Brevet FR2515695A1 — publié le 19830506

L'invention concerne un procédé pour produire un ruban de fibre uniforme sur une carde, selon lequel on mesure les écarts de la fibre, sous sa forme de ruban à la sortie de la carde par exemple, par rapport à une valeur de consigne et on transforme l'écart mesuré en un signal correspondant qui agit par l'intermé- diaire d'un régulateur sur un dispositif d'entraînement réglable, lequel change la vitesse de rotation d'au moins un cylindre de la carde selon la grandeur du signal L'invention concerne en plus un système (dispositif) de régulation avantageux pour la mise en oeuvre de ce procédé. Un procédé connu de ce type pose le problème qu'un changement de vitesse de la carde, c'est-à-dire une augmentation ou une diminution de la vitesse de rotation de ses cylindres, modifie également le comportement dans le temps (fonction de transfert) de la boucle de régulation Surtout le temps de retard de la boucle varie avec la vitesse Comme le changement de vitesse de la carde entraîne le changement de la vitesse d'alimentation et/ou de la vitesse d'appel ou de sortie de carde de la fibre, l'uniformité du ruban de fibre (section, poids surfacique du ruban) délivré par la carde risque d'être affectée. L'invention vise à créer un procédé qui évite ces inconvénients et qui, en particulier, permette de produire un ruban de fibre d'uniformité optimale, même en cas de variation de la vitesse de la machine. Selon l'invention, un procédé comme indiqué au début est caractérisé en ce que l'on utilise un régulateur proportionnel et par intégration et on corrige la constante de temps de réglage du régulateur en fonction de la vitesse d'appel et/ou de la vitesse d'alimentation de la fibre. Par la variation de la constante de temps de réglage du régulateur en cas de changement de la vitesse de la machine, le comportement dans le temps de la boucle de régulation peut être adapté à ce changement Il devient ainsi possible de produire égale- ment un ruban de fibre d'uniformité optimale lorsque la vitesse de rotation des cylindres de la carde augmente ou diminue. Dans le système de régulation selon l'invention, l'organe sélecteur de vitesse de rotation ( présélection de la vitesse de rotation de base) coopère avec un organe correcteur capable de modifier la constante de temps de réglage du régula- teur Pl (proportionnel et par intégration) Il est avantageux que l'organe sélecteur de vitesse, par lequel sont ajustées les vitesses de rotation des cylindres de la carde, soit un potentiomètre à caractéristique linéaire L'organe correcteur, par lequel est ajustée la constante de temps de réglage du régulateur PI, est de préférence un potentiomètre à caractéristique non linéaire, à caractéristique logarithmique par exemple Selon une forme de réalisation préférée, l'organe sélecteur pour la vitesse de la machine et l'organe correcteur pour la constante de temps du régu- lateur Pl sont couplés Ceci est réalisable par un accouplement mécanique de construction simple, par des roues dentées ou des roues de friction par exemple Il est possible aussi de prévoir un couplage électrique ou électronique Selon une autre forme de réalisation préférée du système de régulation, l'organe correcteur est constitué en partie au moins par une génératrice tachymétrique conjugée au moteur d'entraînement d'un cylindre de carde Cette génératrice est suivie, de préférence, d'un convertisseur Une forme de réalisation particulièrement préférée prévoit que l'organe correcteur agit sur la partie de régulation par intégration du régulateur PI, notamment sur la résistance du circuit RC fixant la constante de temps de réglage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre d'exemples de réalisation non limitatifs, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels la figure 1 représente schématiquement une carde avec un système de régulation pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; la figure 2 représente schématiquement la consti- tution d'un régulateur PI; la figure 3 représente un potentiomètre non linéaire qui agit sur un régulateur Pl et qui est accouplé mécaniquement à un potentiomètre linéaire; 15695 la figure 4 est une vue semblable à celle de la figure 1 mais montre un autre système de régulation pour la mise er oeuvre du procédé de l'invention; et la figure 5 est un graphique représentant la relation entre la constante de temps de réglage du régulateur PI,la résistance en circuit du potentiomètre sélecteur de vitesse et la vitesse de défilement de la fibre. La figure 1 montre schématiquement une carde avec cylindre alimentaire 1, briseur 2, tambour 3, peigneur 4, détacheur 5, rouleaux presseurs 6, 7, entonnoir 8 et cylindres d'appel 9, 10. L'entonnoir 8 (organe de mesure) est agencé pour mesurer la section de la fibre, par exemple de façon connue par voie pneumatique Les variations de pression sont transformées dans un convertisseur de valeur de mesure Il (convertisseur de valeur réelle) en signaux élec- triques appliqués à un régulateur Pl 12 travaillant en continu La figure 2 montre que ce régulateur est constitué d'une partie I 12 a de régulation par intégration et d'une partie P 12 b de régulation proportionnelle Le régulateur Pl 12 est suivi par un régulateur de vitesse de rotation 13 faisant office de servomoteur, du type SIMOREG par exemple, et d'un moteur d'entraînement 4 a pour le peigneur 4 Enfin, le système comprend un dispositif d'ajustement 14 qui agit sur le régulateur Pl 12 et sur le régulateur de vitesse 13. La figure 3 montre que le dispositif d'ajustement 14 comporte un organe sélecteur de vitesse de rotation 15, formé dans cet exemple par un potentiomètre linéaire, qui est connecté électri- quement au régulateur de vitesse 13 Le dispositif 14 contient en plus un organe correcteur 16, formé dans cet exemple par un poten- tiomètre à caractéristique logarithmique, qui est connecté électri- quement à la partie I 12 a du régulateur 12 Cette partie du régula- teur comporte un circuit RC avec une résistance 12 c et un conden- sateur 12 d, le potentiomètre 16 étant relié à la résistance 12 c. L'axe i 5 a du potentiomètre 15 porte un pignon 15 b et un bouton d'ajustement 15 c L'axe 16 a du potentiomètre 16 porte un pignon 16 b qui engrène avec le pignon 15 b et réalise avec lui l'accouplement mécanique des deux potentiomètres 15, 16 L'organe sélecteur de vitesse 15 coopère ainsi avec l'organe correcteur 16 en ce sens que ce dernier agit automatiquement sur la partie 12 a de régulation par intégration du régulateur 12, en corrigeant la constante de temps de réglage de celui-ci, lorsque le potentiomètre 15 est ajusté au moyen du bouton 15 c Le potentiomètre 15 sert donc à ajuster la vitesse de la machine, tandis que le potentiomètre 16 modifie la constante de temps de réglage par la variation de la résistance du circuit RC Le potentiomètre sélecteur 15 ayant une caractéristique linéaire, ses valeurs de résistance augmentent ou diminuent de façon linéaire avec l'angle de rotation De plus, la relation entre les valeurs de résistance et la vitesse est, en bonne approximation, linéaire Le logarithme de la constante de temps diminue de quantités constantes lorsque la vitesse de la carde augmente de quantités constantes La même relation existe sur le potentiomètre logarithmique entre l'angle de rota- tion et les valeurs de résistance ajustées Pour obtenir la dépen- dance désirée de la constante de temps de la vitesse de d 9 file- ment du ruban de fibre, on couple le potentiomètre linéaire 15 au potentiomètre logarithmique 16, le potentiomètre linéaire 15 ser- vant à ajuster la vitesse de défilement du ruban de fibre Il est avantageux d'utiliser une partie seulement de l'angle de rotation possible du potentiomètre logarithmique 16 La plage angulaire adéquate pour corriger la constante de temps doit être fixée, d'une part, par le choix du rapport de transmission déterminé par les pignons entre les deux potentiomètres 15, 16, d'autre part; par la détermination de la position angulaire de départ sur les deux potentiomètres La plage de résistance totale choisie du poten- tiométre 16 détermine le condensateur nécessaire pour obtenir les constantes de temps désirées à toutes les vitesses. La figure 4 représente un exemple o le régulateur Pl 12 est suivi d'un régulateur de vitesse de rotation 13, comme dans l'exemple de la figure 1, auquel est conjugué dans ce cas un organe sélecteur de vitesse de rotation 15, sous forme d'un potentiomètre par exemple Ce dernier agit sur le moteur d'entraînement 17 du cylindre alimentaïre 1 L'organe correcteur est une génératrice tachymétrique 18 conjuguée au moteur d'entraînement 17 du cylindre alimentaire 1 et suivie d'un convertisseur 19 Les signaux élec- triques délivrés par la sortie de-ce convertisseur agissent sur la partie par intégration 12 b du régulateur Pl 12. Le graphique de la figure 5 représente les valeurs de résistance du potentiomètre sélecteur de vitesse en fonction de la vitesse de défilement de la fibre, de même que la variation de la constante de temps de réglage suivant la vitesse de défilement de la fibre. Comme organe de mesure, on peut utiliser aussi, de façon connue, à côté de l'entonnoir 8, des rouleaux de mesure ou des éléments analogues Comme dispositif réglé, on peut envisager aussi l'emploi, par exemple, à côté du peigneur 4 et du cylindre alimentaire 1, un dispositif d'alimentation (non représenté) précé- dant la carde, par exemple le dispositif d'entraînement pour les cylindres d'appel de la hotte du dispositif d'alimentation en flocons. Lorsque la vitesse initiale de filage à la suite d'une carde n'est pas fixée par l'organe sélecteur de la vitesse de rotation de base mais par une résistance fixe extérieure à la commande de la carde, il faut appliquer aussi, pour la vitesse ini- tiale de filage, une valeur I étrangère ou extérieure fixe. R E V E N D I C A T 1 O N S 1 Procédé pour produire un ruban de fibre uniforme sur une carde, selon lequel on mesure les écarts de la fibre, sous sa forme de ruban à la sortie de la carde par exemple, par rapport à une valeur de consigne et on transforme l'écart mesuré en un signal correspondant qui agit par l'intermédiaire d'un régulateur sur un dispositif d'entraînement réglable, lequel change la vitesse de rota- tion d'au moins un cylindre de la carde selon la grandeur du signal, caractérisé en ce que l'on utilise un régulateur proportionnel et par intégration et on corrige la constante de temps de réglage du régu- lateur en fonction de la vitesse d'appel et/ou de la vitesse d'ali- mentation de la fibre. 2 Système de régulation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant, entre le régulateur proportionnel et par intégration et le dispositif d'entraînement pour un cylindre de la carde, un régulateur de vitesse de-rotation auquel est conjugué un organe sélecteur de vitesse pour la vitesse de rotation du cylindre, caractérisé en ce que l'organe sélecteur de vitesse ( 15) coopère avec un organe correcteur ( 16; 18, 19) qui est capable de modifier la constante de temps de réglage du régulateur proportionnel et par intégration ( 12). 3 Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe sélecteur de vitesse ( 15) est un potentiômètre à caractéristique linéaire. 4 Système selon la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce que l'organe correcteur ( 16) est un potentiomètre à caractéristique non linéaire. Système selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 4, caractérisé en ce que l'organe correcteur ( 16) est un potentiomètre à caractéristique logarithmique. 6 Système selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'organe sélecteur de vitesse ( 15) et l'organe correcteur ( 16) sont couplés entre eux. 7 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif de couplage est un accouplement méca- nique, réalisé par des roues dentées ( 15 b, 16 b) ou par des roues de friction par exemple. 8 Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que le couplage est réalisé par voie électrique ou électro- nique. 9 Système selon la revendication 2 ou 3, caracté- risé en ce que l'organe correcteur est une génératrice tachymétrique ( 18) conjuguée au moteur d'entraînement ( 14; 17) du cylindre ( 1,4). Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que la génératrice tachymétrique ( 18) est suivie d'un conver- tisseur ( 19). 11 Système selon l'une quelconque des revendica- tions 2 à 9, caractérisé en ce que l'organe correcteur ( 16; 18, 19) est capable d'ajuster la partie par intégration ( 12 a) du régulateur proportionnel et par intégration ( 12). 12 Système selon l'une quelconque des revendica- tions 2 & 10, caractérisé en ce que l'organe correcteur ( 16; 18, 19) est capable d'ajuster la résistance ( 12 c) du circuit RC détermi- nant la constante de temps de réglage du régulateur proportionnel et par intégration ( 12).