EP3256628A1 - Startverfahren für eine webmaschine - Google Patents

Startverfahren für eine webmaschine

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EP3256628A1
EP3256628A1 EP16703979.1A EP16703979A EP3256628A1 EP 3256628 A1 EP3256628 A1 EP 3256628A1 EP 16703979 A EP16703979 A EP 16703979A EP 3256628 A1 EP3256628 A1 EP 3256628A1
Authority
EP
European Patent Office
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machine
time
shedding
weaving
shedding machine
Prior art date
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Application number
EP16703979.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3256628B1 (de
Inventor
Michael Lehmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Lindauer Dornier GmbH
Original Assignee
Lindauer Dornier GmbH
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Publication date
Application filed by Lindauer Dornier GmbH filed Critical Lindauer Dornier GmbH
Publication of EP3256628A1 publication Critical patent/EP3256628A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3256628B1 publication Critical patent/EP3256628B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/007—Loom optimisation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/002—Avoiding starting marks
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D03—WEAVING
    • D03D—WOVEN FABRICS; METHODS OF WEAVING; LOOMS
    • D03D51/00—Driving, starting, or stopping arrangements; Automatic stop motions
    • D03D51/005—Independent drive motors

Definitions

  • the present invention relates to a method for the controlled start-up of a weaving and shedding machine, wherein the loom is driven by a main drive, while the shedding machine is driven by means of an electromotive auxiliary drive.
  • Such weaving and shedding machines are known.
  • the shedding machine on a separate drive the central drive shaft, from which the movements of the shedding means are derived, is connected to an electric motor.
  • These are those shedding machines in which the shedding means are decoupled from the movement of the central drive shaft, z. B. dobby type 2881 Stäubli or Jacquard machines type LX Stäubli or Sl the company Bonas.
  • the drive shaft of the weaving machine from which the further movements (reed, possibly mechanical weft insertion elements) are derived, is in turn connected to at least one directly driving them, also usually designed as an electric motor actuator.
  • Such direct drives are very simple in their mechanical design, virtually maintenance-free and very precisely adjustable.
  • the drives of the loom and the shedding machine are connected by means of a common DC voltage intermediate circuit, hereinafter referred to as inverter intermediate circuit, so that they can form an energy flow with each other.
  • DE 200 21 049 U1 as the closest prior art has for separate drives for weaving and shedding machine on the way out to make the known from DE 100 53 079 C1 preferred start of the shedding machine such that this is the subsequent start of the loom by supports their kinetic energy.
  • the shedding machine is accelerated to a speed above the end of the loom start to be reached working speed.
  • the shedding machine gives by the deceleration to their start support, ie during their start phase, kinetic energy from.
  • the invention is therefore based on the object to reduce the peak power requirement of the weaving machine by better utilization of the kinetic energy recovery of the shedding machine, the process reliability should be ensured by maintaining the voltage limits in the converter intermediate circuit. Also, no deductions in the starting dynamics of the weaving machine must be taken into account.
  • the method for starting up on the one hand, the startup of the shedding machine to a predetermined overspeed (hereinafter referred to as step 1) and on the other hand, the setting of the speed reduction of the shedding machine such that the gradient of the speed curve of the shedding machine is negative in a later stage of the start phase than in a earlier section (hereafter referred to as step 2).
  • step 1 is that the overspeed to which the shed-forming machine is accelerated with respect to the working speed at the first sheet stop is predetermined in its value and / or upper limit, that is, exactly defined.
  • the overspeed is calculated automatically at least on the basis of machine data, but preferably also based on process data. This will be discussed in more detail below.
  • Step 2 provides for a time range t1 to t3, which advantageously completely includes or can coincide with the starting operation of t2 to t3 of the loom, for the speed of the shedding machine before a non-ramped course, ie one - starting with the overspeed Step 1 - non-constant gradient.
  • the gradient curve is such that in a later period of the startup process the energy return is greater than in an earlier period of time. This means that the slowing down of the shedding machine does not take place uniformly (ramp-like) over the weaving machine start, but rather intensifies in a later section of the starting phase and preferably towards the end of the weaving machine start. As a result, the actual energy consumption of the weaving machine is taken into account, taking into account heat and other losses.
  • the return of the energy or power is thus demand-adapted, d. H. especially when the demand from the starting weaving machine is strongest.
  • the gradient of the speed curve of the shedding machine between the time t2 and a time t ' is less negative than the average time between the times t' and t3 in the time average.
  • the gradient of the speed curve of the shedding machine at the end of the starting phase is more negative than in an earlier period of the start phase. This means that at the end of the starting phase more energy is fed back from the shedding machine to the weaving machine than at the beginning of the starting phase.
  • a similar advantageous speed curve provides that on averaged over time the gradient of the speed curve of the shedding machine between the time t2 and a time t 'has a lower absolute value than in the time average between the times t' and t3.
  • the gradient of the speed curve of the shedding machine at the end of the starting phase is the most negative in the entire period of the starting phase.
  • the energy recovery is therefore at the end of weaving machine start, at time t3, greatest.
  • the speed curve for the starting loom is not ramped, but has a over the entire starting process (between the times t2 and t3) or at least towards the end decreasing gradient.
  • the power consumption is made uniform, ie the peak power at the end of the weaving machine start is less pronounced, whereby the energetic jump start is facilitated by the shedding machine.
  • the speed of the weaving machine in the present case is to be understood as the value which results arithmetically from its kinetic energy and the average energy moment of inertia (which is defined below).
  • the said overspeed of the shedding machine is preferably calculated by means of a calculating unit using machine data.
  • the speed curve of the shed forming machine for the entire start phase of the weaving machine is calculated by means of a computing unit using machine data, wherein the speed curve of the shedding machine is preferably oriented to the mathematically expected power requirement of the starting loom.
  • Said machine data are preferably those which are used in part or all of the following group: the moments of inertia of the shedding machine and / or the weaving machine, the energetic mean moments of inertia of the shedding machine and / or the weaving machine, grid and feed-related data such.
  • process data are used to increase the accuracy preferred in the calculation of the overspeed and the further speed curve of the shedding machine.
  • process data are preferably based on calculated or estimated loom losses and advantageously also on shed machine losses.
  • process data also include those which are based on the duration of said start phase of the weaving machine.
  • the overspeed of the shedding machine is calculated.
  • machine data are preferably at least at least the energetically average moments of inertia of Web and fra- image machine used.
  • the energetically average mass moment of inertia is the mass moment of inertia of an imaginary flywheel which, rotating at the same operating speed as the working machine (web or shed forming machine), has the same kinetic energy as the machine in question.
  • Such a large dimensioning of the shingraft drive is however From a cost point of view, not desirable, so that the above approach, the energy needs for weaving machine start completely out of the It is not practicable to purchase a shed-forming machine.
  • the calculation example shows that the energetically average moments of inertia are useful quantities for determining the speed profile or the trajectory of the shedding machine during weaving machine start.
  • a further important factor is the network and feed conditions already mentioned above.
  • the characteristics of the feed for the common converter intermediate circuit of the weaving and shedding machine are preferably taken into account.
  • z. B. twice the rated power taken into account. It is also important if a Vortrafo, z. B. due to special networks, z. B. IT networks, in the weaving, is used.
  • the power and the short-circuit voltage or the internal impedance of the pre-transformer play an important role.
  • the expected losses of the weaving machine during the start process are relevant. These can be z. B. estimate from the temperatures of the gear oil or - if the weaving machine has already been run in advance - from their average power consumption taking into account life or turn the oil temperature and possibly a new operating speed.
  • the losses of the shedding machine incl. ausmoresch (shafts, boards) are preferably included.
  • the energetic mean moment of inertia of the shedding machine whose overspeed determined at the beginning of weaving machine start, so that when re-braking to the working speed, the necessary energy or power can be provided. If this were to take place with the assumption of a uniformly ramp-shaped re-deceleration of the shedding machine over time, this would give the lowest possible value that the overspeed of the shedding machine would have for energy recovery.
  • Step 2 Due to the gradient of the shedding machine speed that is more negative during weaving machine start in a later section of the starting phase, little or no energy is initially fed into the converter intermediate. fed back, with increasing time and thus increasing power and energy requirements of the weaving machine correspondingly more.
  • FIG. 1 shows a flowchart for illustrating a calculation method of the feedback for the case of a constant energy transmission component
  • FIG. 2 shows a schematic speed-time diagram with t1 ⁇ t2 to illustrate the invention
  • Figure 3 is a schematic speed-time diagram with t1 ⁇ t2 similar to Figure 2, but with a local maximum of the speed of the shedding machine, and
  • Figure 4 is a schematic speed-time diagram with t1> t2.
  • FIG. 1 shows a calculation method which assumes that the power requirement of the weaving machine is supported pro rata at every time the weaving machine is started, the proportion remaining relatively constant (eg 40%).
  • the weaving machine start should run in such a way that the see energy and the average energy moment of inertia calculated speed ramped over time to the working speed increases.
  • the expected power requirement of the weaving machine is thus covered with a percentage that remains constant, which is possible if the time t2, ie the starting time of the weaving machine, does not lie before the time t1 at which the shedding machine has reached its predetermined overspeed.
  • the first maximum power requirement of the weaving machine is determined from the machine and process data 1A '.
  • machine data in this example the working speed and the energetic mean moment of inertia of the loom are used.
  • This maximum demand power is now in turn compared with those machine data that characterize the grid or feed conditions; This includes the characteristics of any pre-transformer (rated power, short-circuit voltage or internal impedance) as well as the characteristics of the supply unit for the converter DC link (passive or active mains supply, possibly boost converter function, peak power).
  • the juxtaposition is an estimate. For example, in tables determines at which peak power the respective Vortrafo or the feed unit concerned can expect what voltage drop. If the total expected voltage drop in the inverter DC link is so strong that either the voltage requirement at the motor terminals can no longer be covered and / or the undervoltage monitoring of the converter DC link is triggered and a startup interruption is caused, additional energy or power must be provided by the Tray machine be fed.
  • This power component to be added by the shedding machine is output as the value 1 a '(demand) from the calculating step 1A.
  • a calculation step 1B is carried out, in which the known peak torque of the shingraft drive is multiplied by its working speed. This gives the peak performance of the shingraft drive. Possibly. previously a loss torque is deducted from the peak torque.
  • the thus calculated peak power of the shingder drive is output as the value 1 b '(possibility) from the calculating step 1B.
  • step 2 first 1 a '(demand) and 1 b' (possibility) are compared. If the demand is greater than the possibility, problems of the aforementioned type can not be ruled out at the start of the intended working speed. Therefore, a reaction is triggered in step 2B. This may consist in a warning message to the operator, possibly connected with the request to select a lower operating speed and to start the machine as a test, s. Path 2b '. Thus, the estimates from step 1 A can be corrected by an actually observed behavior of the converter DC link. Another possibility is to automatically reduce the working speed with a corresponding message to the operator. Here again, the relevant machine start can be used for verification and, if necessary, correction of the assumptions from step 1A. The reduced working speed should be calculated so that for them the demand 1 a 'is just as high as the possibility 1 b'.
  • FIG. 2 shows three exemplary profiles of the rotational speeds of the shed forming machine (FBM) and of the weaving machine (WM) as a function of time in accordance with the invention.
  • the shedding machine is started and driven to the predetermined, in particular calculated overspeed GXJ.FBM until time t1 (see above).
  • the weaving machine is started and ramped up to a working speed co ar in a starting phase which extends from the time t2 to a time t3.
  • energy is fed back from the shedding machine to the weaving machine in a defined manner, whereby a possible calculation method has been presented above.
  • the gradient of the speed curve of the shedding machine in a later section of the starting phase of the weaving machine (which lies between the times t2 and t3) is more negative than in an earlier section.
  • the later section does not necessarily border on the time t3 and / or the earlier section on the time t2 (or t1 if t1 is later than t2, see FIG. rather, gradient curves within the period between times t2 (or t1, when t1 is later than t2) and t3 can be compared with each other.
  • the gradient of the speed curve of the shedding machine (referred to here as FBM ') shown at the end of the starting phase is even the most negative in relation to the entire period of the starting phase, ie the curve in FIG Time t3 has the largest negative slope in the range between t2 and t3.
  • the gradient of the speed Run the shedding machine between the time t2 and an example in FIG 2 marked time t 'less negative than the time average between the times t' and t3.
  • the speed curve of the weaving machine (indicated here as WM ') shown in a solid line is shown in FIG. 2 as rising in a linear ramp, as assumed in the above calculation method. Dashed lines show an alternative speed curve for the weaving machine (here referred to as "WM"), in which the speed during start-up has a decreasing positive gradient between times t2 and t3. With such a curve, the power consumption is more uniform than with a linear start-up. since the power peak is less pronounced at the end of the loom start An exemplary corresponding speed curve of the shedding machine (referred to herein as FBM ”) is also shown in phantom.
  • FBM exemplary corresponding speed curve of the shedding machine
  • the flatter course WM "of the weaving machine corresponds to that since the energy recovery at the end of the starting phase of the weaving machine is lower than for the previously discussed case of ramping up the speed WM 'of the weaving machine.
  • FIG. 2 shows a third variant in Figure 2 with dash-dotted lines.
  • the speed curve of the weaving machine (referred to here as WM '") has an S-shape, which is also found in the speed curve of the shedding machine (referred to here as FBM'").
  • FBM' speed curve of the shedding machine
  • the energy recovery from the shedding machine to the loom is - after each flatter Speed curves following the time t2 - during the strongest increase in the speed of the loom particularly large.
  • FBM '"and WM' again from.
  • FIG. 3 shows the above-described case of a local maximum of the speed of the shedding machine. It must be checked in each case whether this is above the permissible maximum speed of the shedding machine.
  • FIG. 4 shows the case that the time t1 is later than the time t2. Since - as described above - the weaving machine at the beginning of the start phase does not benefit from support from the shedding machine, the weaving machine can already be started (at time t2), before the shedding machine reaches its calculated overspeed at time t1. Importantly, it is then ready to transfer energy to the weaving machine in the time interval from t1 to t3.
  • the control of the main drive of the loom and the electronic power take-off of the shedding machine is taken over by a controller, which is prior art and therefore not described in detail here.
  • the above calculations are performed with a computing unit connected to said controller.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betriff ein Verfahren zum kontrollierten Hochfahren einer Web- und Fachbildemaschine, - wobei die Web- und die Fachbildemaschine mit einer Steuerung verbunden sind, - wobei die Webmaschine mittels eines Hauptantriebs angetrieben wird, - wobei die Fachbildemaschine mittels eines elektromotorischen Nebenantriebs angetrieben wird, - wobei die Web- und die Fachbildemaschine mittels einem gemeinsamen Umrichterzwischen kreis zur Energieflussübertragung verbunden sind, - wobei die Fachbildemaschine zu einem Zeitpunkt t0 gestartet und bis zu einem Zeitpunkt t1 auf eine Überdrehzahl gefahren wird, die oberhalb ihrer Arbeitsdrehzahl liegt, wobei der Zeitpunkt t1 vor einem Zeitpunkt t3 liegt, - wobei die Webmaschine zu einem Zeitpunkt t2 gestartet wird und wobei die Startphase der Webmaschine in dem Zeitintervall vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 liegt, und - wobei eine Leistungsübertragung (Rückspeisung) mittels des Umrichterzwischenkreises von der Fachbildemaschine zur Webmaschine in der besagten Startphase vorgenommen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Fachbildemaschine zwischen den Zeitpunkten t0 und t1 auf eine vorbestimmte Überdrehzahl gefahren wird, und dass der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine in einem späteren Abschnitt der Startphase negativer ist als in einem früheren Abschnitt.

Description

Startverfahren für eine Webmaschine,
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontrollierten Hochfahren einer Web- und Fachbildemaschine, wobei die Webmaschine mittels eines Hauptantriebs angetrieben wird, während die Fachbildemaschine mittels eines elektromotorischen Nebenantriebs angetrieben wird.
Derartige Web- und Fachbildemaschinen sind bekannt. Bei diesen weist die Fachbildemaschine einen separaten Antrieb auf, deren zentrale Antriebswelle, von welcher die Bewegungen der Fachbildemittel abgeleitet sind, mit einem elektrischen Motor verbunden ist. Es handelt sich dabei um solche Fachbildemaschinen, bei denen die Fachbildemittel von der Bewegung der zentralen Antriebswelle entkoppelbar sind, sind z. B. Schaftmaschinen der Bauart 2881 der Firma Stäubli oder Jacquardmaschinen der Bauart LX von Stäubli bzw. Sl der Firma Bonas.
Die Antriebswelle der Webmaschine, von der die weiteren Bewegungen (Webblatt, ggf. mechanische Schusseintragselemente) abgeleitet sind, ist ihrerseits mit wenigstens einem sie direkt antreibenden, ebenfalls in der Regel als Elektromotor ausgebildeten Aktor verbunden. Solche Direktantriebe sind in ihrem mechanischen Aufbau sehr einfach, nahezu wartungsfrei und sehr präzise regelbar.
Des Weiteren sind die Antriebe der Webmaschine und der Fachbildemaschine mittels eines gemeinsamen Gleichspannungszwischenkreises, im Weiteren als Umrichterzwischenkreis bezeichnet verbunden, so dass sie untereinander einen Energiefluss ausbilden können.
Einer der Nachteile eines vorgenannten Direktantriebs für die Webmaschine liegt darin, dass die für den geforderten hochdynamischen Start der Webmaschine erforderliche große Spitzenleistung unmittelbar über den Aktor bereitgestellt werden muss. Diese Spitzenleistung ist im Wesentlichen unmittelbar durch das elektrische Versorgungsnetz zuzuführen. Derartige Leistungsspit- zen können bereits im Fall eines stabilen Versorgungsnetzes und geeigneter Zuleitungsquerschnitte zu starken Spannungseinbrüchen führen, die sich in die Zwischenkreisspannung eines für den Direktantrieb eingesetzten Umrichters fortsetzen und dort ein störungsbedingtes Abbrechen des Webmaschinenstarts bewirken. Das Problem verschärft sich noch beträchtlich, wenn die Webmaschinen an schwachen Versorgungsnetzen betrieben werden. Dies ist mit der zunehmenden Verlagerung textiler Produktion in Entwicklungsund Schwellenländer immer häufiger der Fall. Noch ungünstiger liegen die Verhältnisse, wenn durch Nennspannungsniveau und/oder Art des elektrischen Versorgungsnetzes ein Vortrafo erforderlich wird, der durch seine zusätzliche Eigenimpedanz das Netz aus Sicht der zu startenden Webmaschine noch schwächer macht.
Ist der Webmaschinenstart auf die für den ersten Blattanschlag vorgesehene Drehzahl, im Folgenden Arbeitsdrehzahl genannt, aus den vorgenannten Gründen nicht mehr möglich, so besteht eine bekannte Gegenmaßnahme darin, diese Drehzahl abzusenken. D. h. die Arbeitsdrehzahl für den ersten Blattanschlag liegt dann mehr oder minder deutlich unter der für den Artikel an sich vorgesehenen Betriebsdrehzahl. Dies kann aber zu Anlaufstellen (Startmarken) und einem nicht hinnehmbaren Qualitätsverlust in der Webware führen. Ein generelles Absenken der Betriebsdrehzahl ist ebenfalls keine akzeptable Lösung, da die Fertigstellung der Ware entsprechend länger dauern würde, was die Rentabilität der Weberei aufs Spiel setzt.
Die DE 200 21 049 U1 als nächstkommender Stand der Technik weist für getrennte Antriebe für Web- und Fachbildemaschine auf die Möglichkeit hin, den aus der DE 100 53 079 C1 bekannten vorgezogenen Start der Fachbildemaschine derart zu gestalten, dass diese den nachfolgenden Startvorgang der Webmaschine durch ihre kinetische Energie unterstützt. Dazu wird die Fachbildemaschine auf eine Drehzahl oberhalb der zum Ende des Webmaschinenstarts zu erreichenden Arbeitsdrehzahl beschleunigt. Während schließlich die Webmaschine startet, gibt die Fachbildemaschine durch Wie- der-Abbremsung zu deren Startunterstützung, d. h. während ihrer Startphase, kinetische Energie ab.
Die DE 200 21 049 U - insbesondere aufgrund ihrer Fokussierung auf eine Antriebslösung mit gemeinsamen motorischen Elementen für Web- und Fachbildemaschine - legt nahe, dass der Abbremsvorgang der Fachbildemaschine mit Beginn des Webmaschinenstarts einsetzt und während dieses Startvorgangs (praktisch) gleichmäßig erfolgt.
Es hat sich jedoch herausgestellt, dass eine solche Rückeinspeisung nicht optimal ist, da die Fachbildemaschine hierbei zu Beginn des Webmaschinenstarts mehr Energie zurückspeisen würde, als von der Webmaschine benötigt. Im gemeinsamen Umrichterzwischenkreis für die Antriebe von Web- und Fachbildemaschine würde dann das Spannungsniveau stark ansteigen und die Energie müsste im Bremswiderstand in Wärme umgesetzt werden und wäre für den Prozess verloren.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den Spitzenleistungsbedarf der Webmaschine durch bessere Ausnutzung der kinetischen Rückspeiseenergie der Fachbildemaschine zu reduzieren, wobei die Prozesssicherheit durch Einhaltung der Spannungsgrenzen im Umrichterzwischenkreis gewährleistet sein soll. Auch sollen keine Abschläge in der Startdynamik der Webmaschine in Kauf genommen werden müssen.
Die Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Patentanspruchs.
Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zum Hochfahren einerseits das Hochfahren der Fachbildemaschine auf eine vorbestimmte Überdrehzahl (im Folgenden Schritt 1 genannt) und andererseits die Einstellung der Drehzahlreduzierung der Fachbildemaschine derart, dass der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine in einem späteren Abschnitt der Startphase negativer ist als in einem früheren Abschnitt (im Folgenden Schritt 2 genannt). Der oben genannte Schritt 1 besteht darin, dass die Überdrehzahl, auf weiche die Fachbildemaschine gegenüber der Arbeitsdrehzahl bei erstem Blattanschlag beschleunigt wird, in ihrem Wert und/oder ihrer Obergrenze vorbestimmt, also genau definiert, wird. Besonders bevorzugt wird die Überdrehzahl automatisch wenigstens anhand von Maschinendaten, vorzugsweise aber auch anhand von Prozessdaten, berechnet. Hierauf wird weiter unten detaillierter eingegangen.
Schritt 2 sieht für einen Zeitbereich t1 bis t3, der zeitlich den Startvorgang von t2 bis t3 der Webmaschine vorteilhafterweise vollständig einschließt oder auch mit diesem zusammenfallen kann, für die Drehzahl der Fachbildemaschine einen nicht-rampenförmigen Verlauf vor, also einen - beginnend mit der Überdrehzahl aus Schritt 1 - nicht-konstanten Gradienten. Der Gradientenverlauf ist derart, dass in einem späteren Zeitabschnitt des Startvorgangs der Energierückfluss größer ist als in einem früheren Zeitabschnitt. Dies bedeutet, dass das Abbremsen der Fachbildemaschine nicht vergleichmäßigt (rampenartig) über den Webmaschinenstart erfolgt, sondern sich in einem späteren Abschnitt der Startphase und bevorzugt gegen Ende des Webmaschinenstarts verstärkt. Hierdurch wird dem tatsächlichen Energiebedarf der Webmaschine unter Berücksichtigung von Wärme- und sonstigen Verlusten Rechnung getragen.
Erfindungsgemäß erfolgt das Rückspeisen der Energie bzw. Leistung somit bedarfsadaptiert, d. h. in besonders starkem Maße dann, wenn auch der Bedarf seitens der startenden Webmaschine am stärksten ist.
Vorteilhafterweise ist im zeitlichen Mittel der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t' weniger negativ als im zeitlichen Mittel zwischen den Zeitpunkten t' und t3. Hierbei ist der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zum Ende der Startphase negativer als in einem früheren Zeitraum der Startpha- se. Dies bedeutet, dass am Ende der Startphase mehr Energie von der Fachbildemaschine zur Webmaschine rückgespeist wird als am Anfang der Startphase.
Ein ähnlicher vorteilhafter Drehzahlverlauf sieht vor, dass im zeitlichen Mittel der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t' einen geringeren Absolutwert aufweist als im zeitlichen Mittel zwischen den Zeitpunkten t' und t3.
Besonders bevorzugt ist der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zum Ende der Startphase am negativsten im gesamten Zeitraum der Startphase. Bei dieser Ausgestaltung ist die Energierückspeisung daher am Ende des Webmaschinenstarts, zum Zeitpunkt t3, am größten.
Wenn der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine ab dem Zeitpunkt t1 oder t2, je nachdem welcher später liegt, eine streng monoton fallende Funktion ist, steigt der Energiezufluss von der Fachbildemaschine zur Webmaschine stetig an, was den tatsächlichen Energiebedarf der Webmaschine relativ genau widerspiegelt.
In einer bevorzugten Ausführung wird auch der Drehzahlverlauf für die startende Webmaschine nicht rampenartig vorgegeben, sondern besitzt einen über den gesamten Startvorgang (zwischen den Zeitpunkten t2 und t3) oder zumindest zu dessen Ende hin abnehmenden Gradienten. Damit wird die Leistungsaufnahme vergleichmäßigt, d. h. die Leistungsspitze zum Ende des Webmaschinenstarts ist weniger ausgeprägt, wodurch die energetische Starthilfe durch die Fachbildemaschine erleichtert wird. Es sei hierbei angemerkt, dass die Drehzahl der Webmaschine vorliegend als der Wert zu verstehen ist, der sich rechnerisch aus ihrer kinetischen Energie und dem energetisch mittleren Massenträgheitsmoment (welches nachfolgend definiert wird) ergibt. Wie oben angeführt, wird die besagte Überdrehzahl der Fachbildemaschine vorzugsweise mittels einer Recheneinheit unter Verwendung von Maschinendaten berechnet. Gleichfalls ist es bevorzugt, wenn der Drehzahlverlauf der Fachbildemaschine für die gesamte Startphase der Webmaschine mittels einer Recheneinheit unter Verwendung von Maschinendaten berechnet wird, wobei sich der Drehzahlverlauf der Fachbildemaschine hierbei bevorzugt am rechnerisch erwarteten Leistungsbedarf der startenden Webmaschine orientiert.
Die besagten Maschinendaten sind vorzugsweise solche, die zum Teil oder alle aus der folgenden Gruppe herangezogen werden: die Massenträgheitsmomente der Fachbildemaschine und/oder der Webmaschine, die energetisch mittleren Massenträgheitsmomente der Fachbildemaschine und/oder der Webmaschine, netz- und einspeiserelevante Daten wie z. B. Kenndaten des gemeinsamen Umrichterzwischenkreises, technische Kenndaten der Antriebe der Fachbilde- und der Webmaschine, die Spitzenleistung der Einspei- sung, etc.
Nicht nur Maschinendaten, sondern auch Prozessdaten finden zur Genauigkeitserhöhung bevorzugt Verwendung bei der Berechnung der Überdrehzahl sowie des weiteren Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine. Diese, vorteilhafterweise zumindest teilweise verwendete, Prozessdaten basieren vorzugsweise auf berechneten oder abgeschätzten Webmaschinenverlusten und vorteilhafterweise auch auf Fachbildemaschinenverlusten. Vorzugsweise gehören zu diesen Prozessdaten auch solche, die auf der Dauer der besagten Startphase der Webmaschine basieren.
Die beiden Schritte 1 und 2 werden im Folgenden genauer erklärt.
Hinsichtlich des Schritts 1 wird die Überdrehzahl der Fachbildemaschine berechnet. Als Maschinendaten werden vorzugsweise wenigstens zumindest die energetisch mittleren Massenträgheitsmomente von Web- und Fach- bildemaschine herangezogen. Das energetisch mittlere Massenträgheitsmoment ist dabei das Massenträgheitsmoment einer gedachten Schwungmasse, welche, mit gleicher Betriebsdrehzahl wie die Arbeitsmaschine (Webbzw. Fachbildemaschine) rotierend, die gleiche kinetische Energie wie die betreffende Arbeitsmaschine besitzt.
Durch das Verhältnis dieser beiden energetisch mittleren Massenträgheitsmomente von Web- und Fachbildemaschine liegt in gleicher Größe auch das Verhältnis ihrer beiden kinetischen Energien ab Hochlaufende fest. Es wäre nun (rechnerisch) möglich, die Fachbildemaschine auf eine derart hohe Überdrehzahl zu beschleunigen, dass bei ihrem nachfolgenden Wieder- Abbremsen so viel Energie abgegeben wird, dass diese zum Start der Webmaschine ausreicht. Hierzu ein Rechenbeispiel für das verlustfreie System:
Für die Webmaschine gelte:
Energetisch mittleres Massenträgheitsmoment: JWM = 2 kgm2
Arbeitsdrehzahl zum Hochlaufende: coArb = 600 min"1
Hieraus ergibt sich die kinetische Energie: Wkin.wM = Vi JWM COArb ~ 3948 J
Für die Fachbildemaschine gelte:
Energetisch mittleres Massenträgheitsmoment: JFBM = 4 kgm2
Arbeitsdrehzahl zum Hochlaufende: coArb = 600 min"1
Daraus folgende kinetische Energie: Wkin.FBM = Vi JFBM COArb - 7.896 J
Um den Energiebedarf der Webmaschine vollständig abdecken zu können, müsste die Fachbildemaschine eine kinetische Energie von (7896 + 3948) J = 1 1844J zu Beginn des Webmaschinenstarts aufweisen, was einer Drehzahl von 735 min"1 entspräche. Eine solch große Dimensionierung des Fachbildeantriebs ist aber aus Kostensicht nicht wünschenswert, so dass der obige Ansatz, den Energiebedarf für den Webmaschinenstart komplett aus der Fachbildemaschine zu beziehen, nicht praktikabel ist. Das Rechenbeispiel zeigt jedoch, dass die energetisch mittleren Massenträgheitsmomente sinnvolle Größen für die Bestimmung des Drehzahlprofils bzw. der Bewegungsbahn der Fachbildemaschine während des Webmaschinenstarts sind.
Eine weitere wichtige Größe stellen die schon oben erwähnten Netz- und Einspeiseverhältnisse dar. Hierbei werden vorzugsweise insbesondere die Kenndaten der Einspeisung für den gemeinsamen Umrichterzwischenkreis von Web- und Fachbildemaschine berücksichtigt.
Ferner wird vorteilhafterweise die für die Dauer des Webmaschinenstarts anzusetzende Spitzenleistung der Einspeisung, z. B. die zweifache Nennleistung, berücksichtigt. Wichtig ist ebenso, ob ein Vortrafo, z. B. aufgrund von Sondernetzen, z. B. IT-Netze, in der Weberei, eingesetzt wird. Hier spielen die Leistung und die Kurzschlussspannung bzw. die Innenimpedanz des Vortrafos eine wichtige Rolle.
Die im obigen Umfang angeführten Netz- und Einspeiseverhältnisse seien den Maschinendaten zugeordnet, ebenso wie die technischen Kenndaten der Antriebe von Web- und Fachbildemaschine, z. B. Spitzenströme der Regler und/oder Spitzendrehmomente der Aktoren bzw. Motoren.
Hinsichtlich der Prozessdaten sind vor allem die zu erwartenden Verluste der Webmaschine während des Startvorgangs relevant. Diese lassen sich z. B. aus den Temperaturen des Getriebeöls abschätzen oder - wenn die Webmaschine vorab bereits gelaufen ist - aus deren gemitteltem Strombedarf unter Berücksichtigung von Standzeit bzw. wiederum der Öltemperatur und einer ggf. neuen Betriebsdrehzahl. Auch die Verluste der Fachbildemaschine inkl. Fachbildemittel (Schäfte, Platinen) werden bevorzugterweise hinzugezogen.
Aus dem Gesamtenergiebedarf der Webmaschine (Summe aus kinetischer Energie bei Arbeitsdrehzahl und Ausgleich der Verluste) beim Startvorgang und der Startdauer lassen sich die mittlere Leistung und die Spitzenleistung berechnen. Aus den Netz- und Einspeiseverhältnissen wiederum ist abschätzbar, ob und in welchem Maß für diese Leistung (vor allem die Spitzenleistung) die Starthilfe durch die Fachbildemaschine vonnöten bzw. einzusetzen ist.
Entsprechend diesem Maß wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mittels des energetisch mittleren Massenträgheitsmoments der Fachbildemaschine deren Überdrehzahl zu Beginn des Webmaschinenstarts bestimmt, so dass bei Wieder-Abbremsung auf die Arbeitsdrehzahl die notwendige Energie bzw. Leistung bereitgestellt werden kann. Würde dies unter Annahme einer gleichmäßig rampenförmigen Wieder-Abbremsung der Fachbildemaschine über der Zeit geschehen, so erhält man auf diesem Weg den niedrigsten möglichen Wert, den die Überdrehzahl der Fachbildemaschine für die Energierückspeisung haben dürfte.
Mittels des oben aufgezeigten Weges ist somit allein durch Anwendung des Schritts 1 eine mathematisch eindeutige Vorgabe für das Drehzahlverhalten der Fachbildemaschine zum Zweck der Startunterstützung für die Webmaschine generierbar. Im Rahmen der Erfindung wurde jedoch erkannt, dass - wie bereits oben ausgeführt - ein gleichförmiges, d. h. rampenförmiges, Abbremsen der Fachbildemaschine während des Webmaschinenstarts nicht optimal ist. In diesem Fall würde nämlich die Fachbildemaschine zu Beginn des Webmaschinenstarts weitaus mehr Energie zurückspeisen, als von der Webmaschine benötigt wird. Dies kann sehr schnell, insbesondere bei passiven Netzeinspeisungen, zu einem störungsbedingten Startabbruch wegen unzulässig hoher Spannung im Umrichterzwischenkreis führen.
Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch Anwendung des Schritts 2 gelöst. Durch den während des Webmaschinenstarts in einem späteren Abschnitt der Startphase negativeren Gradienten der Fachbildemaschinen- Drehzahl wird zunächst wenig oder keine Energie in den Umrichterzwischen- kreis zurückgespeist, mit zunehmender Zeit und damit zunehmendem Leis- tungs- bzw. Energiebedarf der Webmaschine entsprechend mehr.
Vor Durchführung der oben genannten Schritte 1 und 2 wird bevorzugt seitens der besagten Recheneinheit anhand der Maschinen- und ggf. Prozessdaten ermittelt, ob eine energetische Startunterstützung durch die Fachbildemaschine überhaupt vonnöten ist. Wenn ja, wird der Bediener vorteilhafterweise entweder aufgefordert, diese Startunterstützung zu aktivieren bzw. zuzulassen, oder davon in Kenntnis gesetzt, dass sie automatisch aktiviert wurde. Im letzteren Fall ist es aber empfehlenswert, dem Bediener die Möglichkeit zu geben, die Starthilfe wieder zu deaktivieren.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:
Figur 1 ein Flussdiagramm zur Darstellung einer Berechnungsmethode der Rückspeisung für den Fall eines konstanten Energieübertragungsanteils;
Figur 2 ein schematisches Drehzahl-Zeit-Diagramm mit t1 < t2 zur Verdeutlichung der Erfindung,
Figur 3 ein schematisches Drehzahl-Zeit-Diagramm mit t1 < t2 ähnlich wie in Figur 2, allerdings mit einem lokalen Maximum der Drehzahl der Fachbildemaschine, und
Figur 4 ein schematisches Drehzahl-Zeit-Diagramm mit t1 > t2.
Figur 1 zeigt eine Berechnungsmethode, die davon ausgeht, zu jedem Zeitpunkt des Webmaschinenstarts den Leistungsbedarf der Webmaschine anteilig zu unterstützen, wobei der Anteil, relativ gesehen, gleich bleibt (z. B. 40%). Der Webmaschinenstart soll so verlaufen, dass die aus der kineti- sehen Energie und dem energetisch mittleren Massenträgheitsmoment berechnete Drehzahl rampenförmig über der Zeit bis auf die Arbeitsdrehzahl ansteigt. Hierbei wird also der erwartete Leistungsbedarf der Webmaschine mit einem prozentual konstant bleibenden Anteil abgedeckt, was möglich ist, wenn der Zeitpunkt t2, d. h. der Startzeitpunkt der Webmaschine, nicht vor dem Zeitpunkt t1 liegt, zu dem die Fachbildemaschine ihre vorbestimmte Überdrehzahl erreicht hat.
Im Berechnungsschritt 1A wird aus den Maschinen- und den Prozessdaten 1A' der zunächst maximale Leistungsbedarf der Webmaschine ermittelt. Als Maschinendaten werden in diesem Beispiel die Arbeitsdrehzahl und das energetisch mittlere Massenträgheitsmoment der Webmaschine herangezogen. Als Prozessdaten gehen die zu erwartenden Verluste bzw. Verlustmomente der Webmaschine und die Startdauer, ausgedrückt als Zelt bzw. über- strichener Winkelbereich, ein.
Zweckmäßigerweise errechnet man zunächst die kinetische Energie der Webmaschine zum Ende des Startvorganges, also bei Arbeitsdrehzahl. Diese Energie ergibt, geteilt durch den überstrichenen Winkelbereich, das mechanisch wirksame Beschleunigungsmoment. Zu diesem wird das erwartete Verlustmoment bei Arbeitsdrehzahl addiert, welches hauptsächlich von der Öltemperatur in den Getrieben abhängig ist. Das so entstehende Summenmoment liefert, multipliziert mit der Arbeitsdrehzahl, die maximale Bedarfsleistung der Webmaschine.
Diese maximale Bedarfsleistung wird nun ihrerseits denjenigen Maschinendaten gegenüber gestellt, welche die Netz- bzw. Einspeiseverhältnisse charakterisieren; hierzu gehören die Kenndaten eines etwaigen Vortrafos (Nennleistung, Kurzschlussspannung bzw. Innenimpedanz) sowie die Kenndaten der Einspeiseeinheit für den Umrichter-Zwischenkreis (passive oder aktive Netzeinspeisung, ggf. Hochsetzsteller-Funktion, Spitzenleistung). Die Gegenüberstellung ist eine Abschätzung. Beispielsweise ist in Tabellen hinter- legt, bei welcher Spitzenleistung der betreffende Vortrafo bzw. die betreffende Einspeiseeinheit welchen Spannungseinbruch erwarten lässt. Ist der so zu erwartende Gesamt-Spannungseinbruch im Umrichterzwischenkreis dann so stark, dass entweder der Spannungsbedarf an den Motorenklemmen nicht mehr abgedeckt werden kann und/oder die Unterspannungsüberwachung des Umrichterzwischenkreises auslösen und einen Startabbruch verursachen würde, so muss entsprechend zusätzliche Energie bzw. Leistung seitens der Fachbildemaschine eingespeist werden. Dieser von der Fachbildemaschine zuzuschießende Leistungsanteil wird als Wert 1 a' (Bedarf) vom Berechnungsschritt 1A ausgegeben.
Es ist zweckmäßig, wenn zeitgleich oder zeitnah parallel zum Berechnungsschritt 1 A ein Berechnungsschritt 1 B ausgeführt wird, in welchem das bekannte Spitzendrehmoment des Fachbildeantriebs mit dessen Arbeitsdrehzahl multipliziert wird. Man erhält die Spitzenleistung des Fachbildeantriebes. Ggf. wird zuvor vom Spitzendrehmoment noch ein Verlustmoment abgezogen. Die so berechnete Spitzenleistung des Fachbildeantriebs wird als Wert 1 b' (Möglichkeit) vom Berechnungsschritt 1 B ausgegeben.
Im Berechnungsschritt 2 werden zunächst 1 a' (Bedarf) und 1 b' (Möglichkeit) verglichen. Ist der Bedarf größer als die Möglichkeit, sind Probleme der vorgenannten Art beim Start auf die beabsichtigte Arbeitsdrehzahl nicht auszuschließen. Es wird im Schritt 2B daher eine Reaktion ausgelöst. Diese kann in einer Warnmeldung an den Bediener bestehen, ggf. verbunden mit der Aufforderung, eine niedrigere Arbeitsdrehzahl anzuwählen und die Maschine testweise zu starten, s. Pfad 2b'. So lassen sich die Abschätzungen aus Schritt 1 A durch ein tatsächlich beobachtetes Verhalten des Umrichterzwischenkreises korrigieren. Eine andere Möglichkeit besteht darin, unter einer entsprechenden Hinweismeldung an den Bediener, automatisch die Arbeitsdrehzahl zu verringern. Auch hier kann dann der betreffende Maschinenstart zur Verifizierung und ggf. Korrektur der Annahmen aus Schritt 1A dienen. Die reduzierte Arbeitsdrehzahl sollte hierbei so berechnet werden, dass für sie der Bedarf 1 a' genauso hoch ist wie die Möglichkeit 1 b'.
Der kleinere der beiden Werte 1 a', 1 b' - mathematisch ausgedrückt in Min(1 a', 1 b') - wird als 2c' an einen Berechnungsschritt 3 übergeben. Indem man die Hälfte dieser Spitzenleistung mit der benötigten Zeit des Webmaschinenstarts multipliziert, erhält man die seitens der Fachbildemaschine zuzuschießende Energie, die sie also zum Zeitpunkt des Webmaschinenstarts t2 vorhalten muss. Aus dieser Zusatzenergie, der Arbeitsdrehzahl und dem energetisch mittleren Massenträgheitsmoment der Fachbildemaschine errechnet sich die Überdrehzahl GXJ.FBM . welche die Fachbildemaschine zum Zeitpunkt t2 - im Vergleich zur Arbeitsdrehzahl - haben muss. (s. zum Verständnis auch das weiter oben angeführte Rechenbeispiel für ein verlustfreies System).
Der Leistungsbedarf der Webmaschine beim Start entwickelt sich drehzahl- und zeitproportional, dementsprechend - gemäß obiger Vereinbarung für dieses Verfahren - auch die seitens der Fachbildemaschine zuzuschießende Leistung (bis schließlich hin zum Wert 2c'). Aus dieser Tatsache und dem bereits bekannten Wert für coü,FBivi(t2) lässt sich nunmehr für jeden beliebigen Zeitpunkt t bis zum Abschluss des Webmaschinenstarts zum Zeitpunkt t3 der Wert coFBivi(t) für die Drehzahl der Fachbildemaschine berechnen. Durch Integration über die Zeit erhält man den Winkelverlauf (pFBivi(t).
Abhängig davon, wie der Antriebsregler die Vorgabe benötigt, werden z.B. für äquidistante Zeitpunkte im Bereich [t2 ... t3] Wertepaare (Stützstellen) mit dem zugehörigen Ordinatenwert von coFBM(t) bzw. (pFBivi(t) gebildet, aus welchen eine Software-Routine (ggf. im Antriebsregler selbst) einen mathematischer Ausdruck entsprechend einer elektronischen Kurvenscheibe generiert. Die Weitergabe der für die Berechnung notwendigen Daten von der Webmaschine sind in der Figur 1 mit 1 a" bezeichnet. Eine andere vorteilhafte Berechnungsmethode ist die Verwendung von Polynomen, deren Koeffizienten so bestimmt werden, dass dadurch der Drehzahl- bzw. Winkelverlauf der Fachbildemaschine für den Bereich des Webmaschinenstarts in gewünschter Weise vordefiniert wird.
In der Figur 2 sind drei beispielhafte Verläufe der Drehzahlen der Fachbildemaschine (FBM) und der Webmaschine (WM) als Funktion der Zeit entsprechend der Erfindung dargestellt. Zum Zeitpunkt tO wird die Fachbildemaschine gestartet und bis zum Zeitpunkt t1 auf die vorbestimmte, insbesondere berechnete Überdrehzahl GXJ.FBM gefahren (s. oben). Zum Zeitpunkt t2 wird die Webmaschine gestartet und in einer Startphase, die vom Zeitpunkt t2 bis zu einem Zeitpunkt t3 reicht, auf eine Arbeitsdrehzahl coarb hochgefahren. Während dieser Startphase wird Energie von der Fachbildemaschine zur Webmaschine definiert zurückgespeist, wobei oben eine diesbezüglich mögliche Berechnungsmethode vorgestellt wurde.
Erfindungswesentlich ist, dass der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine in einem späteren Abschnitt der Startphase der Webmaschine (die zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 liegt) negativer ist als in einem früheren Abschnitt. Hierbei grenzt nicht zwangsläufig der spätere Abschnitt an den Zeitpunkt t3 und/oder der frühere Abschnitt an den Zeitpunkt t2 (oder t1 , wenn t1 später liegt als t2, s. Figur 4); vielmehr können auch Gradientenverläufe innerhalb des Zeitraums zwischen den Zeitpunkten t2 (oder t1 , wenn t1 später liegt als t2) und t3 miteinander verglichen werden.
Der Figur 2 ist zu entnehmen, dass in diesem Ausführungsbeispiel der mit durchgezogener Linie dargestellte Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine (hier als FBM' bezeichnet) zum Ende der Startphase sogar am negativsten in Bezug auf den gesamten Zeitraum der Startphase ist, d. h. dass die Kurve im Zeitpunkt t3 die größte negative Steigung im Bereich zwischen t2 und t3 aufweist. Vorzugsweise ist der Gradient des Drehzahlver- laufs der Fachbildemaschine zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem in der Figur 2 beispielhaft markierten Zeitpunkt t' weniger negativ als im zeitlichen Mittel zwischen den Zeitpunkten t' und t3.
Es ist auch möglich, dass der Drehzahlverlauf der Fachbildemaschine zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 in einem frühen Stadium der Startphase sogar kurzfristig einen positiven Gradienten, d. h. eine positive Steigung, besitzt, bevor der Gradient dann wieder negativ wird.
Der mit durchgezogener Linie dargestellte Drehzahlverlauf der Webmaschine (hier als WM' bezeichnet) ist in der Figur 2 linear rampenförmig ansteigend dargestellt, wie dies bei der obigen Berechnungsmethode angenommen wurde. Gestrichelt ist ein alternativer Drehzahlverlauf für die Webmaschine (hier als WM" bezeichnet) wiedergegeben, bei dem die Drehzahl während des Hochfahrens zwischen den Zeitpunkten t2 und t3 einen abnehmenden positiven Gradienten aufweist. Bei einem solchen Verlauf ist die Leistungsaufnahme gleichmäßiger als bei einem linearen Hochfahren, da die Leistungsspitze zum Ende des Webmaschinenstarts weniger ausgeprägt ist. Ein beispielhafter entsprechender Drehzahlverlauf der Fachbildemaschine (hier als FBM" bezeichnet) ist ebenfalls gestrichelt dargestellt. Derer flacherer Verlauf im Vergleich zum Drehzahlverlauf FBM', insbesondere zum Ende der Startphase der Webmaschine hin, d.h. am Zeitpunkt t3, entspricht dem dort flacheren Verlauf WM" der Webmaschine, da die Energierückspeisung zum Ende der Startphase der Webmaschine geringer ist als für den zuvor diskutierten Fall des rampenförmigen Anstiegs der Drehzahl WM' der Webmaschine.
Weiterhin ist eine dritte Variante in Figur 2 mit strichpunktierten Linien eingezeichnet. Der Drehzahlverlauf der Webmaschine (hier als WM'" bezeichnet) weist eine S-Form auf, welche sich auch im Drehzahlverlauf der Fachbildemaschine (hier als FBM'") bezeichnet, wiederfindet. Die Energierückspeisung von der Fachbildemaschine an die Webmaschine ist - nach jeweils flacheren Drehzahlverläufen im Anschluss an den Zeitpunkt t2 - während des stärksten Anstiegs der Drehzahl der Webmaschine besonders groß. Zum Ende der Startphase der Webmaschine flachen beiden Drehzahlverläufe, FBM'" und WM'", wieder ab.
In der Figur 3 ist der oben geschilderte Fall eines lokalen Maximums der Drehzahl der Fachbildemaschine dargestellt. Es muss jeweils geprüft werden, ob dies oberhalb der zulässigen Maximaldrehzahl der Fachbildemaschine liegt.
In der Figur 4 ist der Fall wiedergegeben, dass der Zeitpunkt t1 später liegt als der Zeitpunkt t2. Da - wie eingangs beschrieben - aus Bedarfssicht die Webmaschine am Anfang der Startphase nicht von einer Unterstützung seitens der Fachbildemaschine profitiert, kann die Webmaschine schon gestartet werden (zum Zeitpunkt t2), bevor die Fachbildemaschine ihre berechnete Überdrehzahl zum Zeitpunkt t1 erreicht. Wichtig ist, dass sie anschließend bereit ist, Energie an die Webmaschine im Zeitintervall von t1 bis t3 zu übertragen.
Die Ansteuerung des Hauptantriebs der Webmaschine und des elektronischen Nebenantriebs der Fachbildemaschine wird von einer Steuerung übernommen, die Stand der Technik ist und deswegen hier nicht näher beschrieben wird. Die oben genannten Berechnungen werden mit einer Recheneinheit durchgeführt, die mit der besagten Steuerung verbunden ist.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Abwandlungen im Rahmen der Patentansprüche sind ebenso möglich wie eine Kombination der Merkmale, auch wenn diese in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellt und beschrieben sind.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1 . Verfahren zum kontrollierten Hochfahren einer Web- und Fachbildemaschine,
- wobei die Web- und die Fachbildemaschine mit einer Steuerung verbunden sind,
- wobei die Webmaschine mittels eines Hauptantriebs angetrieben wird,
- wobei die Fachbildemaschine mittels eines elektromotorischen Nebenantriebs angetrieben wird,
- wobei die Web- und die Fachbildemaschine mittels einem gemeinsamen Umrichterzwischenkreis zur Energieflussübertragung verbunden sind,
- wobei die Fachbildemaschine zu einem Zeitpunkt tO gestartet und bis zu einem Zeitpunkt t1 auf eine Überdrehzahl gefahren wird, die oberhalb ihrer Arbeitsdrehzahl liegt, wobei der Zeitpunkt t1 vor einem Zeitpunkt t3 liegt,
- wobei die Webmaschine zu einem Zeitpunkt t2 gestartet wird und wobei die Startphase der Webmaschine in dem Zeitintervall vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t3 liegt, und
- wobei eine Leistungsübertragung (Rückspeisung) mittels des Umrichterzwischenkreises von der Fachbildemaschine zur Webmaschine in der besagten Startphase vorgenommen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Fachbildemaschine zwischen den Zeitpunkten tO und t1 auf eine vorbestimmte Überdrehzahl gefahren wird, und
dass der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine in einem späteren Abschnitt der Startphase negativer ist als in einem früheren Abschnitt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass im zeitlichen Mittel der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zwischen dem Zeitpunkt t2 und einem Zeitpunkt t' weniger negativ ist als im zeitlichen Mittel zwischen den Zeitpunkten t' und t3.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zum Ende der Startphase am negativsten im gesamten Zeitraum der Startphase ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gradient des Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine ab dem späteren der beiden Zeitpunkte t1 oder t2 eine streng monoton fallende Funktion ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die besagte Überdrehzahl der Fachbildemaschine mittels einer Recheneinheit unter Verwendung von Maschinendaten berechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Berechnung der Überdrehzahl und des weiteren Drehzahlverlaufs der Fachbildemaschine zusätzlich Prozessdaten, zumindest solche basierend auf berechneten oder abgeschätzten Webmaschinenverlusten und vorteilhafterweise auch auf Fachbildemaschinenverlusten, bevorzugt auch basierend auf der Dauer der besagten Startphase der Webmaschine, in die besagten Rechnungen einfließen.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehzahlverlauf für die Webmaschine in der besagten Startphase derart vorgegeben wird, dass er zumindest zu deren Ende hin einen abnehmenden, d. h. weniger positiveren, Gradienten aufweist.
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