Brevet FR2602522A1 — publié le 19880212

L'invention concerne l'industrie textile et a notamment pour objet un procédé de commande de métier à filer et un dispositif pour la réalisation de ce procédé. Le domaine d'utilisation le plus répandu de la présente invention est la commande du processus de filage du lin sur métiers à anneaux. Un autre domaine d'utilisation de la présente invention est la commande de retordeuses. Jusqu'à présent, le filage exigeait la participation directe d'un opérateur pour effectuer une opération indispensable sans laquelle le processus s'arrêterait, notamment, la suppression des cassures de fils. Ce processus de filage se passe normalement s'il existe un certain équilibre entre le nombre de cassures de fils ". et l'intensité u de suppression des cassures. Le choix d'un rapport équilibré entre Â et/ détermine les indices techniques et économiques du processus, mais ce choix est compliqué par le caractère aléatoire des deux paramètres et par leur instabilité dans le temps. On sait déjà que le nombre de cassures de fils varie dans le temps et dans l'espace (d'un métier l'autre) dans de larges limites. Ceci est dû à l'instabilité des caractéristiques des matières premières, de la qualité des traitements préalables des matières textiles et de l'état du matériel. D'autre part, l'intensité avec laquelle le métier est desservi par l'opérateur est également instable. Ceci est dû, en premier lieu à la qualification inégale des opérateurs, à leur fatigue pendant le travail, à la variation de leur état physique et psychique. La suppression des conséquences fâcheuses dues à la variation du nombre de cassures et de l'intensité d'élimination des cassures est rendue possible grâce à une adaptation en continu des régimes de vitesse du métier à filer aux conditions variables du processus technologique, à l'état physique et psychique de l'opérateur et à sa qualification. Ceci est réalisé à l'aide de systèmes de commande automatiques du régime de travail du métier à filer qui, d'après les résultats de contrôle de rendement réel du métier à filer, du nombre de cassures et de l'intensité réelle d'élimination des cassures par l'opérateur, déterminent les régimes de vitesse du matériel assurant son rendement maximal. On connait des procédés et des dispositifs de commande automatique du régime de travail d'un métier à anneaux assurant la compensation de la variation du nombre de cassures de fils et de l'intensité d'élimination des cassures, et qui élève le rendement du travail et le rendement du matériel. On connait également un procédé et un dispositif de commande de métier à filer (cf., brevet français No. 1 516 876, cl. G07G, 1968), assurant la stabilité du nombre de cassures sur un métier à anneaux. Un tel procédé consiste à compter le nombre réel de cassures, à comparer ce nombre réel avec le nombre de référence et, au cas où il y a un écart entre ceux-ci, à faire varier la vitesse du métier. Si le nombre de cassures dépasse le nombre de référence, la vitesse du métier baisse, s'il est inférieur au nombre de référence, la vitesse du métier augmente. On connait aussi un procédé et un dispositif de commande de métier à filer (certificat d'auteur d'invention de l'URSS No. 438 734, cl. D01H 1/26, 1974) assurant un rendement maximal du métier à filer. Un tel procédé consiste à contrôler la vitesse de sortie du fil et le coefficient de bobinage du fil et à déterminer, conformément à ces données, le rendement du métier pendant le laps de temps attribué à la saisie de l'information. Ensuite, on compare le rendement obtenu avec celui de l'intervalle précédent de la saisie de l'information et on modifie la vitesse de sortie (de délivraison) du métier, pour augmenter le rendement du métier d'une valeur proportionnelle à l'écart entre les rendements des deux intervalles voisins de la saisie de l'information. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte un détecteur de broches non enfilées, un circuit électronique de commande et un entraînement réglable. Le circuit électronique de commande est muni d'un compteur additionneur, d'un temporisateur et d'un bloc de comparaison constitué de compteurs additionneur, soustracteur et à inversion, l'entrée du compteur additionneur étant reliée au détecteur de broches non enfilées, tandis que la sortie, est reliée au temporisateur, à l'entrée du compteur à inversion du bloc de comparaison dont la sortie est reliée à l'entraînement réglable. On connait un procédé de commande d'un métier à filer consistant à contrôler le nombre de broches non enfilées à''aide d'un détecteur et à modifier la vitesse de sortie du métier à filer en fonction du nombre de broches non enfilées. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé comporte un détecteur de broches non enfilées dont la sortie est branchée sur un additionneur relié par un oscillateur pilote, à un bloc de commande, lequel est relié à un temporisateur et à un circuit à retard (cf., certificat d'auteur d'invention de l'URSS No. 478 896 cl. D01H 1/26, 1974). Les inconvénients de ce procédé et des procédés précédemment décrits sont les suivants : pendant la variation de la vitesse de sortie du fil, la torsion du fil varie dans une plage limitée de réglage en torsion, représentant 10 à 15% de la torsion nominale. Par conséquent, en cas de variations importantes du nombre de cassures ou de l'intensité d'élimination des cassures par l'opérateur, le dispositif dépasse la limite de l'écart admissible de la torsion par rapport à sa valeur nominale et pratiquement cesse de. la régler. La commande dynamique du régime de travail du métier baisse en ce cas d'une façon notable ou s'arrête tout à fait. Le procédé qui se rapproche le plus de celui qui est revendiqué est le 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 la valeur obtenue, à régler la vitesse du métier. Le dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé de commande comporte un capteur de vitesse de sortie du fil et un détecteur du nombre de broches enfilées du métier, les sorties desquels sont branchées sur les entrées d'un multiplicateur relié à un bloc d'optimisation, lequel et branché sur l'entraînement réglable du métier à filer (cf., Certificat d'auteur d'invention de l'URSS No. 438 734 cl. D01H 1/26, 1975). Les inconvénients des procédé et dispositif décrits ci-dessus sont les suivants : une profondeur de réglage insuffisante par chacune des voies de commande proposées ( 10% de la valeur nominale) : voie de réglage de la vitesse de sortie (réalisé par variation de la vitesse du dispositif d'étirage) et voie de réglage de la vitesse du métier (c'est-à-dire par variation synchronisée de la vitesse du dispositif d'étirage et de la vitesse de rotation des broches avec maintien d'un rapport donné de celles-ci), et inadmissibilité de fortes variations de l'action de commande. Par conséquent, si les variations du nombre de cassures et de l'intensité de travail de l'opérateur sur le métier sont importantes, la valeur de l'action de commande atteint sa limite et la commande du processus cesse jusqu'au moment où l'action perturbante diminue jusqu'à la valeur correspondant à la valeur d'action de commande inférieure à celle qui est admissible. La profondeur de réglage limitée diminue l'efficacité du dispositif. L'utilisation, en tant que voie de commande, de la voie de réglage de la vitesse de sortie permet dans certains cas non seulement d'élever le rendement du matériel, mais aussi de résoudre un problème, celui de l'amélioration de la qualité du fil. Ceci est lié au fait que la variation du nombre de cassures est mise en corrélation avec la variation de la valeur optimale de torsion de fil. Les variations des caractéristiques du fil entraînant la variation du nombre de cassures peuvent être compensées par les variations correspondantes de la torsion du fil en fonction du nombre de cassures. D'autre part, la variation de la vitesse de sortie est aussi fonction de la variation de l'intensité avec laquelle le métier est desservi par l'opérateur due par exemple, à sa fatigue ou à sa qualification insuffisante. La commande de la vitesse de sortie en fonction des deux perturbations entraîne la dégradation de l'effet d'amélioration du fil et dans certains cas, par exemple, pour un nombre cassures cons et à une intensité d'élimination des cassures var, l'élimination des cassures peut donner un effet inverse : une dégradation de la qualité du fil. Ainsi, pour améliorer la qualité du fil, il est utile de commander la vitesse de sortie uniquement en fonction du nombre de cassures. L'invention a pour objet un procédé et un dispositif de commande d'un métier à filer oui assurent le réglage de la vitesse de sortie du fil en fonction du nombre de cassures, tout en maximisant le rendement du métier à filer par maximisation de la vitesse de ce dernier. Le problème ainsi posé est résolu du fait que dans un procédé de commande d'un métier à filer qui consiste à mesurer la production courante et la vitesse du métier, on calcule la valeur de la vitesse du métier correspondant au rendement maximum et, en fonction de la valeur obtenue, on règle la vitesse du métier, selon l'invention, pendant la période de saisie de l'information, on mesure le nombre de cassures pour la longueur du fil fabriqué, on détermine la valeur de référence de cassures de fil à l'aide de la formule : = h/0 où À représente le nombre de cassures pour la longueur du fil ; * p) représente le nombre de cassures pour la longueur du fil pour une fréquence de rotation des broches et une torsion nominales : U) représente la vitesse de rotation des broches ; 1 2 est déterminé pour chaque type du fil à fabriquer conformément à la fonction = f (us), on compare le nombre de cassures réel avec le nombre de référence, on obtient le signe et le signal d'écart entre la valeur de référence et la valeur réelle, après quoi, on compare la valeur absolue de l'écart avec la valeur d'écart admissible, et si la valeur d'écart admissible est dépassée, on modifie la vitesse de sortie du métier en rapprochant du zéro l'écart obtenu. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de commande de métier à filer du type comportant un capteur de vitesse de sortie du fil et un détecteur du nombre de broches enfilées du métier à filer, les sorties desquels sont branchées sur les entrées d'un multiplicateur relié à un bloc d'optimisation, qui est branché sur un entraînement réglable du métier à filer, comprend selon l'invention, un bloc de calcul du nombre de cassures de fils branché sur la sortie du détecteur du nombre de broches enfilées, et dont la sortie est branchée sur l'entrée d'un accumulateur qui est relié à. l'une des entrées d'un circuit de comparaison ayant une zone d'insensibilité, et à une autre entrée du circuit de comparaison est relié un bloc de calcul du nombre de référence de cassures de fils, dont une entrée est branchée sur un capteur de vitesse de rotation des broches du métier tandis que l'autre est branchée sur la sortie du capteur de vitesse de sortie du fil, les sorties du circuit de comparaison, grâce aux premiers circuits de coïncidence, sont reliées à un bloc de suppression de l'écart, à un bloc de remise à zéro, du circuit et sur des deuxièmes circuits de coïncidence, la sortie de l'un d'eux étant reliée à l'accumulateur et la sortie de l'autre, au bloc de calcul du nombre de référence, les entrées des deuxièmes circuits de coincidence sont reliées à la sortie d'un bloc de réaction, branché sur le bloc de suppression de l'écart, relié à l'entraînement réglable du dispositif d'étirage du métier, tandis que la sortie du bloc de remise à zéro du circuit est reliée à un sélecteur de temps, à un accumulateur et à un bloc de calcul du nombre de cassures de référence. Le principal avantage de la présente invention réside dans le fait que la commande du rendement se fait par la voie de réglage de la vitesse du métier, et partiellement, par la voie de réglage de la vitesse de sortie du fil, mais la vitesse de sortie ne varie qu'en fonction du nombre de cassures, c'est-à-dire qu'aucun facteur, à part le nombre de cassures, n'influe sur la commande de la torsion du fil. Ceci permet d'améliorer les propriétés physiques et mécaniques du fil, d'améliorer sa qualité, de réduire le nombre de cassures lors des étapes suivantes de traitement du fil. Le procédé revendiqué permet, grâce à l'introduction d'un circuit auxiliaire de commande par vitesse de sortie, d'augmenter l'efficacité générale du système, et d'élargir la plage de réglage. La commande de la vitesse de. sortie du fil permet de corriger la torsion du fil uniquement en fonction du nombre de cassures. Par la première boucle de commande, correspondant à celle du réglage de la vitesse du métier, on optimise la vitesse dé service du métier en fonction du nombre de cassures et de l'intensité de l'élimination des cassures, en tenant compte de tous les types de perturbations survenant sur un métier à filer. Par la deuxième boucle de commande, correspondant à celle du réglage de la vitesse de sortie du fil, on modifie la torsion du fil de façon à maintenir le nombre de cassures de fil à un niveau donné, ce qui permet de stabiliser les propriétés physiques du fil. Dans ce cas, les endroits faibles du fil caractérisés par un grand nombre de cassures sont surtordus et les endroits à solidité élevée sont soustordus. Ceci régularise la résistance du fil à la rupture et élève la résistance moyenne à la rupture. Etant donné que la commande de la vitesse du métier est continue, il est nécessaire de déterminer, pour chaque valeur de la vitesse, la valeur de référence du nombre de cassures, correspondant à une quanité constante des matières textiles brutes. Cette valeur est déterminée à l'aide de la formule : # = #h / #a L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, détails et avantages de celle-ci apparaîtront mieux à la lumière de la description explicative qui va suivre d'un mode de réalisation donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, avec référence au dessin non limitatif annexé. Le procédé de commande d'un métier à filer consiste à mesurer le rendement courant et la vitesse du métier, et ensuite, à calculer la valeur de la vitesse du métier, correspondant au rendement maximal. Conformément à la valeur obtenue, on règle la vitesse du métier à filer. Dans la période de saisie de ladite information, on mesure le nombre de cassures sur la longueur du fil à l'aide de la formule : ). = où) représente le nombre de cassures sur la longueur du fil ; représente le nombre de cassures sur la longueur du fil pour une fréquence. de rotation des broches et une torsion nominales ; go représente la vitesse de rotation des broches ; 1 d., 2 est déterminé pour chaque type de fil à fabriquer, on compare le nombre réel de cassures de fil avec le nombre de référence, on obtient le signe et le signal d'écart entre la valeur de référence et la valeur réelle, après quoi, on compare la valeur d'écart avec la valeur admissible absolue et si la valeur d'écart admissible est dépassée, on varie la vitesse de sortie du fil du métier en ramenant à zéro l'écart détecté. Le dispositif de commande du processus de filage comporte un capteur 1 de la vitesse de sortie du fil d'un métier à filer 2, un détecteur 3 du nombre de broches enfilées, un bloc de multiplication 4, un bloc 5 d'optimisation de la vitesse du métier, un entraînement réglable 6 des broches du métier 2, un bloc 7 de calcul du nombre de cassures de fil, un capteur 8 de la fréquence de rotation des broches, un accumulateur 9, un bloc 10 de calcul du nombre de cassures de référence, un circuit de comparaison 11 ayant une zone d'insensibilité, un bloc 12 de suppression de l'écart, des circuits de coïncidence 13,14, 15,16, un bloc de réaction 17, un entraînement réglable 18 du dispositif d'étirage du métier 2, un sélecteur de temps 19 et un bloc 20 de remise à zéro du circuit. Le capteur 1 de la vitesse de sortie du fil et le détecteur 3 du nombre de broches enfilées du métier 2 sont branchés sur les entrées du bloc de multiplication 4, lequel est relié au bloc d'optimisation 5, qui, à son tour, est relié à l'entraînement réglable 18 du dispositif d'étirage. Sur la sortie du détecteur 3 du nombre de broches enfilées est branché le bloc 7 de calcul du nombre de cassures de fil, dont la sortie est branchée sur l'entrée de l'accumulateur 9, relié à l'une des entrées du circuit de comparaison 11 ayant une zone d'insensibilité, tandis qu'à l'autre entrée du circuit de comparaison 11 est branché le bloc 10 de calcul du nombre de cassures de référence, dont une entrée est reliée au capteur 8 de la vitesse de rotation des broches du métier 2, tandis que l'autre est reliée à la sortie du capteur 1 de la vitesse de sortie du fil. Les sorties du circuit de comparaison 11 sont reliées, par les circuits de coïncidence 13,14, au bloc 12 de suppression de l'écart, au bloc 20 de remise à zéro du circuit et aux circuits de coïncidence 15,16, la sortie de l'un d'eux étant reliée à l'accumulateur 9 tandis que la sortie de l'autre, au bloc 10 de calcul du nombre de cassures de fil de référence, les entrées des circuits de coïncidence 15,16 sont reliées à la sortie du bloc de réaction 17, branché sur le bloc 12 de suppression-de l'écart relié à l'entraînement réglable 18 du dispositif d'étirage du métier 2, la sortie du bloc 20 de remise à zéro du circuit étant reliée au sélecteur de temps 19, à l'accumulateur 9 et au bloc 10 de calcul du nombre de cassures de référence. Le dispositif pour la mise en oeuvre du procédé revendiqué fonctionne de la façon suivante. Le capteur 1 de la vitesse de sortie du fil et le détecteur 3 du nombre de broches enfilées du métier 2 fournissent au bloc de multiplication 4 l'information correspondante. Après la multiplication de ces informations, le bloc 4 détermine la valeur de rendement réel du métier : P = VN. où N représente le nombre de broches qui fonctionnent (enfilées) ; V représente la vitesse de sortie du fil. L'information sur le rendement réel arrive dans le bloc d'optimisation 5 qui détermine la valeur de la vitesse du métier assurant son rendement maximal pour des paramètres réels courants de filage : le nombre de cassures de fil et l'intensité d'élimination des cassures. Un ordre pour l'établissement de la vitesse calculée issu du bloc d'optimisation 5 est fourni à l'entraînement réglable 18 du dispositif d'étirage. La vitesse des entraînements 6,18 varie dans le rapport donné V/u) = const, et dans ce cas, on établit la vitesse respective du métier 2. L'information sur le nombre de broches enfilées arrive dans le bloc 7 de calcul du nombre de cassures de fil où l'on calcule le nombre de cassures de fil survenues entre les deux vérifications d'état successives des broches. La valeur obtenue arrive dans l'accumulateur 9 qui mémorise le nombre sommaire de cassures de fil survenues pendant le temps"T"de saisie de l'information, déterminé par le sélecteur de temps 19. Le capteur 8 de la vitesse de rotation des broches fournit au bloc 10 de calcul du nombre de cassures de référence, l'information sur la vitesse de rotation réelle des broches et, qui permet de déterminer le nombre de référence n de cassures de fils pendant la saisie de l'informatin conformément à la formule : n = TV/L. L'accumulateur 9 et le bloc 10 de calcul du nombre de cassures de référence fournissent l'information au circuit de comparaison 11. Si on obtient un écart dans le circuit 11 dépassant la valeur de la zone d'insensibilité, l'une des sorties de ce dernier émet un potentiel "1" fonction du signal d'écart, qui, à la fin de l'intervalle de saisie de l'information par l'intermédiaire de l'un des circuits de coïncidence 13, 14 met en marche le bloc 12 de suppression de l'écart. L'autorisation attaque les circuits de coïncidence 13,14 par la deuxième entrée à partir du sélecteur de temps 19 à la fin de l'intervalle de saisie de l'information. Le bloc 12 de suppression de l'écart met en marche la commande réglable 18 du dispositif d'étirage, en modifiant ainsi la vitesse de sortie du fil conformément au signe de l'écart. Simultanément avec la mise en marche de la commande réglable 18 du dispositif d'étirage, la sortie du bloc de réaction 17 dégage une séquence d'impulsions à une fréquence constante. Les impulsions, par l'un des circuits de coïncidence 15,16 conduisant en fonction du signe de l'écart, arrivent dans l'accumulateur 9 ou dans le bloc 10 de calcul du nombre de cassures de fil de référence, dans lequel on les additionnent à la valeur pré-enregistrée dans ce bloc 10. Au moment où l'écart devient inférieur à la zone d'insensibilité du circuit de comparaison 11, le potentiel de "0" apparaît à sa sortie. Quand le potentiel "1"remplace le potentiel "0" à la sortie du circuit de comparaison 11, le bloc 20 de remise à zéro du circuit s'enclenche et une impulsion remet à zéro le sélecteur de temps 19, l'accumulateur 9 et le bloc 10 de calcul du nombre de cassures de fil de référence. La mise en marche du bloc de réaction 17 décrite plus haut assure la variation de la vitesse de sortie du fil d'une valeur proportionnelle à l'écart accumulé. En cas de changement du type de fil à fabriquer, on effectue à nouveau le préréglage du coefficient de réaction dans le bloc de réaction 17, de l'indice \ dans le bloc 10 de calcul du nombre de cassures de référence et de la durée de l'intervalle de temps "T" de saisie de l'information déterminée par le sélecteur de temps 19. REVENDICATIONS 1. Procédé de commande de métier à filer du type consistant à mesurer le rendement et la vitesse courants du métier, à calculer la valeur de la vitesse du métier correspondant au rendement maximal et, conformément à la valeur obtenue, à régler la vitesse du métier, caractérisé en ce qu'il consiste de plus à mesurer le nombre de cassures sur la longueur du fil produit pendant la période de saisie de ladite information et à déterminer la valeur de référence du nombre de cassures à l'aide de la formule : = X,/ où \ représente le nombre de cassures de fil sur la longueur du fil ; dz représente le nombre de cassures sur la longueur du fil pour une vitesse de rotation des broches et une torsion nominales ; # représente la vitesse de rotation des broches ; 2 est déterminé pour chaque type du fil à fabriquer à partir de la fonction 7=f ( (), à comparer le nombre de cassures de fil réel avec le nombre de référence, à obtenir le signe et le signal de l'écart entre la valeur de référence et la valeur réelle, après quoi, à comparer la valeur absolue de l'écart avec la valeur d'écart admissible et si la valeur d'écart dépasse la valeur admissible, à faire varier la vitesse de sortie du métier en ramenant au zéro l'écart obtenu. 2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé de commande de métier à filer conformément à la revendication 1, du type comportant un capteur (1) de la vitesse de sortie du fil et un détecteur (3) du nombre de broches enfilées du métier à filer dont les sorties sont branchées sur les entrées d'un multiplicateur (4) relié à un bloc (5) d'optimisation, lequel est branché sur une commande réglable (6) des broches et sur une commande réglable (18) du dispositif d'étirage du métier à filer (2), caractérisé en ce qu'il comporte de plus, branché sur la sortie du détecteur (3) du nombre de broches enfilées, un bloc (7) de calcul du nombre de cassures dont la sortie est branchée sur l'entrée d'un accumulateur (9) relié à l'une des entrées d'un circuit (11) de comparaison avec zone d'insensibilité, tandis que l'autre entrée du circuit de comparaison (11) est reliée à un bloc (10) de calcul du nombre de référence de cassures de fil dont une entrée est reliée à un capteur (8) de la vitesse de rotation des broches du métier à filer (2) tandis que l'autre est reliée à la sortie du capteur (1) de la vitesse de sortie du fil, les sorties du circuit de comparaison (11) sont reliées, par des circuits de coïncidence (13,14), à un bloc (12) de suppression de l'écart, à un bloc (20) de remise à zéro du circuit et à des circuits de coincidence (15,16), la sortie de l'un d'eux étant reliée à l'accumulateur (9) tandis que l'autre sortie est reliée au bloc (10) de calcul du nombre de cassures de fil de référence, les entrées des circuits de coincidence (15,16) étant reliées à la sortie d'un bloc de réaction (17) branché sur le bloc (12) de suppression de l'écart, relié à la commande réglable (18) du dispositif d'étirage du métier à filer (2), et la sortie du bloc (20) de remise à zéro du circuit qui est reliée à un sélecteur de temps (19) à l'accumulateur (9) et au bloc (10) de calcul du nombre de référence de cassures de fil.