los elementos de enganche primarios del primer lado 300 incluyen, pero sin limitarse a, cilindros hidráulicos, cilindros neumáticos, servomotores lineales, accionadores lineales y combinaciones de éstos, así como otros medios conocidos en la industria. El elemento de enganche primario del primer lado 300 puede mover el conjunto del carro primario 200/ devanador S a una posición que elimine cualquier espacio entre el devanador S y el carrete 100, y formar de ese modo un punto de agarre N. El material de trama M puede pasar a través del punto de agarre N entre el devanador S y el carrete 100. El pasaje a través del punto de agarre N puede aplicar una fuerza al material de trama M. La magnitud de la fuerza aplicada (fuerza de agarre) generalmente consiste en unidades de fuerza por unidades de longitud. La fuerza de agarre puede ser igual a la fuerza total aplicada a través del ancho del punto de agarre N dividido por el ancho del punto de agarre. Las unidades ilustrativas de la fuerza de agarre incluyen libras por pulgada lineal (pli), y Newtons por metro lineal (Nlm). En una modalidad, un operador puede proveer una fuerza de agarre deseada Fpunto de agarre al programa de control del controlador de proceso 500. El operador puede proveer la presión del punto de agarre Fpunt0 de agarre al programa de control mediante una interfaz humano-máquina o HMI (no se muestra), por sus siglas en inglés. La HMI puede comprender cualquier centro de control conocido para los experimentados en la industria. La HMI puede permitir al operador ver la información relacionada con el proceso controlado a fin de proveer ingreso de información al controlador de proceso 500 e interactuar activamente con el programa de control en la operación del aparato de bobinado 1000. Una computadora industrial con pantalla sensible al tacto RAC 6200 disponible en Rockwell Automation de Milwaukee, Wl, que utiliza aplicaciones informáticas Metso DNA de Metso Automation de Atlanta, GA, constituye un ejemplo adecuado de HMI. La fuerza de agarre deseada Fpunt0 de agarre puede variar en función del tipo de material de trama M que se está bobinando y las características deseadas del rollo bobinado r, R. A modo de ejemplo, una fuerza de agarre mayor puede producir un rollo de material bobinado más ajustadamente r, R. Una fuerza de agarre muy alta puede arruinar la integridad del material de trama M y afectar negativamente la productividad de la operación de bobinado porque puede hacer que el proceso se detenga. Una fuerza de agarre demasiado baja puede producir un rollo r, R bobinado demasiado flojo o un rollo r, R, que tenga un material de trama M arrugado o plegado. Idealmente, la fuerza de agarre produce un rollo bobinado uniformemente r, R del material de trama M sin comprometer la calidad del material de trama M. En una modalidad, una fuerza de agarre de aproximadamente 17.6 kNm (100 pli) puede representar una fuerza de agarre deseada Fpunt0 de agarre- En otra modalidad, para bobinar un material de trama menos elástico, aproximadamente 1760 Nm 10 pli (10 pli) pueden representar la fuerza de agarre deseada FpUnt0 de agarre- En aún otra modalidad, para bobinar un material de trama mientras que se minimiza cualquier efecto del punto de agarre N en el material de trama M, aproximadamente 17.6 Nm (0.1 pli) pueden representar la fuerza de agarre deseada FpUnto de agarre- Sé puede proveer un peso W (no se muestra) de la carga soportada por el elemento de enganche primario del primer lado 300 al programa de control. El peso W puede incluir un peso del carro primario 200, la unidad de tracción que asiste al devanador 210 y el devanador S como valores constantes preprogramados. Alternativamente, el sensor 400 puede determinar activamente el peso W y proveer el peso determinado W como ingreso de información al programa de control. Determinar activamente el peso W puede producir un valor más exacto del peso W, dado que la determinación activa puede tomar en consideración el desgaste del sistema, las variaciones de desempeño del sistema y las variaciones de los devanadores. El sensor 400, configurado en el montaje de un elemento de enganche primario del primer lado 300, puede determinar un valor análogo para la fuerza que actúa sobre dicho elemento de enganche primario del primer lado 300, de aquí en adelante denominado fuerza del primer lado. El sensor 400 puede determinar una fuerza que actúa a lo largo del eje sensor 405 del sensor 400. Cuando un devanador S no está ejerciendo presión contra el carrete 100, esta fuerza es el peso W de la carga soportada por el elemento de enganche primario del primer lado 300 y puede incluir el peso del carro primario 200, el elemento de la unidad de tracción que asiste al devanador 210, el devanador S y combinaciones de éstos. Cuando el devanador S ejerce presión contra el carrete 100, la fuerza puede incluir además la fuerza sobre el elemento de enganche primario del primer lado 300, debido a la presión ejercida por el devanador S contra el carrete 100. Las fuerzas que actúan en direcciones no alineadas con el eje sensor 405 pueden no detectarse.

El eje sensor 405 del sensor 400 puede estar alineado con un eje que se extiende desde el montaje del elemento de enganche primario del primer lado 300 hasta un eje de bobinado A del devanador S. En una modalidad alternativa, la configuración del sensor 400 puede orientar el eje sensor 405 verticalmente. En aún otra modalidad, las fuerzas se pueden determinar empleando una pluralidad de sensores 400. En esta modalidad, alinear el eje sensor 405 de cada uno de los respectivos sensores 400 en una dirección distinta puede permitir la determinación de las fuerzas que actúan sobre el elemento de enganche primario del primer lado 300 en una pluralidad de direcciones. A modo de ejemplo, un primer sensor 400 puede determinar fuerzas que actúan verticalmente, y un segundo sensor 400 puede determinar fuerzas que actúan horizontalmente sobre el elemento de enganche primario del primer lado 300. Una celda de carga KISD-6 disponible en Vishay Nobel A.B. de Karlskoga, Suecia, constituye un ejemplo adecuado de sensor 400. Un enlace de comunicación 410 puede proveer la salida del sensor 400 al controlador de proceso 500 como ingreso de información al programa de control de bobinado.

El enlace de comunicación 410 puede comprender cualquier medio de comunicación conocido para los experimentados en la industria. Los medios de comunicación ilustrativos incluyen, pero sin limitarse, al cableado directo desde el sensor 400 hasta los circuitos de entrada del controlador de proceso 500, un enlace de comunicación múltiplex entre el sensor 400 y el controlador de proceso 500, un enlace de comunicación inalámbrica entre el sensor 400 y el controlador de proceso 500, y combinaciones de éstos. El componente de fuerza debido al peso W puede variar en función del ángulo ? en que el elemento de enganche primario del primer lado 300 soporta el conjunto del carro primario 200/ devanador S. Este ángulo ? puede variar entre cero grados y más de noventa grados de la vertical. El componente del peso W que actúa sobre el elemento de enganche primario del primer lado 300 a lo largo de una línea entre el montaje del elemento de enganche primario del primer lado 300 y el eje de bobinado A del devanador S puede variar de conformidad con el coseno del ángulo ?. El elemento de enganche primario del primer lado 300 puede comprender además un medio para que el carro primario 200 y el devanador S cruce desde una primera posición, en donde el eje de bobinado A del devanador S está ubicado prácticamente paralelo al eje del carrete 100 y prácticamente en un plano vertical que pasa a través del eje del carrete 100, hasta una segunda posición, en donde el eje de bobinado A del devanador S está ubicado prácticamente paralelo al eje del carrete 100 y prácticamente en un plano a un ángulo predeterminado ? de la vertical. El ángulo ? puede variar mediante el movimiento de un extremo de un elemento de cruce primario del primer lado 305 que soporta el elemento de enganche primario del primer lado 300. Un sensor de posición lineal 805 puede proveer la posición del extremo móvil del elemento de cruce primario del primer lado 305. El programa de control puede determinar el ángulo ? de conformidad con la posición del extremo móvil del elemento de cruce primario del primer lado 305. Un cilindro hidráulico Parker 2HX con un transductor LDT, de Parker Hannifin Corporation, Des Plaines, IL, constituye un ejemplo adecuado de elemento de cruce primario del primer lado 305. El programa de control puede utilizar la presión deseada del punto de agarre Fpunt0 de agarre y el peso W para determinar el punto de ajuste correspondiente a la fuerza del primer lado. La siguiente ecuación puede relacionar el punto de ajuste de la fuerza del primer lado y la presión deseada del punto de agarre: F punto de agarre = W COS# — Ft en donde: Fpunto de agarre representa la presión deseada del punto de agarre, W representa el peso del conjunto del carro primario 200 / devanador S coseno ? representa el coseno del ángulo de la vertical en que el elemento de enganche primario del primer lado 300 soporta el conjunto del carro primario 200 / devanador S, y Ft representa el punto de ajuste correspondiente a la fuerza del primer lado. En una modalidad, el programa de control asume que el valor W permanece constante a medida que el material de trama M inicialmente se forma en un rollo r. Los pesos relativos del conjunto del carro primario 200/ devanador S y la cantidad inicial del material de trama M forman el fundamento subyacente de esta presunción. En una modalidad alternativa, el programa de control puede ajustar el valor W a medida que el material de trama M inicialmente se forma en un rollo r. En esta modalidad, la densidad del material de trama M y el volumen del material de trama M, según se establece mediante un índice de alimentación o el aumento del diámetro del rollo r, pueden determinar el aumento gradual del valor W a medida que se forma el rollo r. La ecuación puede variar en función de la geometría específica del soporte del conjunto del carro primario 200 / devanador S, la naturaleza y/u orientación del sensor o de los sensores 400, y las características específicas del trazado del recorrido del devanador S alrededor de la circunferencia del carrete 100. La naturaleza fundamental de la ecuación seguirá siendo una relación entre la presión deseada del punto de agarre Fpunto de agarre y el peso W de la carga soportada en combinación con la fuerza que actúa sobre el elemento de enganche primario del primer lado 300. Cuando o después de que el elemento de enganche primario del primer lado 300 mueve el devanador S para ponerlo en contacto con el material de trama M y formar un punto de agarre N con el carrete 100, un medio de adhesión puede hacer que una porción del material de trama M se adhiera al devanador S. El medio de adhesión puede comprender cualquiera que sea conocido en la industria. Un adhesivo líquido aplicado a un aplicador de pegamento 700 recíproco constituye un medio ilustrativo para adherir el material de trama M al devanador S. Cuando o después de que el material de trama M se adhiere al devanador S, la porción del material de trama M adherida al devanador se separa por cualquier medio conocido para los experimentados en la industria del material de trama M ubicado en sentido descendente, en un punto entre el devanador S y un rollo R precedente. El material de trama M comienza a bobinarse alrededor del devanador S que forma el rollo r. A medida que el material de trama M se bobina alrededor del devanador S, aumenta el diámetro D del rollo r. Conforme se forma el diámetro D del rollo r, el valor análogo de la fuerza del primer lado puede disminuir a medida que pasan capas adicionales del material de trama M a través del punto de agarre N. El valor del error de la fuerza del primer lado puede aumentar, lo que hace que el programa de control altere la salida del elemento de enganche primario del primer lado 300 para ajustar la fuerza del primer lado aplicada y así reducir el valor del error de la fuerza del primer lado. Este cambio de la salida puede alejar el devanador S del carrete 100 para acomodar el material de trama adicional M que forma el rollo r y así reducir el valor del error del fuerza del primer lado. Un sensor en posición lineal 800 acoplado al carro primario 200, o el elemento de enganche primario del primer lado 300 pueden proveer al controlador de proceso 500 con el ingreso de información vinculada con la posición del eje de bobinado A del devanador S relativo al carrete 100, así como la posición del carro primario 200 con relación al montaje del elemento de enganche primario del primer lado 300. Un operador puede proveer el diámetro del devanador S mediante la HMI, o se puede proveer el diámetro del devanador S mediante sensores adicionales (no se muestran). El programa de control puede utilizar este ingreso de información para determinar los cambios en la posición del devanador S. El programa de control puede utilizar los cambios en la posición del devanador S a medida que se forma el rollo r para determinar el diámetro D del rollo r. Del mismo modo, los cambios de la posición del carro secundario se pueden utilizar para determinar el diámetro d del rollo R. El devanador S puede moverse a una posición muy cercana al carrete 100 antes de la formación del punto de agarre N de conformidad con la posición determinada del devanador S. Un operador puede proveer un punto de ajuste de posición al programa de control, que se utiliza para posicionar el devanador S muy cerca del carrete 100. El control del devanador S luego puede cambiar de estar basado en la posición a posicionarse en base a la fuerza. El programa de control puede luego ajustar la posición del devanador S de conformidad con el punto de ajuste de control de la fuerza del primer lado para estrechar la distancia que queda entre el devanador S y el carrete 100. En una modalidad, el material de trama M puede comprender un papel tisú de alto volumen y baja densidad. Este material de trama M puede beneficiarse con un índice de respuesta que corrige el error de fuerza y varía en el transcurso del bobinado de los rollos del material de trama M. A modo de ejemplo, el carrete 100 y el devanador S pueden tener superficies relativamente duras. El devanador S también puede tener una superficie irregular debido al adhesivo residual o al material de trama M. El impacto del devanador S con material de trama M soportado en el carrete 100 puede producir valores altos en el error de la fuerza del primer lado. En una modalidad que tiene un índice de respuesta rápido del bucle de control de la fuerza del primer lado, el sistema puede intentar corregir rápidamente los altos valores iniciales de error, que dan como resultado un bucle de control de la fuerza del primer lado indeseable e inestable. Reducir el índice de respuesta del bucle de control de la fuerza del primer lado puede brindar un desempeño más confiable.

A medida que el material de trama M se forma sobre el devanador S, la dinámica del punto de agarre N puede cambiar. La presión del punto de agarre puede crecer a medida que aumenta el diámetro D del rollo r hasta que el devanador S se aleja del carrete 100. La naturaleza del material de trama M puede requerir que el bucle de control de la fuerza del primer lado responda rápidamente a pequeños cambios en el valor del error de la fuerza del primer lado con el fin de impedir que aumente la presión del punto de agarre a una carga que exceda las propiedades de tracción del material de trama M. Tal aumento de la carga puede provocar una rotura de la trama debido a la fuerza excesiva. A medida que el diámetro D del rollo r continúa creciendo, la naturaleza de alto volumen y baja densidad del material de trama M puede suministrar un colchón capaz de absorber un mayor rango de aumento de la presión del punto de agarre, sin afectar negativamente el rollo r o romper el material de trama M. El índice de respuesta del bucle de control de la fuerza del primer lado a los cambios en el valor del error de la fuerza del primer lado puede disminuir a medida que aumenta la capacidad del material de trama M bobinado para servir como colchón de amortiguación. Disminuir el índice de respuesta del bucle de control de la fuerza del primer lado puede reducir la brusquedad de los cambios en la salida correspondiente al elemento de enganche primario del primer lado 300 y producir un rollo r bobinado más uniformemente. Como lo ilustra la Figura 2, el rollo r se puede transferir del carro primario 200 y el elemento de enganche primario del primer lado 300 a un carro secundario 250 y un elemento de enganche secundario del primer lado 350. La transferencia del carro primario 200 al carro secundario 250 puede requerir un ajuste del índice de respuesta. El programa puede ajustar el índice de respuesta cuando o antes de que ocurra la transferencia. Ajustar el índice de respuesta del bucle de control de la fuerza del primer lado puede impedir cambios bruscos en la salida correspondiente al elemento de enganche primario del primer lado 300 o al elemento de enganche secundario del primer lado 350 a medida que se produce la transferencia. En una modalidad, el programa puede alterar el índice de respuesta del bucle de control de la fuerza del primer lado al cambiar la ganancia proporcional, integral, auxiliar o derivada del bucle de control de la fuerza del primer lado o cualquier combinación de estas ganancias. El programa puede cambiar la ganancia o las ganancias de conformidad con una planificación de ganancia o de conformidad con una función de determinación de ganancia. En una modalidad, el programa de control puede utilizar el diámetro D determinado del rollo r en combinación con una planificación de ganancia para ajustar las ganancias del bucle de control y el índice de respuesta del bucle de control de la fuerza del primer lado. En esta modalidad, cuando el material de trama M del rollo r tiene un radio de cero, y hasta que se bobina una cantidad umbral predeterminada del material de trama M en el devanador S, la planificación de ganancia puede proveer un primer conjunto de ganancias que comprenden una combinación de ganancias que proveen un primer índice de respuesta en el bucle de control de la fuerza del primer lado. Este primer conjunto de ganancias puede proveer un índice de respuesta rápido o lento en función del perfil de respuesta deseado para la porción asociada del proceso de bobinado. En una modalidad, el primer conjunto de ganancias provee un índice de respuesta lento, que produce un perfil de respuesta que no excede los límites. La combinación puede incluir ganancias proporcionales, integrales, derivadas y auxiliares, así como combinaciones de éstas. Cuando o después de que el diámetro D del rollo r alcanza un primer valor umbral predeterminado, el programa de control puede cambiar la ganancia proporcional y/o integral del bucle de control, de conformidad con la planificación de ganancia con el fin de proveer un segundo índice de respuesta. Cuando o después de que el diámetro D del rollo r alcanza los siguientes valores umbrales de radio, el programa puede introducir cambios posteriores a las ganancias proporcionales y/o integrales con el fin de aumentar o disminuir el índice de respuesta según lo deseado. En otra modalidad, el programa de control puede determinar continuamente la ganancia o las ganancias del bucle de control de la fuerza del primer lado, de conformidad con una función programada para determinar la ganancia. En esta modalidad, la función para determinar la ganancia puede utilizar el diámetro D determinado como ingreso de información y determinar nuevos valores para la ganancia o las ganancias deseadas como valores de cambio del diámetro D determinado. La planificación de ganancia y las funciones para determinar la ganancia se pueden utilizar independientemente o en combinación entre sí, o en combinación con tiempos de retardo programados para proveer una flexibilidad adicional a la sincronización de los cambios de las ganancias del bucle de control. Las respectivas ganancias del bucle de control de la fuerza del primer lado pueden funcionar de cualquier manera conocida para los experimentados en la industria. A modo de ejemplo, una ganancia proporcional puede ajustar la proporción del error sujeto a corrección en un intervalo dado de lectura del proceso. Una ganancia integral puede determinar un índice de eliminación del error. En la modalidad ilustrada en la Figura 3, un elemento primario del segundo lado 310 soporta un extremo del devanador S opuesto al elemento de enganche primario del primer lado 300. El elemento primario del segundo lado 310 puede soportar el devanador S de una manera similar al elemento de enganche primario del primer lado 300. El elemento primario del segundo lado 310 también puede soportar un carro primario 200 y/o una unidad de tracción que asiste al devanador 210, como se describió con anterioridad. En esta modalidad, el programa de control puede asumir que la presión deseada del punto de agarre representa la combinación del peso W, la fuerza del primer lado y una fuerza del segundo lado. La ecuación provista precedentemente puede determinar el punto de ajuste de la fuerza del primer lado y el punto de ajuste del segundo lado. La fuerza del primer lado y la fuerza del segundo lado pueden combinarse para proveer la fuerza de agarre deseada. En una modalidad, el punto de ajuste para cada una de las fuerzas laterales primera y segunda se determina en la mitad de la fuerza de agarre deseada en combinación con el peso determinado de la carga soportada por los respectivos elementos de enganche primarios del primer lado o el segundo lado 300, 310. En una modalidad, un método similar al descrito precedentemente para determinar la posición del elemento de enganche primario del primer lado 300 puede determinar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310. El programa de control puede luego utilizar la posición del elemento de enganche primario del primer lado 300 con el fin de determinar un punto de ajuste para la posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310. El punto de ajuste puede ser la posición real del elemento del primer lado o la posición real del primer lado más o menos una posición de comienzo. El programa de control puede determinar un valor del error de la posición del segundo lado como la diferencia entre el punto de ajuste de la posición del elemento de enganche primario del segundo lado y la posición determinada del elemento de enganche primario del segundo lado 310. El programa de control puede luego ajustar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310 para reducir el valor del error de la posición. Un segundo sensor 400, similar a dicho primer sensor 400, puede determinar y proveer un valor análogo de la fuerza del segundo lado de una manera similar a la descrita precedentemente para el valor análogo de la fuerza del primer lado. El programa de control puede luego utilizar la diferencia entre el punto de ajuste de la fuerza del segundo lado y el valor análogo de la fuerza del segundo lado para determinar un valor del error de la fuerza del segundo lado. En una modalidad, el programa de control puede controlar la fuerza del segundo lado de conformidad con un bucle de control de la fuerza del segundo lado para reducir el valor del error de la fuerza del segundo lado de manera similar a la descrita precedentemente para la fuerza del primer lado. En esta modalidad, el programa de control puede ajustar una o más ganancias del bucle de control de la fuerza del segundo lado de conformidad con el diámetro D del rollo r, según se describió con anterioridad. En otra modalidad, el programa de control puede utilizar el valor del error de la fuerza del segundo lado en combinación con el control de la posición del segundo lado antes descrito. En esta modalidad, una salida del programa de control controla la posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310. El programa de control puede ajustar el punto de ajuste de la posición del segundo lado de conformidad con el valor del error de la fuerza del segundo lado. A modo de ejemplo, un error de fuerza positivo puede indicar un valor análogo de la fuerza del segundo lado menor que el punto de ajuste de la fuerza del segundo lado. Ajustar el punto de ajuste de la posición del segundo lado de manera tal que la salida del elemento de enganche primario del segundo lado 310 aleja el extremo del segundo lado del devanador S del carrete 100 puede aumentar el valor análogo de la fuerza del segundo lado y reducir el valor del error de la fuerza del segundo lado hacia cero. El enhebrado inicial del material de trama M en el punto de agarre N puede requerir una alteración de los controles del primer lado y/o el segundo lado. El proceso de bobinado puede lograr el enhebrado inicial del material de trama M pasando sólo una porción del ancho total del material de trama M a través del punto de agarre N y aumentando gradualmente el ancho del material de trama M que pasa a través del punto de agarre N hasta que el ancho total del material de trama M pase a través del punto de agarre N. Inicialmente, el material de trama M se forma sólo sobre una porción del devanador S. A modo de ejemplo, la porción inicial del material de trama M puede pasar a través del punto de agarre N en el primer lado del devanador S y puede no extenderse totalmente a través del ancho del punto de agarre N. A medida que esto sucede, es posible que menos de la totalidad del ancho del material de trama M soporte la totalidad de la carga del punto de agarre, lo que potencialmente somete al material de trama M a fuerzas de agarre excesivas. Los detalles específicos del proceso de bobinado pueden hacer deseable que se provea un valor de reducción del porcentaje de enhebrado y se ajuste el punto de ajuste de la fuerza del primer lado de conformidad con el valor de reducción del porcentaje de enhebrado. De este modo, es posible que el segundo lado del punto de agarre N soporte una mayor proporción de la presión deseada del punto de agarre. Esto también puede reducir la probabilidad de que se rompa el material de trama M que se está formando en el primer lado del devanador S debido a un exceso de carga en el punto de agarre. En esta modalidad, el punto de ajuste de la fuerza del primer lado se puede reducir de conformidad con el valor de reducción del porcentaje de enhebrado. El punto de ajuste de la fuerza del segundo lado puede permanecer sin cambios. En otra modalidad, en donde el elemento de enganche primario del segundo lado 310 se controla de conformidad con un punto de ajuste en base a la posición del elemento de enganche primario del primer lado 300 junto con el valor del error del fuerza del segundo lado, se puede ajustar el punto de ajuste de la posición del segundo lado para mantener un punto de agarre N estrecho en el segundo lado del aparato a medida que se forma el rollo r en el primer lado del aparato. En una modalidad, el programa de control puede alterar la lógica de control del primer y/o segundo lado durante una cantidad de tiempo predeterminada. Esta cantidad de tiempo puede corresponderse con el tiempo que transcurre hasta que todo el ancho del material de trama M pasa a través del punto de agarre N. En una modalidad, que se ilustra en la Figura 2, el sensor de detección de la trama 900 puede detectar la presencia de la totalidad del ancho del material de trama M en el punto de agarre N y suministrar información al controlador de proceso 500 con el fin de suspender la aplicación de la reducción del porcentaje de enhebrado. En otra modalidad, el sensor de detección de la trama 900, empleado en combinación con un tiempo de retardo, puede determinar cuándo suspender la aplicación del cambio de porcentaje de enhebrado a la fuerza del primer lado deseada. En otra modalidad, las alteraciones de la lógica de control pueden incluir una progresión predeterminada de la posición del elemento de enganche primario del primer lado 300. En esta modalidad, el movimiento del elemento de enganche primario del primer lado 300 puede continuar de conformidad con la progresión predeterminada, con el fin de permitir la formación del material de trama M sobre el primer lado del rollo r únicamente. El control del elemento de enganche primario del segundo lado 310 puede continuar como una proporción de la posición del primer lado, de conformidad con una segunda progresión predeterminada, o de acuerdo con el control de un bucle de control de la fuerza del segundo lado previamente descrito. La progresión predeterminada puede comprender una porción del programa de control como una serie o planificación de puntos de ajuste de posición o como una función para determinar puntos de ajuste de posición. Tanto la planificación de posición como la función de posición pueden emplear tiempo o el diámetro D del rollo r como activador para alterar el punto de ajuste de posición. En aún otra modalidad, el programa de control puede restar una posición de comienzo predeterminada del punto de ajuste de posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310. En esta modalidad, el operador puede suministrar una posición de comienzo de puntos de ajuste mediante la HMI u otros medios. El programa de control puede ajustar el punto de ajuste de posición del segundo lado de conformidad con la posición de comienzo para mantener un punto de agarre N estrecho en el segundo lado, a medida que se forma el material de trama M en el primer lado. La lógica de detección de rotura de la trama puede controlar la implementación del uso de posiciones de comienzo. En una modalidad, ilustrada en la Figura 2, el detector de trama 900 detecta la ausencia del material de trama M, lo que indica la rotura de la trama. Cuando o después de que el detector de trama 900 detecta nuevamente el material de trama M, el programa de control puede restar la posición de comienzo del punto de ajuste de posición del segundo lado. Esta resta puede ocurrir inmediatamente o después de un tiempo de retardo predeterminado. Cuando o después de que un segundo detector de trama (no se muestra) detecta el material de trama M, el programa de control puede suspender la resta de la posición de comienzo del punto de ajuste de posición del segundo lado. Nuevamente, esto puede ocurrir inmediatamente o después de un tiempo de retardo predeterminado. El programa de control puede implementar y/o suspender el uso de la posición de comienzo abrupta o gradualmente. Dicho de otro modo, la resta inicial puede utilizar el valor total de la posición de comienzo o un valor menor y avanzar de una manera predeterminada hacia la resta del valor total. Del mismo modo, la suspensión del uso de la posición de comienzo puede producirse al suspender abruptamente la resta del valor total de la posición de comienzo o, alternativamente, mediante una reducción gradual del valor al restarlo de una manera predeterminada. Al voltearse el rollo, cuando se pone en contacto un devanador S vacío con el carrete 100, comienza a bobinarse un nuevo rollo r y deja de bobinarse el rollo R anterior; también el material de trama M puede inicialmente formarse en sólo un lado del rollo r. A modo de ejemplo, el material de trama M puede adherirse al nuevo devanador S y separarse entre el rollo R completado y el nuevo rollo r, debido a las fuerzas de tracción aumentadas. Proveer un adhesivo al devanador S mediante un aplicador adhesivo recíproco 700, que avanza del segundo lado del devanador S hacia el primer lado del devanador S, puede adherir el material de trama M al nuevo devanador S. El material de trama M puede separar y comenzar a bobinarse en el nuevo rollo r desde el segundo lado hacia el primer lado. El material de trama M puede formarse más rápidamente sobre el segundo lado del rollo r. El programa de control puede suministrar una lógica compensatoria para el volteo en la forma de una progresión predeterminada para la posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310, de conformidad con datos previstos o desarrollados empíricamente. La progresión predeterminada de la posición en el segundo lado del devanador S puede producirse independientemente del control del primer lado del devanador S, o la progresión predeterminada de la posición puede superponerse en un programa de control, en donde la posición del segundo lado sigue la posición del primer lado. En cualquiera de estas modalidades, el programa de control también puede utilizar el valor del error de la fuerza del segundo lado para ajustar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado 310. En otra modalidad, la lógica compensatoria de volteo puede agregar una posición de comienzo al punto de ajuste de posición correspondiente al elemento de enganche primario del segundo lado 310. En cada una de estas dos modalidades, el programa de control puede iniciar el uso de la lógica compensatoria de volteo cuando se detectan tales condiciones de volteo. A modo de ejemplo, el programa de control puede iniciar la lógica de volteo cuando o después de que el aplicador de adhesivo recíproco 700 comienza a atravesar el devanador S y aplicar el adhesivo. El programa de control puede esperar un tiempo de retardo predeterminado antes de implementar la lógica de volteo. El programa de control puede suspender el uso de la lógica de volteo cuando o después de que el aplicador de adhesivo recíproco 700 ha atravesado completamente el devanador S y/o dejado de aplicar el adhesivo. Nuevamente, el programa de control puede esperar una cantidad de tiempo predeterminado antes de suspender el uso de la lógica. La lógica compensatoria de volteo puede iniciarse y/o suspenderse abrupta o gradualmente de una manera similar a la descrita precedentemente para la posición de comienzo de enhebrado. En cualquiera de las modalidades antes descritas, los índices de respuesta de los respectivos bucles de control se pueden ajustar de conformidad con una función de ganancia o planificación de ganancia empleando el valor determinado del radio del material de trama M bobinado alrededor del devanador S como un activador de los cambios en la ganancia. Los sensores de posición lineal antes descritos, 800 y 805, junto con los sensores de detección de la trama 900 pueden comunicarse con el controlador de proceso 500 del mismo modo que el descrito para el sensor 400 mediante los enlaces de comunicación apropiados (no se muestran).

Ejemplo 1 : En el extremo seco de una máquina para fabricar papel, un carrete soporta y provee un trazado para encaminar la trama de papel. El operador de la máquina suministra la presión deseada del punto de agarre y un valor de diámetro del devanador a un controlador de proceso mediante una interfaz humano-máquina (HMI).

El controlador de proceso almacena estos valores en la memoria. La trama de papel se bobina sobre un primer devanador soportado en cada extremo por un carro secundario y manipulado por un par de cilindros hidráulicos de los elementos de enganche secundarios. El devanador tiene un primer extremo y un segundo extremo. Un par de rieles horizontales soportan el primer devanador y los carros secundarios. Los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche secundarios, acoplados a los carros secundarios, mantienen el rollo de bobinado en contacto con el carrete y mueven los carros secundarios y el devanador progresivamente hacia adelante del carrete, a lo largo del eje horizontal, a medida que se forma el diámetro del rollo. Una primera unidad de tracción que asiste al devanador acoplada al extremo del primer lado del devanador provee torsión para rotar el primer devanador. Los carros primarios soportan cada extremo de un segundo devanador. Una segunda unidad de tracción que asiste al devanador acoplada al carro primario en el segundo lado del aparato de bobinado provee la torsión que rota el devanador. Cada carro primario se conecta a un par de cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios. Estos cilindros hidráulicos tienen la capacidad de soportar el devanador, la unidad de tracción que asiste al devanador y los carros primarios en una primera posición, en donde todo el peso del devanador, la unidad de tracción que asiste al devanador y los carros primarios actúan a lo largo del eje de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios. Las celdas de carga integradas en los montajes de cada uno de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios determinan la carga axial sobre cada uno de los cilindros. Las celdas de carga comunican estas cargas al controlador de proceso. El controlador de proceso almacena este ingreso de información de las celdas de carga, que representa la fuerza descendente del devanador soportado en la primera posición, como el peso del conjunto del devanador/ carro primario. Un programa de control determina un punto de ajuste de fuerza para cada uno de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios de los lados primero y segundo. El programa de control utiliza la combinación del peso determinado y de la fuerza de agarre deseada provista para determinar los puntos de ajuste de fuerza. El peso provisto puede variar del primer lado al segundo lado, y los puntos de ajuste pueden reflejar esta variación. El programa de control divide la fuerza de agarre deseada en partes iguales entre los puntos de ajuste de los lados primero y segundo. Los sensores de posición lineales, integrados en cada elemento de enganche primario, y los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche secundarios suministran ingreso de información sobre la posición de los cilindros al controlador de proceso, de conformidad con la posición del extremo móvil de cada cilindro. Los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche secundarios mantienen el primer devanador en una orientación generalmente paralela al carrete. El programa de control usa las posiciones de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios y los elementos de enganche secundarios en combinación con el diámetro provisto del devanador con el fin de determinar la distancia entre la superficie externa de cada devanador y la superficie externa del carrete. Los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios alteran la posición del segundo devanador para reducir el espacio entre el devanador y el carrete. Un par de cilindros hidráulicos primarios de rotación atraviesan la posición del segundo devanador alrededor de la circunferencia del carrete desde la primera posición con los ejes de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios orientados verticalmente hasta una segunda posición con estos ejes orientados aproximadamente a treinta grados de la vertical. Un sensor de posición lineal suministra información al controlador de proceso, que indica la posición del cilindro hidráulico primario de rotación en el primer lado del aparato de bobinado. El programa de control utiliza esta posición para determinar el ángulo de la vertical de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios.

Para los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche secundarios, las celdas de carga proveen la fuerza que actúa sobre el eje de cada cilindro. La comparación de esta fuerza con la respectiva fuerza de los puntos de ajuste correspondientes a cada cilindro determinan un error de fuerza para cada uno de los cilindros del segundo lado y del primer lado. El programa de control puede ajustar una salida que altera la fuerza aplicada al cilindro hidráulico del elemento de enganche secundario del primer lado con el objeto de reducir el valor del error de la fuerza del primer lado hacia cero. A modo de ejemplo, para un valor del error de la fuerza del primer lado positivo, la fuerza aplicada al cilindro hidráulico del elemento de enganche secundario del primer lado aumenta con el objeto de reducir el valor del error de la fuerza del primer lado hacia cero. La posición del cilindro del elemento de enganche secundario del segundo lado se ajusta de conformidad con la posición del cilindro del primer lado. Por ejemplo: a medida que el cilindro hidráulico del elemento de enganche secundario del primer lado se aleja más del carrete, el programa de control ajusta la posición del cilindro hidráulico del elemento de enganche secundario del segundo lado de manera tal de seguir la posición del cilindro hidráulico del elemento de enganche secundario del primer lado. A medida que el diámetro del primer devanador se acerca al diámetro final del rollo, un aplicador de adhesivo recíproco aplica adhesivo al segundo devanador, y los elementos de enganche primarios mueven el segundo devanador para ponerlo en contacto con el material de trama y formar un punto de agarre con el carrete. Un separador de trama separa el material de trama entre el segundo devanador y el primer devanador. Las celdas de carga proveen las fuerzas que actúan sobre el eje de cada par de cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios. Estas fuerzas representan la combinación del peso del segundo devanador y los carros primarios, junto con la fuerza entre el devanador y el carrete. El programa de control determina un punto de ajuste de fuerza para cada par de cilindros hidráulicos de elementos de enganche primarios, que emplean el peso determinado del conjunto del devanador/carro primario y la fuerza de agarre deseada. Estos puntos de ajuste se ajustan mediante el programa de control a medida que cambia el ángulo de soporte de los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios. La proporción del peso que actúa sobre el eje de cada cilindro varía a medida que varía el coseno del ángulo de la vertical del eje del cilindro. Una comparación entre la información suministrada por la celda de carga y el punto de ajuste de la fuerza correspondiente a cada uno de los lados primero y segundo del devanador determina los respectivos valores del error de la fuerza de los lados primero y segundo. El programa de control ajusta la salida correspondiente a la fuerza del primer lado con el fin de reducir el valor del error de la fuerza del primer lado a cero. La posición del cilindro del segundo lado se ajusta de conformidad con la posición del cilindro del primer lado. Por ejemplo: a medida que el cilindro del primer lado se aleja del carrete, la posición del cilindro del segundo lado se ajusta de manera tal de seguir el cilindro del primer lado. El programa de control utiliza la información provista por los sensores de posición lineal de los elementos de enganche primarios y el diámetro provisto del devanador para determinar el diámetro del rollo. El error de la fuerza del primer lado correspondiente a los cilindros hidráulicos de los elementos de enganche primarios del primer lado se ajusta mediante una salida determinada de conformidad con un programa de bucle de control de la fuerza del primer lado en el controlador de proceso. Las ganancias proporcionales e integrales del bucle de control determinan el índice en que el valor del error de la fuerza se reduce hacia cero. La ganancia proporcional determina un cambio de porcentaje de salida en proporción al valor del error. La ganancia integral determina el índice de cambio de salida, de conformidad con el valor del error acumulado.

Las ganancias proporcionales e integrales pueden cambiar de conformidad con una planificación de ganancia basada en un diámetro determinado del rollo. La combinación de ganancias proporcionales e integrales seleccionadas produce un índice de respuesta general. La combinación inicial se puede seleccionar para proveer un índice de respuesta lento. A medida que se forma el diámetro, la ganancia proporcional puede aumentar con el objeto de aumentar el índice de respuesta. A medida que el diámetro sigue creciendo, la ganancia integral se puede seleccionar para proveer un índice de corrección más bajo y un índice de respuesta más lento a los cambios en el error de la fuerza. El diámetro provisto del devanador y la posición del cilindro del primer lado determinan el diámetro del rollo. A medida que el rollo crece en el segundo devanador, el devanador recorre el perímetro del carrete desde la posición inicial del punto de agarre hasta una posición de formación, donde el devanador se transfiere de los carros primarios a los carros secundarios. Con el fin de reducir la probabilidad de problemas relacionados con la transferencia, el valor del error de la fuerza determinado del segundo lado mejora el control de la posición de los cilindros hidráulicos del segundo lado. Luego de que los carros primarios y los cilindros hidráulicos de soporte han recorrido por lo menos ochenta grados de la vertical, el controlador de proceso utiliza el valor del error de la fuerza del segundo lado para ajustar el punto de ajuste de la posición correspondiente a los cilindros hidráulicos del segundo lado. El controlador de proceso modifica el punto de ajuste de la posición para reducir el error de la fuerza del segundo lado a cero. Mantener la diferencia de posición del primer lado y el segundo lado del devanador en no más de 2.54 cm (1 pulgada) limita la modificación del punto de ajuste de la posición. Todos los documentos citados en la Descripción detallada de la invención se incorporan en su parte relevante en la presente como referencia; la cita de cualquier documento no debe interpretarse como una admisión de que son parte de una industria anterior con respecto a la presente invención. Si bien se han ilustrado y descrito realizaciones particulares de la presente invención, será evidente para los experimentados en la industria que pueden hacerse diversos cambios y modificaciones sin desviarse del espíritu y alcance de la presente invención. Se ha pretendido, por consiguiente, cubrir en las reivindicaciones anexas todos los cambios y modificaciones que están dentro del alcance de la invención.

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Un método para controlar un parámetro variable en un proceso controlado; el método se caracteriza porque comprende los pasos de: a) Determinar un punto de ajuste para un primer parámetro variable, b) determinar un valor análogo para el primer parámetro variable, c) determinar un valor del error de un primer parámetro variable, d) ajustar el primer parámetro variable de conformidad con un bucle de control de un primer parámetro variable con el fin de reducir el valor del error del primer parámetro variable, e) determinar un valor análogo para un segundo parámetro variable, y f) por lo menos parcialmente determinar un índice de respuesta del bucle de control para un primer parámetro variable de conformidad con el valor análogo del segundo parámetro variable.

2. Un método para controlar el bobinado de un material de trama alrededor de un devanador; el método se caracteriza porque comprende los pasos de: a) Proveer un material de trama; b) proveer un devanador alrededor del cual se pueda bobinar el material de trama, c) proveer una carga de punto de agarre deseada, d) determinar un punto de ajuste de la fuerza del primer lado de conformidad con por lo menos la carga de punto de agarre deseada, e) aplicar una fuerza del primer lado al devanador con un elemento de enganche primario del primer lado, f) soportar el material de trama con un carrete rotativo, g) formar un punto de agarre entre el devanador y el carrete, h) pasar el material de trama a través del punto de agarre, i) bobinar el material de trama alrededor del devanador para formar un rollo bobinado, j) determinar un valor análogo de la fuerza del primer lado, k) determinar un valor del error de la fuerza del primer lado de conformidad con el valor análogo de la fuerza del primer lado y el punto de ajuste de la fuerza del primer lado, I) determinar un radio del rollo bobinado, m) determinar una ganancia del bucle de control de la fuerza del primer lado de conformidad con el radio del rollo bobinado, y n) ajustar la fuerza del primer lado para reducir el valor del error de la fuerza del primer lado de conformidad con el bucle de control de la fuerza del primer lado de acuerdo con un índice de respuesta, en donde la ganancia del bucle de control de la fuerza del primer lado determina por lo menos parcialmente el índice de respuesta.

3. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Aplicar una fuerza del segundo lado al devanador con un elemento de enganche primario del segundo lado, b) determinar una posición del elemento de enganche primario del primer lado, c) determinar una posición del elemento de enganche primario del segundo lado, y d) ajustar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado de conformidad con la posición del elemento de enganche primario del primer lado.

4. El método de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Determinar un punto de ajuste de la posición del elemento de enganche primario del segundo lado de conformidad con la posición del elemento de enganche primario del primer lado, b) proveer una posición de comienzo para el punto de ajuste de posición del elemento de enganche primario del segundo lado, c) ajustar el punto de ajuste de la posición del elemento de enganche primario del segundo lado de conformidad con el punto de ajuste de la posición del segundo lado, d) ajustar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado de conformidad con el punto de ajuste de la posición del elemento de enganche primario del segundo lado ajustado.

5. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Proveer un valor de cambio de porcentaje de enhebrado, b) ajustar el punto de ajuste de la fuerza del primer lado de conformidad con el valor de cambio del porcentaje de enhebrado, y c) ajustar la posición del elemento de enganche primario del primer lado de conformidad con el punto de ajuste de la fuerza del primer lado ajustado.

6. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Aplicar una fuerza del segundo lado al devanador con un elemento de enganche primario del segundo lado, b) determinar una posición del elemento de enganche primario del segundo lado, c) determinar un punto de ajuste de la fuerza del segundo lado de conformidad con la carga de punto de agarre deseada, d) determinar un valor análogo de la fuerza del segundo lado, e) determinar un valor del error de la fuerza del segundo lado de conformidad con el valor análogo de la fuerza del segundo lado y el punto de ajuste de la fuerza del segundo lado, y f) ajustar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado de conformidad con el valor del error de la fuerza del segundo lado.

7. El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Determinar una ganancia del bucle de control de la fuerza del segundo lado de conformidad con el radio del rollo bobinado, y b) ajustar la posición del elemento de enganche primario del segundo lado de conformidad con el bucle de control de la fuerza del segundo lado de acuerdo con un índice de respuesta del segundo lado, en donde la ganancia del bucle de control de la fuerza del segundo lado determina por lo menos parcialmente el índice de respuesta del segundo lado.

8. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Aplicar una fuerza del segundo lado al devanador con un elemento de enganche primario del segundo lado, b) determinar un punto de ajuste de la fuerza del segundo lado de conformidad con la carga de punto de agarre deseada, c) determinar un valor análogo de la fuerza del segundo lado, d) determinar un valor del error de la fuerza del segundo lado de conformidad con el valor análogo de la fuerza del segundo lado y el punto de ajuste de la fuerza del segundo lado, y e) ajustar la fuerza del segundo lado de conformidad con el valor del error de la fuerza del segundo lado.

9. El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Determinar una ganancia del bucle de control de la fuerza del segundo lado de conformidad con el radio del rollo bobinado, y b) ajustar la fuerza del segundo lado para reducir el valor del error de la fuerza del segundo lado de conformidad con el bucle de control de la fuerza del segundo lado de acuerdo con un índice de respuesta del segundo lado, en donde la ganancia del bucle de control de la fuerza del segundo lado determina por lo menos parcialmente el índice de respuesta del segundo lado.

10. El método de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque además comprende los pasos de: a) Determinar una posición del elemento de enganche primario del primer lado, b) proveer un diámetro de devanador, y c) ajustar la posición del elemento de enganche primario del primer lado de conformidad con el diámetro del devanador.