DE3120133C2

DE3120133C2 - Vorrichtung zur Regelung und Steuerung einer Karde oder Krempel

Info

Publication number: DE3120133C2
Application number: DE3120133A
Authority: DE
Inventors: Fritz Paul Adolf 4050 Mönchengladbach Hösel
Original assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Current assignee: Truetzschler GmbH and Co KG
Priority date: 1981-05-20
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1985-05-09
Also published as: DE3120133A1; JPS5813725A; US4494204A

Abstract

Bei einer Vorrichtung zur Steuerung einer Karde oder Krempel sind Meßwertaufnehmer zur Erzeugung von Eingangsgrößen und eine elektronische Steuereinheit zur Bildung von Stellgliedern zuführbaren Stellgrößen vorgesehen. Um insbesondere eine zentrale Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials zu ermöglichen und eine anlagemäßig wenig aufwendige und wenig störanfällige Steuerung zu schaffen, sind die Meßwertaufnehmer an einen Analog/Digital-Wandler angeschlossen, der mit einer einen Mikroprozessor mit Speicher enthaltenden elektronischen Steuereinheit in Verbindung steht, der ein Sollwertgeber und Elemente für Bedienungs-, Steuerungs-, Kontroll- und Anzeigefunktionen u.dgl. zugeordnet ist und ist die Steuereinheit an Digital/Analog-Leistungsumsetzer angeschlossen, die mit Stellgliedern in Verbindung stehen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung und Steuerung einer Karde oder Krempel, bei der zur Regelung maschinenbezogener Regelgrößen, z. B. der Walzendrehzahlen der Speisewalze und des Abnehmers und fasertechnologiscfcsr Regelgrößen, z. ß. der Banddicke des Faserbandes, je ein Regelkreis aus Meßglied, Regler mit Sollwertsteller und Stellglied vorgesehen ist. wobei die Sollwerte mit den Meßsignalen der Regel-Meßglieder verglichen und aus dem Vergleich Slcllsignale für die Regelantriebe der Speiscwalze und des Abnehmers gebildet werden und bei der zur Einstellung maschinenbezogener Steuergrößen, z. B. Abschaltung der Maschine bei Bandbruch, Umschaltung von Langsam- auf Schnellgang u.dgl. je eine Steuerkette aus Steuer-Befehlsgeber und Steuer-Stellglied vorgesehen ist

Bei einer bekannten Karde erfolge.-- Steuerung und Kontrolle der Art und Menge der Verarbeitung des Fasermaterials durch mehrere getrennte Einrichtungen. So werden z. B. die Liefergeschwindigkeit und der Verzug über je eine elektronische Motorregelung für den Antrieb der Speisewalze und des Abnehmers verwirklicht. Die Banddickenregelung des die Karde verlassenden Faserbandes erfolgt z. B. unabhängig davon über ein pneumatisches Signal, das einem elektrischen Dreipunktregler zugeführt wird, den ein elektrisches Signal verläßt, durch das das der Karde zuzuführende Fasernraterial geregelt wird. Das alles ist anlagemäßig sehr aufwendig. Hinzu kommt, daß verschiedene Komponenten, wie der elektronische Motorregler oder der Dreipunktregler, störanfällig sind.

Bei der bekannten Vorrichtung werden die maschinenbezogenen Kenndaten, z. B. die Abnehmerdrehzahl, einerseits und die fasertechnologischen Kenndaten, /.. B. die Dicke des die Karde verlassenden Faserbandes, andererseits jeweils völlig getrennt voneinander erfaßt und verarbeitet. Eine Verknüpfung oder Wechselwirkung aufeinander kann dabei nicht erfolgen. Die maschinenbezogenen Kenndaten (Maschinenzuslandsmeldungen) werden in einer Steuerung verarbeitet, die einen einzigen Sollwertgeber ansteuert. Hier ist weder ein Analog/Digital-Wandler noch ein Digital/Analog-Wandler vorgesehen. Der Sollwertgeber steht mit einer Mehrzahl von Regelkreisen in Verbindung, el. h. für jeden Antrieb einer Kardierwalze wird ein eigener geschlossener Regelkreis eingesetzt. Das in anlagenmüßig

sehr aufwendig. Neben der Drehzahlregelung kommt für Bedienungs-, Steuer-, Kontroll- und Anzeigefunktionen noch weiterer apparativer Aufwand hinzu. Die fascrtechnologischen Kenndaten werden ebenfalls jeweils in einem eigenen Regelkreis verarbeitet, was eine weitere Regeleinrichtung voraussetzt und damit weiteren erheblichen zusätzlichen Aufwand bedeutet

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Steuerung und Regelung einer Karde oder Krempel der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet, die insbesondere auf anlagenmäßig einfache Weise die Erfassung und Einstellung maschinenbezogener und fasertechnologischer Kennwerte und damit eine verbesserte Verarbeitung des Fasermaterials gestattet

Die Lösung dieser Aufgabe er-folgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß alle Steuer- und Überwachungsfunktionen von dem zentralen Rechner (Mikrocomputer) übernommen werden. Dadurch entfallen mehrere aufwendige und anfällige elektronische Einzel-Motorregelungen. Hierbei werden zugleich in vorteilhafter Weise die nötigen Zusammenhänge, d. h. die Drehzahlabstimmung zwischen Speiscwalze, Abnehmer und Trommel der Karde realisiert. Die Verarbeitung der Meß- und Stellsignale für die Bandregulierung des Faserbandes erfolgt ebenfalls durch den Mikrocomputer. Durch die ständige Überwachung aller wesentlichen Meßwerte können Fehler frühzeitig erkannt und lokalisiert werden. In vorteilhafter Weise kann durch den Mikrocomputer zugleich eine direkte Drehzahlregelung des Antriebes für die Speisewalze, den Abnehmer, die vorgeschaltete Flockenbeschickung o. ä. verwirklicht werden. Dabei entfällt die Anwendung eines elektronischen Dreipunktreglers. Durch die Lernfähigkeit des Mikroprozessorsystems ist es möglich, für bestimmte Partien einmalig ermittelte optimale Werte, z. B. für Verzug, Liefergeschwindigkeit u. dgl, zu speichern und zur Verarbeitung einer gleichen Partie bei Bedarf ohne neue Einstellung wieder zu benutzen, so daß zusätzlicher Einstellaufwand bei Wechsel der Partie entfällt. Das Regclverhalten für die Antriebsmoiorcn wird durch das Programm festgelegt und ist lidiehiir variierbar (Pl-Vcrhalten, Hochlaufintegrator u.U.). "

Weitere vorteilhafte Ausführungsfoimen sind in den I Jnteiiiiispriiehen 2 bis 12 beschrieben.

Durch den Einsatz eines Leitrechners können diverse Aufgaben übernommen werden:

a) Fehlermeldung- und -lokalisierung (Klartext) für Kardcncmcister u. ä.

b) Bclriebsdatencrfassung (Stillstandszeiten. Produktion. Bandbrüche, Fehler).

c) Hinweise auf Wartungs-, Reinigungs- und Reparaturarbeiten (Betriebsstundenzähler).

el) Für eine vom Leitrechner vorgegebene Kardengruppe können alle Karden auf eine entsprechende Partie programmiert bzw. umgestellt werden.

c) |cde einzelne Karde kann vom Leitrechner aus korrigiert bzw. beeinflußt werden (Produktionsgeschwindigkeit u. ä.).

Durch die »Intelligenz« des Systems ist es möglich, bei auftretenden Störungen sofort einzugreifen und mögliche nachteilige Auswirkungen nicht erst zuzulassen, wie folgende Beispiele zeigen:

Durch Kabelbruch, Fehlbedienung o. ä. kann für eine KannerifüHung ein Wert von 50 000 m/Kanne vorgegeben werden, wobei in dem System gespeichert ist, daß nur 9000 m/Kanne zutreffend sind. Bevor die unzutreffende Kannenfüllung von 50 000 m/Kanne angegangen werden, wird beim Leitrechner oder durch eine andere Meldung beim Bediener angefragt, ob dieser Wert zutreffend ist. Erst wenn die Richtigkeit ausdrücklich bestätigt wird, z. B. durch Kannenstockwechsel, wird der Befehl ausgeführt. — Weiterhin ist gespeichert, daß zu

to einer bestimmten Produktionsgeschwindigkeit eine bestimmte Drehzahl der Speisewalze gehört. Wird festgestellt, daß der Antriebsmotor für die Speisewalze plötzlich eine vorgegebene Grenze überschreitende Drehzahl aufweist, wird die Maschine sofort abgestellt und der Fehler gemeldet, lokalisiert und ggf. werden automatisch Hinweise für Abhilfe gegeben. — Auch wenn z. B. bei Schwergängigkeit die Drehzahl der Trommel absinkt, kann dies ebenfalls sofort erkannt, gemeldet und ausgewertet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend ar>and von zeichnerisch dargestellter. Ausführungsbeispickn näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine als Blockschaltbild wiedergegebene vollautomatische Steuerung für eine Karde oder Krempel.

Fig. I ein Schaltbild für die Regelung der Speisewalze und des Abnehmers der Karde,

Fig.3 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Steuerung mit weiteren Steuerungs- und Kontrollfunktionen, und

Fig.4 eine Banddickenmeßeinrichtung mit Wandler der pneumatischen in elektrische Signale.

Die dargestellte Steuerung hat einen Mikroprozessor 1 als zentrale Recheneinheit CPU, die einerseits mit den Speichern 2 und 3 und andererseits mit dem Interface 4 in Verbindung steht. Diese Steuerungsteile 1 bis 4 bilden in. ihrer Gesamtheit einen Mikrocomputer.

Der Speicher 2 nimmt die von der Bedienungsperson über die Tastatur 5 eingegebenen Daten für das jeweilige Produktionsprogramm auf. Im Speicher 3 sind die fest /orprogrammierten und für jedes Produktionsprogramm geltenden Daten für den Steuerungsablauf eingespeichert. Hierbei handelt es sich u. a. um Daten, die bei bestimmten ermittelten Betriebszuständen bestimmte Maschinenfunktionen zulassen oder unterdrükken. Hierbei geht es beispielsweise um Daten, die den erlaubten Drehzahlbereichen des Abnehmers festlegen. Der Mikroprozessor 1 erzeugt zum einen alle für den Betrieb des Mikrocomputers erforderlichen Steuersiso gnale und erledigt zum anderen, gesteuert durch das Programm im PMElvi-Speicher 3, alle Datentransfers zwischen den Speichern und den über das Interface 4 angekoppelten externen Schaltungen und Einrichtungen. Im übrigen führt der Mikroprozessor 1 alle benötigten Berechnungen und Entscheidungen durch, wie noch später erläutert werden wird.

Das Interface 4 ist im Prinzip ein Pufferspeicher mit Eingabe- und Aufgaberegistern, der es gestattet, durch Mikrocomputer-Betehle externe Informationen als Eingabesignale, also etwa Tastatursignale und Signale zur Darstellung des Maschinenzustandes, in den Mikrocomputer einzulesen und die in diesem befincilichen Informationen, also Befehle, an die externen Steuerlogiken, Anzeigeeinrichtungen u.dgl. als Ausgabesignale abzu-

(A geben.

Zu den externen Einrichtungen gehört die Anzeige 6, mit der die wesentlichen Programmdaten und z. B. auch Angaben über die jeweilige Produktionsgeschwindig-

keit sowie weitere Maschinenzustände zur Anzeige gebracht werden. Weitere Geber 8 erzeugen Meldesignale über den Maschinenzustand. Solche Signale sagen dann z. B. aus, ob die Trommel läuft oder nicht läuft.

Schließlich sind eine Produktionslogik 9 mit daran angeschlossenen Regelmotoren 10 für den Materialtransport vorgesehen. Die Logik 9 enthält bei automatischem Betrieb ihre Befehlssignale vom Mikrocomputer und steuert den Betrieb z. B. der Speisewalze und des Abnehmers in Abhängigkeit vom Produktionsprogramm.

Wie schon erwähnt wurde, werden die Produktionsprogramme über eine Eingabevorrichtung, z. B. die Tastatur 5, in den Speicher 2 eingegeben. Beim Drücken einer Programmiertaste wird dabei ein Code erzeugt, der über das Interface 4 in den Mikroprozessor 1 eingelesen wird. Dieser entscheidet, ob der betreffende Code einen Befehl, also etwa das Speichern, Löschen oder Einsetzen eines Signals, oder eine Information für das Produktionsprogramm darstellt. Im ersten Fall wird der entsprechende Befehl ausgeführt. Bei Ermittlung eines Befehlssignals in »Speichern« veranlaßt der Mikroprozessor 1 die Übertragung der zuletzt eingegebenen Daten in den Speicher 2. Im zweiten Fall werden Ziffern bzw. Funktionen für weitere Verwendung im Datenspeicher 2 zwischengespeichert.

F i g. 2 zeigt schematisch eine Karde mit einer Speisewalze 11, einem Vorreißer 12, einer Trommel 13, einem Abnehmer 14, einer Abstreichwalze 15, zwei Quetschwalzen 16, 17, einem Flortrichter 18 und zwei Abzugswalzen 19, 20. Der Spdsewalze 11 ist als Meßwertaufnehmer ein elektronischer Tachogenerator 21 zugeordnet, der an einem Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler 22 steht mit einer einen Mikroprozessor (siehe Fi g. t) mit Speicher (siehe Fig. 1) enthaltenden elektronischen Steuereinheit, einem Mikrocomputer 7, in Verbindung. Der Analog/Digital-Wandler 22 wird von dem Mikrocomputer 7 gesteuert. Dem Mikrocomputer 7 ist ein Sollwertgeber 23 zugeordnet. Der Mikrocomputer 7 ist an einen ersten Digital/Analog-Leistungsumsetzer 24 angeschlossen, der vom Mikroprozessor gesteuert wird und der mit dem Regelmotor 25 für die Speisewalze 11 in Verbindung steht. Dem Abnehmer 14 ist als Meßwertaufnehmer ein elektrischer Tachogenerator 26 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Der Analog/Digital-Wandler 22 steht mit dem Mikrocomputer 7 in Verbindung. Der Mikrocomputer 7 ist außerdem an einen zweiten Digital/Analog-Leistungsumsetzer 27 angeschlossen, der mit dem Regelmotor 28 für den Abnehmer 1<* in Verbindung steht.

Im Betrieb werden die Drehzahlen der Speisewalze 11 bzw. des Abnehmers 14 durch die Tachogeneratoren 21 bzw. 26 in analoge elektrische Signale umgesetzt. Diese analogen Signale werden durch den Analog/Digital-Wandler 22 in digitale elektrische Signale umgesetzt und bilden die Eingangssignaie in den Mikrocomputer 7. Aus den Eingangssignalen und den gespeicherten Programmdaten werden über den Mikroprozessor (siehe F i g. 1) digitale elektrische Ausgangssignale entwickelt Diese Digitalsignale werden durch die nachfolgender. Digital/Analog-Leistungsumsetzer 24 bzw. 27 wieder in analoge elektrische Signale umgesetzt und gelangen anschließend in die Regelmotoren 25 bzw. 28. mit denen die Speisewalze 11 bzw. der Abnehmer 14 gesteuert werden.

F i g. 3 zeigt eine Steuerung wie F i g. 2, jedoch mit zusätzlichen Steuer- und Kontrollfunktionen. Der Trommel ist als Meßwertaufnehmer ein elektrischer Tachogenerator 30 zugeordnet, der an den Analog/Digital-Wandler 22 angeschlossen ist. Weiterhin ist an den Analog/Digital-Wandler eine Testeinrichtiing 31 aiigeschlossen. Schließlich wird dem Analog/Digital-Wiiiuller ein Analogsignal aus einer BanddickenmeGeinrichtung zugeführt, die in F i g. 4 näher beschrieben wird.

An den Mikrocomputern sind weiterhin die folgenden Einrichtungen elektrisch angeschlossen:

Bedienelemente 33, wie Ein/Aus-Schaltcr für die K;irde u. dgl.; eine F.inrichtung 34 zur Eingabe eines Vor- und Hauptsignals z. B. von der Kmincnfüllung: Überwachungsorgane 35, die Störungen des Systems b/w. im Betriebsublauf melden; ein übergeordneter Leitrechner 36 für eine Mehrzahl von Karden oder Krempeln; ein Programmiermodul 37, mit dem variable Dillen einmalig bzw. bei Änderungen umprogrammiert werden können; ein Anzeigegerät 38 für Produktions- und /ahlcrstandsan/eige; eine Einrichtung 39, mit der /. II. Signal lampen 40. Schütze 41 und Ventile 42 direkt gesteuert werden.

Die Digital/Analog-Lcistungsumsctzer 24 und 27 ste hen über Einrichtungen 42 bzw. 44 mit den Regelmoloren 25 bzw. 28 in Verbindung.

Nach Fig. 4 durchläuft das Faserband /'den l'lortrichter 8. wobei ein pneumatisches Signal .v gewonnen wird, das in einem Wandler 45 in ein elektrisches Signal yumgewandelt wird. Das Signal/wird im Analog/Digital-Wandler 22 '~\ ein digitales elektrisches Signal / um·

jo gewandelt, das in den Mikrocomputer 7 (siehe I" i g. I bis 3) eingespeist wird. Aus diesem Signal wird ein Ausgangssignal entwickelt, das zur Steuerung /.. B. der .Speisewalze 11 dient, um die der Karde zuzuführende Fasermenge zu verändern und damit die Gleichmäßigkeil des die Karde verlassenden Faserbandes zu regeln.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Regelung und Steuerung einer Karde oder Krempel, bei der zur Regelung maschinenbezogener Regelgrößen, z. B. der Walzendrehzahlen der Speisewalze und des Abnehmers und fasertechnologischer Regelgrößen, z. B. der Banddicke des Faserbandes, je ein Regelkreis aus Meßglied, Regler und Sollwertsteller und Stellglied vorgesehen ist, wobei Sollwerte mit den Meßsignalen der Regel-Meßglieder verglichen und aus dem Vergleich Stellsignale für die Regelantriebe der Speisewalze und des Abnehmers gebildet werden und bei der zur Einstellung maschinenbezogener Steuergrößen, z. B. Abschaltung der Maschine bei Bandbruch, Umschaltung von Langsam- auf Schnellgang u. dgl. je eine Steuerkette aus Steuer-Befehlsgeber und Steuer-Stellglied vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, el? ß ein zentraler Rechner (7) vorgesehen ist an den Ane Einrichtung (5, 23) zur Eingabe aller maschinenbezogener und fasertechnologischer Sollwerte angeschlossen ist, daß die Regel-Meßglieder (21,26,30,32) für die Speisewalze (25) den Abnehmer (14), die Trommel (13) und die Banddickenmeßeinrichtung (32) sowie die Regelantriebe (25,28) für die Speisewalze (11) und den Abnehmer (14) an den Rechner (7) angeschlossen sind, daß zur Ermittlung der maschinenbezogenen Soll-Drehzahlen für die Regelantriebe (25, 28) der Speisewalze (11) und des Abnehmers (14) in Abhängigkeit von den fasertechnologischen Sollwerten, wie Verzug und Liefergeschwindigkeit, die zentrale Re:./jeneinheit (1) mit dem Datenspeicher (2) und Jem Programmspeicher (3) in Verbindung steht und daß alL Steuer-Befehlsgeber (33 bis 37) und Steuer-Stellglieder (38 bis 42) an den Rechner (7) angeschlossen sind.

2. Steuerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale einer Testeinrichtung (31) einzugeben sind.

3. Steuerung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale aus der Karde oder Krempel vorgeschalteten Maschinen, z. B. Flockenbeschickung, Feinöffner, einzugeben sind.

4. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale aus der Karde nachgeschalteten Maschinen, z. B. Streckwerk, einzugeben sind.

5. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale Schaitfunktionen sind.

6. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Signale Regelfunktionen sind.

7. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die analogen Signale über einen Analog/Digital-Wandler (22) dem Datenspeicher (2) zugeführt werden.

8. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in den Datenspeicher (2) Signale von Überwachungselementen einzugeben sind, um Betriebsstörungen anzuzeigen.

9. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in den bzw. aus dem Datenspeicher (2) Signale aus einem und/oder für einen übergeordneten Leitrechner (36), eine übergeordnete Steuerung o. dgl. für eine Mehrzahl von

Karden oder Krempeln einzugeben sind.

10. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den bzw. aus dem Datenspeicher (2) Signale aus einem und/oder für ein Programmiermodul (37), mit dem variable Daten einmalig bzw. bei Änderungen umprogrammiert werden können, einzugeben sind.

11. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 10. dadurch gekennzeichnet, daß die Signale ft- die Stellglieder über einen Digital/Analog-Lcistungsumsetzer (24, 27) den Stellgliedern z. B. den Antriebsmotoren (25,28) zugeführt werden.

12. Steuerung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Datenspeicher (2) Signale für Betriebskontrollelemente auszugeben sind, wie Produktions- und Zählerstandsanzeigen (38), Signallampen (40) und für Schütz-Schalter (41) und Ventile (42) u. dgl.