CN86105942A

CN86105942A - 控制纺纱机的方法及实施这一方法的装置

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Publication number: CN86105942A
Application number: CN86105942.5A
Authority: CN
Inventors: 伊格尔·夫拉迪米罗维奇·格恩; 维克托尔·帕夫洛维奇·克哈夫金
Original assignee: Central Institute Of Phloem Fiber Industry
Current assignee: Central Institute Of Phloem Fiber Industry
Priority date: 1986-09-03
Filing date: 1986-09-03
Publication date: 1988-03-23
Also published as: CN1005856B

Abstract

这一控制纺纱机的方法是使机器速度优化，通过控制喂纱率，稳定给纱单位长度断纱率。它的装置包括喂纱率和工作锭数传感器(1，3)，连优化单元(5)，(5)的输出端和锭子和牵伸装置的变速驱动器(6，18)相连。锭子转数传感器(8)的输出连计算预置断纱数单元(10)，(10)的另一输入连到喂纱率传感器(1)，单元(10)的输出通过比较件(11)，“与”门(13，14)和失配跟踪单元(12)连接牵伸装置的变速驱动器(18)。

Description

本发明涉及纺织工业，尤其是涉及控制纺纱机的方法及能够实施这一方法的装置。

本发明最有效的应用领域是控制在环锭纺纱机或粗纱机上纺亚麻纤维的过程。

本发明的另一可能的应用领域是控制捻线机或粗纱机。

目前的纺纱过程必须有操作者直接参与，负责基本的排除断纱的操作，否则，过程就会中断。因此，当断纱率λ和排除断纱强度μ之间存在一定的可以接受的平衡时，假定过程能正常进行。所选定的λ与μ值的平衡或比值确定了过程的技术与经济评价。然而，由于这两个变量的随机性及其对时间的不稳定性这一选择是复杂的。

众所周知，断纱率λ随时间和空间（从一台机器到另一台）的范围内变化。这是由原料性能不稳定、半成品加工质量及设备条件引起的。另一方面，操作者看护一台机器的工作强度也不稳定，首先取决于在看护时各操作者的技能，他们工作过程中的疲劳程度，以及不同的身体和心理健康状况。因此，通过连续地调节纺纱机操作的速度，使之适应纺纱过程的各种条件。操作者的身体和心理健康状况，来防止断纱率和排除断纱强度的不稳定性造成的所不希望的后果。这可以通过采用自动控制纺纱机操作状态的***来实现，这些***通过操作者设定设备的各种速度使设备在给定条件下提供最大产量来监测纺纱机的实际产量、断纱率和实际排除断纱强度。

已经知道的自动控制环锭纺纱机操作状态的方法和装置，能补偿断纱率和排除断纱强度的不稳定性，从而增强劳动生产率和设备产量。

例如，已经知道的一种自动控制纺纱机的方法和装置（参看FR专利No.1，518，876，Inf，Cl.GO7C;1968），在环锭纺纱机上提供了稳定的断纱率。这种方法是测量实际断纱率，比较测量值与预置值，当两值不匹配时改变机器的速度状态。当实际断纱率超过预置值时，机器减速;当实际断头率低于预置值时，速度增加。

进而还知道一种控制纺纱机的方法和装置（参看苏联发明者证书No.438，738;Inf，Cl²DO1H1/26;1974）。最大限度地增加机器产量。这种方法是监测进纱速度和络纱系数在预定的信息采集期，利用这些数据来确定机器的产量。然后，这样确定的产量与前一个信息采集期的产量相比;改变纱的喂进速率，以与两两个连续的信息采集期测量的产量的失配成正比的值增加/减少机器的产量。

实现这一方法的装置包括一个空锭传感器，一个电子控制电路和一个变速驱动器。电子控制电路包括一个总数计数器，一个计时装置和一个带有计算总数（正着数）、例着数和可逆计数器的比较单元，总数计数器的输入端与空锭传感连接器，其输出端与计时装置相连，而计时装置与比较单元的可逆计数器的输入端相连，其输出端与变速驱动器相连。

还知道一种控制纺纱机的方法，包括利用一传感监测空锭的量，以空锭数的某种函数关系来改变纺纱机的喂进速度。

实现这一方法的装置包括一空锭传感器，其输出端与一个存贮器连接，该存贮器通过一个主振荡器与一个控制单元连接，控制单元与一个计时装置和一个延迟元件相连。（参看苏联发明者证书No.478，898;InfCl²DO1H1/26，1974）。

上述两种技术解决方案的缺点是在进纱速度变化时，捻纱值也同样在额定值的10～15%范围内变化。因此，如果断纱率或者排除断纱强度变化较大，捻纱值与额定值与额定值之差很容易达到能允许的变化的极限值，这样不能再对该值进行控制。在这种情况下，机器操作状况的动态控制受到明显影响或根本失效。

与本方法最接近的现有技术是一种控制纺纱机的方法，包括测量当时的机器的产量和速度，计算相应于最大产值的机器的速度值，按照这样得到的值来设定机器的速度。

实现这一方法的装置包括一个进纱速度传感器和一个纺纱机工作锭数传感器，它们各自的输出端连接到一个倍增器单元的输入端，倍增器单元与一个最优化单元连接，而最优化单元又与纺纱机的多速驱动器连接（参看SU苏联发明者证书No.438，734;Inf，Cl²，DOIH1/26;1975）。

后一种方法和装置的缺点是不能有效地接预定的任一控制通道进行控制（额定值±10%），即进纱速率（通过改变牵伸装置的速度来完成控制作用和机器速度（通过同步地改变牵伸装置的速度和锭子的转数，同时保持二值之间预定的比例来实现）;以及控制作用的变化范围有限。因此，如果断纱率和操作者看护机器的能力明显改变，控制作用达到其极大值，当扰动减到一个与低于控制作用的极大值对应的值前控制过程失效。这个受到限制的控制深度或程度影响了装置的有效性。同时，利用喂纱速率做为控制通道，在某些情况下，不仅解决了增加设备产量的问题，而且解决了提高纱的质量的问题。这是由于断纱率的变化和与最佳捻纱值的偏差连系起来了。引起断纱率变化的纱的参数的变化可以在某种程度上被做为断纱率函数的相应的捻纱值的变化所补偿。然而，由于操作者看护机器能力的不同也引起产量的变化，如考虑到操作者会逐渐疲劳或技能不足。这样，由于进纱率的控制是两种干扰的函数，提高纱的质量的作用可能被减弱，在某些情况下，断纱率恒定（λ＝常数）而排除断纱能力变化（μ＝变量）时，这一作用可能完全相反，生产纱的质量更差。

因此，为了增强纱的质量，要控制进纱率单独成为断纱率的函数。

本发明的目的是建立一种控制纺纱机的方法及实现这一方法的装置，它将使进纱速率做数为断纱率的函数进行调整，同时控制机器的速度使纺纱机产量最大。

这一目的是通过一个控制纺纱机的方法，包括测量当量产量和机器速度，计算对应于最大产量的机器速度值，并按照该值设定机器速度来获得的。按照本发明，该方法还包括在采集上述信息的期间测量单位进纱长度的断纱率，由以下公式确定现在的断纱率：

λ＝λn/wα

其中λ为单位进纱长度的断纱率;

λn为在额定锭子转数和额定捻度的条件下单位进纱长度的断纱率;

w为锭子的转速;

1≤α≤2是由关系式λ＝f（w）对每一等级生产出来的线预先确定的，比较实际断纱率与预置值来确定符号并获得预置值与实际值之间的失配信号，比较失配的绝对值与允许的失配值，当实际的失配值超过允许的失配值时，改变机器的喂纱率来降低已产生的失配值至0。

实现这一控制纺纱机方法的装置包括一个喂纱率传感器和一个纺纱机工作锭数传感器，使它们各自的输出端连接到一个倍增器单元，倍增器单元与一个最优化单元相连，最优化单元又与锭子和牵伸装置的变速驱动器相连接。按照本发明，还包括一个计算断纱数的单元，它与工作锭数传感器的输出端相连，且其本身输出端连接到一个存贮器的输入端，存贮器与有一死区的比较元件的一个输入端相连，比较元件的另一个输入端连接到用于计算断纱预置数单元，该单元有一输入端连接纺纱机锭子转速传感器且其另一输入端连接到出纱率传感器的输出端。比较元件的输出端通过第一个级“与”门与失配跟踪单元一个电路复零单元和第二级批“与”门相连接，第二级批“与”门的一个输出端连接到存贮器，另一个输出端连接到计算断纱预置数单元，第二级“与”门的输入端连接到一个反馈单元的输出端，反馈单元与失配跟踪单元相连接，失配跟踪单元与纺纱机的牵伸装置的变速驱动器相连接，电路复零单元的输出端连接到一个基准时间元件，存贮器和计算断纱预置数单元。

本发明的一个主要优点是，生产率的控制是通过整个机器速度通道及部分通过喂纱速率通道来实现的，但是喂纱速率单独作为断纱率通道来实现的，但是喂纱速率单独作为断纱率的函数而变化，这意味着除了断纱率外没有其它因素能影响捻纱。这能增加纱的物理和机械性能，在以后工序中提高纱的等级和减少断纱率。

由于引入与喂纱速率有关的附加控制回路，这里公布的方法概括说来增加了***的有效性，扩大了控制范围。

由于喂纱速率单独作为断纱率的函数加以控制;使修正捻纱成为可能。

第一个控制回路-即有关机器速度的回路，使做为断纱率与排除断纱（能力）的函数的机器操作速度最优化，这就越过了纺纱机操作的固有障碍。

有关机器喂纱率的第二个控制回路能改变捻纱，以使断纱率维持在预定水平上，从而稳定纱的物理性能。这样易断纱的薄弱部位被加加捻，同时线的增强部位被轻捻。这就降低了纱的拉伸强度的不均匀性而提高了其平均值。

由于机器的所有速度受到连续的控制作用对于每一机器速度，按照原材料质量选择预置断纱率值是至关重要的，以值是由下式确定的：

λ＝λn/u^α

本发明的其它目的和优点由下面实施例的详细说明，参照附图所示的能实施本发明方法的装置的方框图可明显看出。

控制纺纱机的方法包括测量现行的产量值和机器的速度，然后计算相应于最大生产率的机器速度值。因此值设定纺纱机的速度。在收集上述信息期间内喂纱的单位长度断纱率由下式确定

λ＝λn/u^α

其中λ是纱的单位长度断纱率;

λn是在额定锭子转数和捻复值时纱的单位长度断纱率;

ω是锭子转速（转数）

1＜α＜2是由制造的纱的种类决定的;

这样确定的实际断纱率与预置断纱率值加以比较来得到两值之间失配的符号和信号，然后把失配绝对值与允许值加以比较，改变机器喂纱率把这一失配降低到零。

控制纺纱过程的装置包括：纺纱机2的喂纱率传感器1，工作锭数传感器3，倍增器单元4，机器速度最优化单元5，机器2的锭子变速驱动器6，计算断纱数目的单元7，锭子转速（转数）传感器8，存贮器9，计算断纱预置数目单元10，有一死区的比较元件11，失配追踪单元12，“与”门13、14、15、16，反馈单元17，机器2的牵伸装置的变速驱动器18，基准时间元件（主计时器）19，电路复零单元20。

喂纱率的传感器1和纺纱机工作锭数传感器3连接到倍增器单元4的输入端，倍增器单元4与最优化单元5相连接，最优化单元5又与纺纱机2的锭子变速驱动器6和牵伸装置的变速驱动器18相连接。工作锭数传感器3的输出端连接到计算断纱数目单元7，计算断纱数目单元7的输出端连接到存贮器9的输入端，存贮器9与有一死区的比较元件11的一个输入端相连接，与比较元件11的另一输入端相连接的是计算预置断纱数单元（10），单元（10）的一个输入端连接到纺纱机2的转速传感器（8），而另一输入端连接到出纱率传感器1的输出端。比较元件（11）的输出端通过相应的“与”门（13）和（14）与失配跟踪单元（12）、电路复零单元（20）和“与”门（15）、（16）相连接，“与”门15和16中有一个输出端连接到存贮器9，而另一个输出端连接到计算断纱预置数单元（10）。“与”门（15）、（16）其它的输入端连接到反馈单元17的输出端，反馈单元17连接到失配跟踪单元12，单元12连接到纺纱机2的牵伸装置的变速驱动器18。电路复零单元20的输出端连接到基准时间元件19存贮器9和计算断纱率预置数单元10。

用来实施本方法的上述装置的操作如下。

喂纱率传感器1和纺纱机2的工作锭数传感器3把各自的信息输入倍增器单元4，使得通过放大接收的数据，单元4可以确定机器2的实际生产率：

P＝V·N.

其中N是工作锭子数;

V是出纱率。

机器2的实际产量的信息输入最优化单元5，单元5计算出过程的实际变量，即断纱率和排除断纱强度。确定维持机器最大生产率的速度，最优化单元5给出指令以设定子变速驱动器6和牵伸装置的变速驱动器18的经过计算的最佳速度。驱动器6和18是在预定的比值（V/ω＝常数）的条件下改变各自的速度，这就设置了机器2的相应速度。工作锭子数的信息给到计算断纱数的单元7，在单元7锭子两个连续点之间出现的断纱数被计算出来。这样得到的数值给到存贮了由基准时间元件（主计时器）19预置的收集信息的时间“T”期间出现的总断头数的存贮器9。锭子转数传感器8把锭子实际转速的信息给到计算断纱预置的单元10，按照下式确定在信息采集时间“T”内预置断纱数“n”

n＝T·V·λn/·ω^α

存贮器9和计算断纱预置数单元10给出它们的信息到比较元件11。如果比较元件11检测出失配（差错）超过它的死区，根据失配的符号，在其相应的输出端上形成“1”信号（电位），它通过相应的“与”门13或14在信息收集期末激励失配跟踪单元12，基准时间元件19在采集信息期结束时给出许可“1”信号到“与”门13和14的其它输入端于是失配跟踪单元12控制牵伸装置的变速驱动器18，按照失配符号改变出纱率。同时，由于变速驱动器18的激励，反馈单元17从它的输出端给出一系列稳频信号。这一系列信号通过按照失配符号打开的“与”门15、16之一或进入存贮器9，或进入计算断纱予置数单元10，在这里一系列信号的脉冲加在已存入单元10内的数值上。

一旦失配降到比较元件11死区内的一个值，比较元件11在其输出端形成“0”信号。当单元11的输出从“1”变到“O时，电路复零单元20响应，它的输出信号使基准时间元件19，存贮器9和计算予置断纱数单元10复原。

上述反馈单元17的激励保证出纱率以正比于累积失配的值变化。

当要制造纱的等级改变时，相应的反馈系数被预置在反馈单元17，正象计算断纱预置数单元10中的“α”值，和基准时间元件19中的信息收集期的工作时间“T”一样。

Claims

1、一种控制纺纱机的方法，包括测量机器当时的产量和速度，计算相应于最大生产率的机器速度值，并按照这样得到的值设定机器的速度，其特征还包括，在收集上述信息的期间内，测量出纱的单位长度断纱率，从公式

λ=λn/ω^α

确定预置断纱率，其中

λ是出纱的单位长度断纱率，

λn是在额定锭子转数和额定捻度时的单位长度断纱率，

ω是锭子的转数(转速)

1＜α＜2是从关系式λ=f(ω)根据要生产的纱的每一等级预定的。

比较实际断纱率与预置值以确定的符号并得到预置值和实际值之间的失配信号，比较失配值与允许失配值，当实际失配值超过允许值时，改变机器的出纱率使已经产生的失配值降低至零。

2、根据权利要求1，一个实施控制纺纱机用的方法的装置包括一个喂纱率传感器（1）和纺纱机（2）的工作锭数传感器（3），它们各自的输出端连接到倍增器单元（4），倍增器单元（4）连接到最优化单元（5），最优化单元（5）依次连接到锭子的变速驱动器（6）和纺纱机（2）的牵伸装置的变速驱动器（18），其特征在于，它还包括一个计算断纱数单元（7），计算断纱数单元（7）连接到工作锭数传感器（3）的输出端单元（7）的输出端与存贮器（9）的输入端相连接，存贮器（9）与一个有一死区的比较元件（11）的一个输入端相连接，比较元件（11）的另一个输入端连接到计算预置断纱数单元（10），单元（10）的一个输入端连接到纺纱机（2）的锭子转速传感器（8），而另一个输入端连接到出纱率传感器（1），比较元件（11）的输出端通过相应的第一级“与”门（13，14）与失配跟踪单元（12），电路复零单元（20）及第二批“与”门（15，16）相连接，第二级“与”门的其中一个（15）的输出端连接到存贮器（9），而第二级“与”门的另一个（16）的输出端连接到计算预置断纱数单元（10），第二级“与”门（15，16）的输入端连接到反馈单元（17）的输出端，反馈单元（17）连接到失配跟踪单元（12），失配跟踪单元（12）连接到纺纱机（2）的牵伸装置的变速驱动器（18），电路复零单元（20）的输出端连接到基准时间元件（19），存贮器（9）和计算预置断纱数单元（10）。