Brevet FR2605648A1 — publié le 19880429

L'invention concerne l'industrie textile et a notamment pour objet un procédé de commande d'un métier à filer et un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé. La présente invention peut être appliquée plus spécialement pour commander le filage du lin sur des métiers continus à anneaux. Un autre domaine d'application de l'invention est la commande des métiers à retordre. Le processus de filage à l'heure actuelle ne peut se dérouler sans participation directe d'un opérateur réalisant des opérations obligatoires sans lesquelles le processus s'arrête, notamment la suppression des casses de fil. Ce processus se déroule normalent avec un certain équilibre entre le nombre des casses de fil À et l'inten- sité ou de suppression des casses. Le choix d'un rapport équilibré de A à 'A détermine les indices techniques et économiques du processus, mais ce choix est difficile à cause du caractère aléatoire des deux paramètres et de leur instabilité dans le temps. Il est connu que le nombre des casses de fils varie dans le temps et dans l'espace (d'un métier à l'autre) dans de larges limites. Ceci est dû à l'instabilité des qualités des matières premières, de la qualité des traite- ments des demi-produits et de l'état de l'équipement. D'autre part, l'intensité de desserte du métier par l'opérateur est également instable. Ceci est dû, au premier chef, aux variations de qualification des opérateurs, à leur fatigue durant le travail, aux changements de leur état physique et psychique. La suppression des conséquences nuisibles de la non-stabilité du nombre des casses de fils et de l'intensité de suppression des casses se fait par l'adaptation continue des régimes de fonctionnement du métier à filer aux conditions, toujours variables, du processus technologiques, de l'état physique et psychique et de la qualification de l'opérateur. Ceci se fait à l'aide de systèmes automatiques de commande du régime de fonctionnement du métier à filer qui, en fonction des résultats du contrôle du rendement réel du métier, du nombre des casses de fils et de l'intensité réelle de suppression des casses par l'opérateur, établissent les régimes de vitesses de fonctionnement du matériel assurant son rendement maximal. Il existe des procédés et des dispositifs de commande automatique des vitesses de fonctionnement d'un métier continu à anneaux qui assurent la compensation de l'instabilité du nombre des casses de fils et de l'intensité de suppression des casses, ce qui élève la productivité du travail et le rendement du matériel. On connaît un procédé et un dispositif de commande d'un métier à filer (cf. le brevet français n 1 516 876) qui assure la stabilisation du nombre des casses de fils sur un métier continu à anneaux. Dans ce procédé on mesure le nombre des casses réel, on compare ce nombre avec un nombre de consigne et, en cas de désaccord, on modifie la vitesse générale du métier. Si le nombre des casses dépasse le nombre de consigne, la vitesse du métier est diminuée, si le nombre des casses est inférieur au nombre de consigne, la vitesse du métier est augmentée. On connaît également un procédé et un dispositif de commande d'un métier à filer (certificat d'auteur d'invention de l'URSS n 438734, cl. DO1H 1/26, 1974) qui assure la maximisation du rendement du métier à filer. Dans ce procédé, on contrôle la vitesse de sortie du filé et le coefficient d'enroulement du fil et on détermine d'après ces données, le rendement du métier pendant un temps donné de saisie de l'information. Ensuite, on compare le rendement obtenu avec le rendement durant l'intervalle précédent de saisie de l'information et on modifie la vitesse de sortie du métier en augmentant le rendement du métier d'une valeur proportionnelle au désaccord entre les rendements durant deux intervalles voisins de saisie de l'information. Le dispositif pour réaliser ce procédé comporte un détecteur des broches non engagées, un circuit électro- nique de commande et un entraînement réglable du mécanisme de livraison du filé assurant la variation de la vitesse de sortie. Le circuit électronique de commande est muni d'un additionneur, d'un temporisateur et d'un bloc de comparaison constitué d'un compteur additionneur, d'un compteur soustracteur et d'un compteur réversible. L'entrée du compteur additionneur est reliée au détecteur des broches non engagées et la sortie, au temporisateur relié, à son tour, à l'entrée du compteur réversible du bloc de comparaison dont la sortie est reliée à l'entraînement réglable. On connaît aussi un procédé de commande d'un métier à filer qui consiste à contrôler le nombre des broches non engagées à l'aide d'un détecteur et à modifier la vitesse de sortie du filé en fonction du nombre des broches non engagées. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte un détecteur des broches non engagées dont la sortie est branchée sur un accumulateur relié, via un générateur de consigne, à un bloc de commande qui est luimême relié à une horloge et à un élément à retard (cf. certificat d'auteur d'invention de l'URSS n0 478898, cl. DOlIH 1/26, 1974). Les inconvénients de ce procédé et des procédés précédents sont les suivants: la variation de la vitesse de sortie du filé en-raîne la variation de la torsion du filé dans une gamme limitée de réglage en torsion, notamment entre 10 et 15 % de la torsion nominale. Par conséquent, pour les fortes variations du nombre des casses de fils ou de l'intensité de suppression des casses par l'opéra- teur, le dispositif atteint les limites de l'écart admissible de la torsion par rapport à la valeur nominale et, pratiquement, cesse de la régler. La commande dynamique du régime de fonctionnement du métier diminue fortement ou cesse complètement d'agir. Le procédé le plus proche de l'invention est un procédé de commande d'un métier à filer qui consiste à mesurer le rendement et la vitesse courants du métier, à calculer la valeur de la vitesse du métier correspondant au rendement maximal et, d'après le résultat obtenu, à établir la vitesse du métier. Le dispositif pour la réalisation de ce procédé comporte un détecteur de la vitesse de sortie du filé et un détecteur du nombre des broches engagées (enfilées) du métier à filer dont les sorties sont branchées sur les entrées d'un bloc multiplicateur relié à un bloc d'opti- misation lequel est branché sur un entraînement réglable du métier à filer (cf. le certificat d'auteur d'invention de l'URSS n 438734, cl. DO1H 1/26, 1975). Les inconvénients de ce procédé et du dispositif correspondant sont une plage insuffisante ( 10 % de la valeur nominale) de régulation quelle que soit la voie de commande proposée: par la vitesse de sortie du filé (réalisée par variation de la vitesse du dispositif étireur), par la vitesse du métier (c'est-à-dire, par modification synchrone de la vitesse du dispositif étireur et de la vitesse de rotation des broches en gardant un rapport prescrit). Donc, en cas de variations notables du nombre des casses et de l'intensité de desserte du métier par l'opérateur, l'action de réglage est limitée et la commande du processus cesse jusqu'au moment o l'action perturbante diminue jusqu'à une valeur inférieure à la valeur admissible. La plage limitée de régulation diminue l'efficacité du dispositif. L'utilisation, comme voie de commande, de la vitesse de sortie du filé permet parfois, outre l'augmenta- tion du rendement du matériel, de résoudre un deuxième problème: celui de l'amélioration de la qualité du filé. Ceci est dû au fait que la variation du nombre des casses est mise en corrélation avec le changement de la valeur optimale de la torsion du filé. Les modifications des caractéristiques du filé entraînant la variation du nombre de casses peuvent être compensées par des changements correspondants de la torsion du filé en fonction du nombre des casses. Ainsi, pour améliorer la qualité du filé, il est utile de maintenir la possibilité de la commande dynamique de la vitesse de sortie (c'est-àdire, de la variation de la torsion du filé) quelles que soient les oscillations réelles du nombre des casses de fils. La présente invention vise un procédé et un dispositif assurant une régulation de la vitesse de sortie du filé permettant de maintenir le nombre des broches non engagées égal à un nombre de consigne et la vitesse du métier qui assure le maintien de la torsion moyenne du filé-à sa valeur nominale. Dans le procédé de commande ou de régulation, selon l'invention, d'un métier à filer ou à retordre, on contrôle, ou compte, le nombre des broches non engagées du métier; on compare le nombre, réel, des broches non engagées avec un nombre de consigne et on obtient ainsi un signal de signe et de valeur correspondant à l'écart existant entre le nombre des broches non engagées et le nombre de consigne, ce signal commandant la variation, dans le sens convenable, de la vitesse de sortie du filé du métier à filer ou à retordre; on mesure en permanence la vitesse de sortie du filé du métier et la fréquence de rotation des broches; on détermine la torsion moyenne du filé; on compare cette valeur de la torsion avec la valeur de la torsion nominale et on obtient ainsi un écart, dans l'un ou l'autre sens, entre ces deux valeurs; et, si la valeur absolue de cet écart dépasse la valeur admissible, on modifie la vitesse du métier, dans le sens convenable, pour ramener cet écart à zéro. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de régulation, selon l'invention, d'un métier à filer comporte: - un détecteur des broches non engagées du métier; - un premier accumulateur d'information recevant des indications du détecteur précédent; - un générateur de consigne attaquant l'accumula- teur; - un bloc de commande du dispositif étireur du filé recevant des impulsions de l'accumulateur précédent et relié aux entrées du détecteur et du générateur de consigne précédents; - un générateur de signaux déclenchant la suppression de l'écart entre les indications fournies par le détecteur et le générateur de consigne précédents et recevant des impulsions du bloc de commande du dispositif étireur de filé; - une horloge dont une entrée est liée à une sortie du bloc de commande du dispositif étireur de filé; - un deuxième accumulateur d'information, recevant des impulsions du générateur et de l'horloge précédents et attaquant le bloc de commande du dispositif étireur de filé; - un capteur de la vitesse de sortie du filé du dispositif étireur; - un bloc de calcul de la torsion du filé recevant des indications du capteur précédent; - un capteur de la vitesse de rotation des broches envoyant des indications au bloc de calcul précédent; - un troisième accumulateur d'information, réversible, des écarts entre la torsion calculée et la torsion de consigne, recevant des impulsions du bloc de calcul de la torsion du filé; - un dispositif de consigne de la torsion nominale dans les impulsions sont reçues par le troisième accumula- teur; 6O5648 - un bloc de commande de la vitesse du métier, recevant des impulsions du troisième accumulateur et attaquant un bloc de commandement du mécanisme d'entraî- nement du métier à filer sur lequel est branché le capteur de la vitesse de rotation des broches; - un accumulateur de temps dont une sortie attaque le bloc de commandement précédent; et - un diviseur recevant ses instructions du générateur de signaux déclenchant la suppression de l'écart entre le nombre des broches non engagées et le nombre de consigne et attaquant le troisième accumulateur d'information. L'avantage principal de la présente invention réside dans le fait que la stabilisation du nombre des broches non engagées se fait par la régulation de la vitesse de sortie du filé et la stabilisation de la torsion moyenne se fait par la régulation de la vitesse générale du métier, autrement dit, dans toutes les conditions caractérisant le nombre des casses de filé une commande dynamique de la torsion du filé est assurée. Ceci permet d'améliorer les propriétés physiques et mécaniques du filé, d'élever sa qualité, de réduire le nombre des casses pendant les opérations suivantes de traitement du filé. Le procédé de l'invention permet, par l'intro- duction d'un circuit supplémentaire de commande de la vitesse du métier, d'élever l'efficacité du système et d'élargir l'étendue de réglage. La première boucle de régulation, celle de la vitesse de sortie du filé, optimise la vitesse du métier en fonction du nombre des casses et de l'intensité d'éli- mination de casses. La seconde boucle de régulation, celle de la vitesse du métier, stabilise la torsion moyenne du filé, autrement dit la vitesse du métier varie de telle façon que le nombre réel moyen des broches non engagées corres- ponde à une valeur de la torsion moyenne sensiblement égale à la valeur nominale de la torsion. Ceci permet de commander dynamiquement la vitesse de sortie du filé pratiquement pour toutes les oscillations réelles du nombre des casses du filé en évitant que l'action de commande atteigne les valeurs limites, ce qui donne la possibilité de stabiliser les propriétés physiques et mécaniques du filé. Avec une telle commande dynamique les tronçons faibles du filé caractérisés par un nombre élevé des casses présentent une torsion supérieure alors que les tronçons à résistance élevée ont une torsion plus faible. Ceci permet de réduire les irrégularités du filé quant à sa résistance à la rupture et d'élever sa résistance moyenne à la rupture. L'invention ressortira de la description qui suit d'un exemple concret schématisé sur le dessin annexé sur lequel est représenté un schéma synoptique du dispositif pour mettre en oeuvre le procédé de l'invention. Le procédé de commande d'un métier à filer,non représenté,consiste à contrôler ou compter le nombre des broches non engagées, à comparer le nombre réel de ces broches avec un nombre de consigne, ce qui donne un signal d'écart entre les valeurs réelle et de consigne,et son signe,et à faire varier la vitesse de sortie du filé du métier à filer en fonction de cet écart. Durant le filage, on mesure en permanence la vitesse de sortie du filé et la vitesse du métier, on en déduit la torsion moyenne du filé, on compare cette valeur moyenne de la torsion avec la valeur de torsion nominale, on détermine si l'écart obtenu entre les valeurs réelle et nominale dépasse la valeur admissible et on fait varier la vitesse de la machine de façon à ramener à zéro l'écart obtenu entre les torsions réelle et nominale. Le dispositif de commande d'un métier à filer comporte un détecteur 1 des broches non engagées, un premier accumulateur d'information ou mémoire réversible 2, un générateur de consigne 3, un bloc de commande 4, un mécanisme d'exécution 5 commandant la vitesse d'un dispositif étireur 6, un générateur 7 de signaux déclenchant la suppression de l'écart calculé ou constaté, une horloge 8, un deuxième accumulateur 9 d'information ou mémoire, un capteur 10 de la vitessede sortie du filé, un bloc 11 de calcul de la torsion du filé, un capteur 12 de la vitesse de rotation des broches, un troisième accumulateur ou mémoire réver- sible 13 des écarts entre la torsion du filé calculé par le bloc 11 de calcul et la valeur de consigne de la torsion, un dispositif ou générateur de consigne de la torsion norminale 14, un bloc 15 de commande de la vitesse du métier, un bloc 16 de commande du mécanisme d'entraînement 17 du métier à filer, un accumulateur de temps ou mémoire 18, un diviseur 19. Le détecteur 1 des broches non engagées est branché sur une entrée de l'accumulateur réversible 2 dont une autre entrée est branchée sur le générateur de consigne 3 émettant des impulsions dont la fréquence correspond au nombre de consigne des broches non engagées (qui n'enroulent pas le fil). La sortie de l'accumulateur réversible 2 est branchée sur le bloc 4 de commande du mécanisme 5 d'exécution permettant le réglage de la vitesse du dispositif étireur 6. En outre, le bloc 4 est relié au générateur 7, à une horloge 8 et à l'accumulateur 9. La vitesse de sortie du filé est mesurée par le capteur 10 dont la sortie est reliée à une entrée du bloc 11 de calcul de la torsion du filé; une autre entrée de ce bloc 11 est reliée au capteur 12 de la vitesse de rotation des broches. La sortie du bloc 11 est reliée à l'accumu- lateur réversible 13 dont une autre entrée est reliée au dispositif de consigne de torsion nominale 14 et la sortie, au bloc 15 de commande de la vitesse du métier. Le bloc 15 commande à l'aide du blQoc 16 la vitesse de l'entraînement 17 du métier à filer. Une autre entrée du bloc 15 de commande de la vitesse du métier est reliée à l'accumulateur 18 lequel, via le diviseur 19, est branché sur le générateur 7 et sur l'horloge 8. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention fonctionne de la façon suivante. Sur le bus additionneur de l'accumulateur réver- sible 2 arrivent, depuis le détecteur 1 des broches non engagées, des impulsions correspondant à la durée d'arrêt des broches. Le bus de soustraction de l'accumulateur réversible 2 est attaqué, depuis le générateur de consigne 3, par des impulsions dont l'intensité correspond au temps de consigne de l'arrêt des broches. En cas d'inégalité des intensités des impulsions venant du générateur de consigne 3 et du détecteur 1 des broches non engagées, l'accumulateur réversible 2 accumule les écarts des temps de consigne et réel des arrêts de broches. Lorsque la zone de service de l'accumulateur 2 est remplie, ce dernier envoie un signal dans le bloc 4 de commande qui transmet un ordre d'arrêt ou une inhibition d'une part sur le détecteur 1 des broches non engagées et d'autre part sur le générateur de consigne 3, et simultanément l'accumulateur réversible 2 est remis à zéro. Conformément au signe de l'écart, le mécanisme d'exécution 5 modifie la.vitesse du dispositif étireur 6. La valeur de l'écart à supprimer est déterminée par le temps d'accumulation des écarts contrôlés. Durant l'intervalle de saisie de l'information, les impulsions produites par l'horloge 8 arrivent dans l'accumulateur 9. Plus est longue la durée de saisie de l'information, plus est grand le volume occupé dans l'accumulateur 9. A la mise en marche du mécanisme d'exécution 5, le générateur 7 commence à envoyer des signaux dans l'accumulateur 9. La modification de la vitesse de sortie du filé du dispositif étireur 6 est définiepar le nombre de bits non utilisés de l'accumulateur 9. Après le remplissage de l'accumula- teur 9, l'accumulateur 9 envoie un signal dans le bloc 4 de commande de la vitesse des dispositifs étireurs 6, la suppression de l'écart cesse et un signal de libération ou d'autorisation est envoyé tant sur le détecteur 1 des broches non engagées et que sur le générateur de consigne 3. Une nouvelle période de saisie de l'information commence. Simultanément, on mesure la vitesse de sortie du filé et la vitesse du mécanisme d'entraînement 17 du métier, à l'aide respectivement, du capteur 10 et du capteur 12. Le bloc 11 de calcul de la torsion du filé détermine la torsion du filé comme le quotient de la vitesse de sortie du filé par la vitesse du métier (des broches); cette torsion calculée est envoyée sous forme discrète, dans l'accumulateur réversible 13 dont une autre entrée reçoit les signaux venant du dispositif 14 de consigne de la torsion nominale du filé. A l'état initial, la zone de service de l'accumulateur réversible 13 est remplie à moitié. Durant le travail, à cause de l'écart entre les torsions moyennes de consigne et réelle, la valeur contenue dans l'accumulateur 13 change dans l'un ou l'autre sens. Lorsque la limite de la zone de service est atteinte, un signal envoyé par l'accumulateur 13 attaque le bloc 15 de commande de la vitesse du métier qui, à l'aide du bloc 16, change la vitesse de l'entraînement 17 du métier (vitesse des broches). La valeur de l'écart à supprimer est déter- minée par le temps d'accumulation de l'écart constaté ou calculé. Durant l'intervalle de saisie de l'information, les impulsions produites par l'horloge 8 passent par le diviseur 19 et arrivent dans l'accumulateur 18. Au début de la suppression de l'écart, l'accumulateur 18 commence à recevoir les impulsions produites par le générateur 7 et la suppression de l'écart continue jusqu'au moment o l'accumulateur 18 est rempli complètement;à ce moment il envoie dans le bloc 15 un signal arrêtant la suppression de l'écart et déterminant le début d'une nouvelle période de la saisie de l'information. L'avantage principal de l'invention réside dans le fait que la torsion est réglée dans toute l'étendue indépendamment des oscillations de l'intensité des casses et de leur suppression, ce qui élève la qualité du filé, élargit notablement l'étendue de régulation et, à chaque moment, le rapport optimal est choisi entre la vitesse de sortie du filé et la vitesse du métier pour obtenir le coefficient d'enroulement prescrit, ce qui donne la possibilité d'augmenter la productivité du travail et le rendement du matériel. - REVENDICATIONS - 1. Procédé de commande ou de régulation d'un métier à filer ou à retordre dans lequel: - on contrôle, ou compte, le nombre des broches non engagées du métier; - on compare le nombre des broches non engagées avec un nombre de consigne et on obtient ainsi un signal de signe et de valeur correspondant à l'écart existant entre le nombre des broches non engagées et le nombre de consigne; et - on règle, à l'aide de ce signal, la vitesse de sortir du filé du métier; procédé caractérisé en ce qu': - on mesure en permanence la vitesse de sortie du filé du métier et la fréquence de rotation des broches; - on détermine la torsion moyenne du filé; - on compare cette valeur de la torsion avec la valeur de la torsion nominale et on obtient ainsi un écart, dans l'un ou l'autre sens, entre ces valeurs; et - si la valeur absolue de cet écart dépasse la valeur admissible, on modifie la vitesse du métier, dans le sens convenable, pour ramener cet écart à zéro. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comprenant: - un détecteur (1) des broches non engagées du métier; - un accumulateur d'information ou mémoire (2) recevant les indications du détecteur (1); - un générateur de consigne (3) attaquant l'accu- mulateur (2); - un bloc de commande (4) du dispositif étireur (6), du filé recevant les impulsions de l'accumulateur (2) et relié aux entrées du détecteur (1) et du générateur (3); - un générateur (7) de signaux déclenchant la suppression de l'écart entre les indications fournies par le détecteur (1) et le générateur (3) recevant des impulsions du bloc (4); - une horloge (8) dont une entrée est reliée à une sortie du bloc (4); un accumulateur d'information ou mémoire (9) recevant des impulsions du générateur (7) et de l'horloge (8) et attaquant le bloc (4); dispositif caractérisé en ce qu'il comprend en outre: - un capteur (10) de la vitesse de sortie du filé du dispositif étireur (6); - un bloc (11) de calcul de la torsion du filé recevant les indications du capteur (10); - un capteur (12) de la vitesse de rotation des broches, envoyant des impulsions au bloc (11); - un accumulateur ou mémoire réversible (13) des écarts entre la torsion calculée et la torsion de consigne, recevant des impulsions du bloc de calcul (11); - un dispositif (14) de consigne de la torsion nominale dont les impulsions sont reçues sur l'accumula- teur (13); - un bloc (15) de commande de la vitesse du métier, recevant des impulsions de l'accumulateur (13), attaquant un bloc (16) de commandement du mécanisme d'entraînement (17) du métier à filer sur lequel est branché le capteur (12); - un accumulateur de temps (18) dont une sortie communique avec une entrée du bloc (15); - un diviseur (19) recevant ses instructions du générateur (7) et de l'horloge (8) et attaquant l'accumu- lateur (18).