用于控制纤维生产设备的方法和装置的制造方法
【专利说明】 用于控制纤维生产设备的方法和装置
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种用于控制纤维生产设备的方法和根据权利要求8的前序部分的一种用于执行控制纤维生产设备的方法的装置。
[0002]合成纤维，特别是纱线的生产是采用不同的生产设备、依赖相应的过程来实现的。纤维和纱线的生产是通过已知的熔融纺纱装置来实现的，其中处理单元是由挤压机、纺纱泵、纺纱喷嘴、导丝辊(godet)、拉伸装置和缠绕装置形成。在这种情况下，通常多根纱线同时被纺纱、拉伸并缠绕到线轴上。为这个目的，该处理单元能够同时引导以及处理多根纤维或纱线。相比之下，在用于完成的生产设备中，通常处理单元用于引导单独的纱线和纤维束。因此，用于生产变形丝的纤维生产设备通常具有多个处理位置，其中在每一个处理位置中，提供多个处理单元用于引导、处理和拉伸纱线。
[0003]不管机器的类型和过程，纤维生产设备在它们的处理单元中使用致动器和传感器，以监视和控制相应的生产过程。这里，原则上期望在相应的处理单元或相应的处理阶段上将实际的状态引导至保证纤维产品的期望质量的期望的水平。然而为了这个目的，对于在控制链或控制系统内互相作用的装置必须总是互相协作，以便例如即使在获取实际值期间也不接收不期望的误差。
[0004]为了控制具有多个处理位置的纤维生产设备，例如，从DE 10 2007 032 237 Al中已知的是，制动器和传感器形成功能单元，其经由独立的线连接至控制装置以发送控制或传感器信号。传感器和控制设备之间的信息交换被限制为传感器信号，其包含关于处理或处理单元的信息。在此情况下，假设，由对应的相关传感器发送的信息被直接用于估算和控制。
[0005]在实践中，主要发生的问题是，传感器在原则上也有制造容差，这可能导致单个信号偏差。此外，存在的问题即在纤维生产设备中的多个处理单元的情况下，常常使用相同的、但具有不同的测量范围的传感器。在这方面，需要复杂的测量以避免在替换传感器时混淆具有不同的测量范围的同样的传感器类型。
[0006]本发明的一个目的是设计一种用于控制纤维生产设备的方法和用于执行普通形式的方法的装置，采用该普通形式，在具有最大可能的传感器质量的情况下，能够可靠地实现控制处理所需求的处理参数的获取。
[0007]本发明的另一个目的是，提供一种用于控制纤维生产设备的方法和一种用于避免混淆传感器的控制装置。
[0008]根据本发明，该目的是通过一种根据权利要求1的特征的方法和通过一种具有权利要求I的特征的控制装置来实现的。
[0009]本发明的有利的展开是通过相应的从属权利要求的特性和特征的组合来限定的。
[0010]本发明的区别特征在于，在开始处理时，执行对用于获取处理参数的硬件和用于评估测量值的所存储的控制软件的比较。因此，能够有利避免错误的测量或错误的评估。特别是对于人造纱线的生产，保持和监测处理参数，例如导丝辊的外部速度或加热装置的处理温度对于所生产的纤维产品的质量是决定性的。为了比较传感器硬件和所存储的控制软件之间，传感器被激活时产生测量信号，测量信号被发送到控制单元。因此，在相应的处理单元中使用的传感器是可识别的。关于传感器的标识的信息可在控制单元中使用，以(例如)触发处理使能信号。在存在不可标识的识别信号存在的情况下，控制单元可以(例如)触发控制命令来向操作者指示不可标识的传感器的替换。因此，这能够在生产纤维和纱线的过程中实现高的生产可靠性。
[0011]检测信号可以由二进制代码或二进制代码的序列有利地产生。例如，具有不同软件更新的智能传感器可以根据其生产日期而通过二进制代码序列被有利地确定。
[0012]为了获得纤维生产设备中多个处理单元的最短可能的启动时间，根据本发明的有利展开，在激活传感器时，检测信号在至多30秒的时间间隔期间发送，优选为20秒。通常通过利用电源电压激活传感器，以使得在电源被接通后立即执行对传感器硬件和控制软件之间的比较。
[0013]然而，原则上，传感器仅在由控制单元产生使能信号的情况下输出检测信号也是可能的。为此，控制单元向传感器释放为了输出检测信号而请求的使能信号。
[0014]在本发明的展开中，在控制单元内，与传感器匹配的特定控制程序被指定给检测信号，特别优选的为了处理管理而执行。因此，例如，特定传感器的诸如校准(calibrat1n)的属性(例如)可单独考虑。
[0015]以相应的方式，根据生产条件或产品类型对传感器指定特定的检测信号，以便能够在控制单元内调用相应的特定控制程序。
[0016]为了执行一个传感器中的方法，根据本发明的控制装置具有至少一个微控制器，该微控制器产生特定传感器的检测信号。该检测信号在传感器被激活时被触发并被发送到控制单元。
[0017]为了控制纤维生产过程，控制单元包括评估单元，通过控制单元指定给检测信号的控制程序可被激活。为这个范围，每个特定传感器被指定了相应的控制程序。为了处理单元中使用多个传感器的情况，例如为了监测转速以及为了监测导丝辊的表面温度，优先使用控制装置的以下展开:其中，在激活传感器时，由相关联的微控制器产生特定产品的检测信号，与该微控制器相关的不同控制程序保持就绪地存储在控制装置中。因此，适合的控制程序可以被指定给参与处理控制中涉及的每一个传感器。
[0018]根据本发明的控制装置可特别有利的用于纤维生产设备以生产合成纱线。为了卷绕纱线，这种纤维生产设备具有作为卷绕机的处理单元，具有多个驱动卷绕轴。在这方面，该传感器优选地形成为转速传感器，并且致动器形成为轴电机。
[0019]同样地，拉伸装置的导丝辊可以有利地与本发明的控制概念相结合，从而传感器可以被形成为转速传感器，并且致动器被形成为导丝辊电机。
[0020]原则上，根据本发明的控制装置并不限于特定类型的传感器。因此，也存在这样的可能，即传感器被形成为线张力传感器，并且致动器被形成变形电机，其通常用于处理单元中以变形纱线。在这种情况下，保证获得与处理引导匹配的实际值是重要的。
[0021]通过利用纤维生产设备的一些示例性实施方式并参照附图，在下文中更详细地对根据本发明的用于控制纤维生产设备的方法和执行该方法的控制装置进行说明，其中:
[0022]图1示出用于生产合成纱线的纤维生产设备的示意图
[0023]图2示出图1的拉伸装置的导丝辊驱动的示意图
[0024]图3示出用于变形合成纱线的纤维生产设备的示意图
[0025]在图1中示意性地示出了用于生产合成纱线的纤维生产设备的视图。该类型的熔融纺纱机通常包括多个纺纱位置，每个纺纱位置彼此可被独立地控制，以生产一组纱线。处于纺纱位置中的熔融纺纱机具有纺纱装置1，拉伸装置2和卷绕装置3，其通常垂直地设置在另一个下方以形成纱线路径。
[0026]纺纱装置I具有加热纺纱箱体8，在加热纺纱箱体8下侧保持多个纺纱喷嘴9。在本示例性实施方式中，例如，示出四个纺纱喷嘴9在纺纱箱体8的下侧。在纺纱箱体8的上部设置纺纱泵7，其构造为多个泵，并经由分发系统连接到纺纱喷嘴9 (此处未具体示出)。在这里，每个纺纱喷嘴9被提供有聚合物熔体的单独分开流。为此目的，纺纱泵7具有泵驱动部7.1和一个泵控制装置7.2。
[0027]在本示例性实施方式中，聚合物熔体通过挤出机5产生。挤出机5通过挤出机驱动5.1和挤出机控制装置5.2操作。在挤出机5的出口侧上通常设置测量头，其包括至少一个压力传感器和温度传感器。在本示例性实施方式中，只通过示例示出压力传感器5.3。
[0028]设置在纺纱箱体8的下侧的纺纱喷嘴9中的每个具有其下侧的喷嘴盘(这里没有示出)，具有多个喷嘴孔，为了从喷嘴孔挤出多样细丝。每个示出的纺纱喷嘴9因此在操作过程中产生多样细丝，其聚集在一起以在冷却之后构成丝束。通过冷却装置19冷却细丝，冷却装置19形成在的纺纱箱体8正下面。冷却装置19具有吹风单元(这里没有具体示出)，以便通过冷却空气来冷却刚挤出的丝线。为了允许丝网(filament web)从纺纱装置I抽出，准备装置10被设置在纺纱装置I和拉伸装置2之间，以润湿丝束。
[0029]为了抽出和拉伸，拉伸装置2具有两个被驱动的导丝辊11和12，周围导丝辊11和12，丝网被多次缠绕。为了这个目的，每一个导丝辊11和12被指定转向导辊20.1和20.2。导丝辊11被导丝辊电机11.1驱动，并且导丝辊12被导丝辊电机12.2驱动。每一个导丝辊电机11.1和12.1被指定导丝辊控制装置11.2和12.2。为了测量驱动转速，导丝辊11被指定转速传感器11.3，并且导丝棍12被指定转速传感器12.3。
[0030]为了接收拉伸的纱线，卷绕装置3设置有两个卷绕轴13和14，其被保持在(此处未示出)可旋转的轴转台上。卷绕轴13被指定轴驱动部13.1和转速传感器13.2。卷绕轴14被指定另一轴驱动部14.1和另一转速传感器14.2。
[0031]为了控制和测量纺纱装置1、拉伸装置2和卷绕装置3的致动器，提供了控制装置4。为此目的，控制装置4具有主控制单元18。主控制单元18优选的通过PC形式的微处理器形成，以允许可视化以及操作者的操作。主控制单元18分别指定纺纱控制单元16、导丝辊控制单元21和卷绕控制单元17，其被视为主从配置。纺纱控制单元16用于控制和监测纺纱装置I的致动器和传感器。以相应的方式，拉伸装置2的致动器和传感器由导丝辊控制单元21控制和测量，卷绕装置3的致动器和传感器由绕组控制单元17控制和监测。
[0032]为了保证在处理开始时，用于获得处理参数的恰当的传感器存在，以及能够执行致动器的相应的协作，当传感器被激活时，可由传感器产生检测信号并发送到相应的控制装置。此功能通过使用导丝辊11和相关联的导丝辊控制单元21的例子在图2示出。
[0033]如图2所示，转速传感器11.3具有微处理器22。导丝辊11的转速传感器11.3经由信号线23连接到导丝辊控制单元21。导丝辊控制单元21具有评估单元24。导丝辊控制单元21经由控制线25连接至导丝辊控制装置11.2和导丝辊电机11.1o
[0034]在纤维生产设备(此处为熔融纺纱机)的生产过程的情况要开始时，当转速传感器11.3被激活时，检测信号由微控制器22产生。激活可以(例如)由转速传感器11.3的电源启动。检测信号，通常由二进制代码或多种二进