用于管理具有卷绕机设备的纺织厂的电能供应的系统的制作方法

用于管理具有卷绕机设备的纺织厂的电能供应的系统
1.本发明涉及用于管理具有卷绕机设备的纺织厂的电能供应的系统，用于管理具有卷绕机设备的纺织厂的电能供应的方法，以及具有对应系统和方法的纺织厂。
2.为了生产合成丝线，由聚合物容器同时获得多根丝线，其被纺成合成丝线，随后通过卷绕机被卷绕到多个筒管上。
3.合成丝线的卷绕通过多个卷绕机进行，卷绕机所包括的筒子转台具有至少两个筒子张紧芯轴。筒子转台和筒子张紧芯轴分别具有其自己的电驱动装置。这样的卷绕机例如由ep1723064b1公开了。
4.在这样的卷绕机的工作中，最高功耗出现在所有驱动装置被同时供电之时。尤其是在接连串列设有多个卷绕机设备的纺织厂内，功耗分支可能出现多个卷绕机及其电驱动装置被同时启动、被驱动运动和和加速之时。
5.功耗峰在此情况下造成基础功耗的显著差异，因此，供电和整个供电网需要针对最高耗量来设计，其总体上需要对电网和针对定期出现的功耗的较高的投资成本。
6.因此，本发明的目的是提供一种用于管理纺织厂的电能供应的系统、一种用于管理纺织厂的电能供应的方法以及一种纺织厂，其能以经济且环保的方式运行，总体上可降低总功耗。
7.根据本发明，针对系统通过一种具有权利要求1的特征的系统实现该目的。
8.根据一个方面，提供一种用于管理具有卷绕机设备的纺织厂的电能供应的系统，其中该卷绕机设备至少包括第一卷绕机和第二卷绕机，其中第一和第二卷绕机包括两个可转动的、分别具有第一驱动马达和第二驱动马达的第一和第二筒子张紧芯轴，其特征是，第一和/或第二卷绕机的预定数量的驱动马达在预定的时间窗内以相互时间错开的方式被启动。
9.例如，电能管理系统如此控制第一卷绕机的筒子张紧芯轴的第二驱动马达，即在考虑预定的时间窗的情况下，另一台第二卷绕机的另一驱动马达未与第一卷绕机的第二驱动马达同时地被启动。时间窗在此情况下意指在时间上已建立的两个以上的事件或过程例如筒子张紧芯轴从落筒位置改变位置到卷绕位置或反之改变位置之间的长度有限的时间。在此情况下，时间窗也意指一个时期，在该时期内各自驱动装置以时间差接连被启动和供电，例如以便被加速到预定的卷绕速度。
10.这具有以下优点，因为大量驱动马达一次性同时启动而造成的负载峰未出现在纺织厂中。这样一来，总功耗被有利地降低。
11.可以在各自从属权利要求中找到该系统的有利改进方案。
12.根据用于管理电能供应的系统的一个实施例，第一和第二筒子拉紧芯轴可以在用于在筒管上卷绕丝线的第一位置与用于通过借助筒子转台驱动装置被驱动的筒子转台来落筒已满装筒管的第二位置之间被移动，各自驱动马达的功耗被监视，和/或当发生各自筒子张紧芯轴从第一位置改变位置至第二位置或相反的变位时，一个卷绕机设备的至少卷绕机的各自驱动马达在预定的时间窗相对于另一卷绕机设备的卷绕机被相互错时启动。
13.在此情况下，落筒位置意指如下的筒子张紧芯轴位置，在此包含卷绕丝线的丝线
筒子的满装筒管可以从固定不动的筒子张紧芯轴上被取下，即落筒。在满装筒管落筒之后，空筒管被安装在空的筒子张紧芯轴上且随后在筒子张紧芯轴的卷绕位置中配备有一个丝线筒子。在将丝线卷绕到筒管上的卷绕位置中，使筒子张紧芯轴以预定转速转动。
14.根据用于管理电能供应的系统的一个实施例，筒子张紧芯轴的驱动马达在第二位置中未被供电，并且当筒子张紧芯轴从第二位置被移动到第一位置时，一个卷绕机设备的卷绕机的驱动马达的加速/供电时刻相对于另一个卷绕机设备的卷绕机的驱动马达的加速/供电具有相互错时。
15.在此情况下，未供电至各自驱动马达实质上意指各自驱动马达未被供应为了以预定转速移动相关的筒子芯轴或筒子转台所需要的电力量。
16.根据用于管理电能供应的系统的一个实施例，第一驱动马达、第二驱动马达和/或筒子转台驱动装置可以通过cpu被控制，cpu将各自驱动马达设定至预定的转速并且管理在预定的时间窗内的各自驱动马达的启动、加速和减速。
17.cpu(中央处理单元)在此情况下意指(ccu＝zve)嵌入该系统中的处理器，或者用于指令执行用计算机或类计算机设备的中央计算单元。
18.根据用于管理电能供应的系统的一个实施例，各自驱动装置的功耗、功耗开始时刻、持续时间和时间结束在与时间相关的功耗曲线中被记录，各自功耗的记录通过软件、通过测量装置和/或通过软件和测量装置进行。
19.所述功耗和时间的记录和评估可以单纯基于软件来进行。软件传感器和/或合适的功耗测量仪器例如安培计或电流计可被用于所述记录。在此情况下，与时间相关的功耗曲线打算是指以图形形式的瞬间功耗的时间表示。
20.根据用于管理电能供应的系统的一个实施例，筒子转台的和/或第一或第二卷绕机的驱动装置相对于另一卷绕机设备的筒子转台的和/或第一或第二卷绕机的驱动装置被相互错时地启动，驱动装置分别在此被错时启动的时间窗包括启动的持续时间、驱动运动并加速筒子张紧芯轴的持续时间和/或停动的持续时间、使筒子张紧芯轴驱动运动并自第二位置转动到第一位置或反之转动的持续时间。
21.时间窗也可以通过电负荷的停动和/或致动来确立，例如时间窗于是也通过各自筒子张紧芯轴的、筒子转台的或压缩空气发生器的启动时刻和/或制动时刻来限定。
22.在此情况下，致动和停动分别意指电负荷例如筒子张紧芯轴的和/或筒子转台的驱动马达的供电。
23.根据本发明，该目的针对方法通过一种具有根据权利要求7的特征的方法来实现。
24.根据一个方面，提供一种用于管理具有至少一个卷绕机设备的纺织厂的电能供应的方法，其中该卷绕机设备至少包括第一卷绕机和第二卷绕机，其中第一和第二卷绕机均包括可转动的分别具有第一驱动马达和第二驱动马达的第一和第二筒子张紧芯轴，其特征是，第一和/或第二卷绕机的预定数量的驱动马达在预定的时间窗内以相互时间错开的方式被启动。
25.根据用于管理电能供应的方法的一个实施例，该方法包括以下步骤：
26.记录每个独立卷绕机设备的总功耗，
27.确定其筒子张紧芯轴处于用于将丝线卷绕在筒管上的第一位置的每个卷绕机设备的筒管的装填状态，
28.确定用于在考虑要从第二位置被加速到用于第一位置的卷绕速度的每个筒子张紧芯轴的功耗的同时将处于第二位置的筒子张紧芯轴加速到预定卷绕速度的时间窗，
29.在该时间窗内将不同的卷绕机的处于第二位置的筒子张紧芯轴错时加速到用于第一位置的卷绕速度。
30.卷绕速度意指筒子张紧芯轴为了卷绕丝线以形成丝线筒子所需要的转速。
31.根据用于管理电能供应的方法的一个实施例，该方法包括以下步骤：
32.监视筒子张紧芯轴的驱动马达的功耗，
33.检查是否已经记录所有电力负荷，
34.确定卷绕机设备的要被供电的驱动马达的数量，
35.在考虑卷绕机从第一位置定位到第二位置的持续时间时计算时间窗，
36.各自功耗的记录通过软件、通过测量装置和/或通过软件和测量装置进行。
37.方法步骤也可以按照不同的顺序进行，而不局限于以上顺序。
38.根据本发明，该目的针对纺织厂通过一种具有根据权利要求10的特征的纺织厂来实现。
39.可以在各自从属权利要求中找到本发明的有利改进方案。
40.以下将借助各不同实施例参照附图来更详细说明根据本发明的系统、根据本发明的方法和根据本发明的纺织厂。
41.图1示出具有多个卷绕机设备的用于生产并卷绕合成丝线的纺织厂的示意性布局，
42.图2示出带有和不带有牵伸设备的纺丝设备和卷绕机设备的侧视示意图，
43.图3示出卷绕机设备的卷绕机的示意图，其所具有的筒子转台包括第一和第二筒子张紧芯轴连同丝线筒子和空筒管，
44.图4和图5示出示意图，其示出筒子张紧芯轴的筒子转台从具有装填筒管连同丝线筒子的第一位置改变至用于落筒满装筒管的第二位置，
45.图6至图8示出如图3至图5所示的具有筒子转台和第一和第二筒子张紧芯轴的卷绕机的与时间相关的耗电，
46.图9示出具有筒子转台和筒子张紧芯轴的多个卷绕机的与时间相关的功耗，
47.图10示出与时间相关的多个卷绕机的功耗，该功耗通过根据本发明的方法和系统来管理，
48.图11示出本发明的用于管理多个卷绕机的功耗的方法的示意性框图。
49.图1示出用于生产合成丝线f的纺织厂1的示意性布局图。纺织厂1包括熔体产生设备2、熔体分配器3、纺丝设备4和一个卷绕机设备8或多个卷绕机设备8。
50.熔体产生设备2例如可以是挤出机，其形成用于生产合成丝线f的纺丝熔体的颗粒。
51.熔体产生设备2也可以是缩聚设备，其形成由不同的化学组成构成的合成丝线所需要的聚合物熔体。
52.熔体产生设备2与熔体分配器3相邻，其例如相应地包括管线和冷却装置或熔体处理装置以供应熔体至纺丝设备4。
53.图2示意性示出纺丝设备4的侧视图。
54.纺丝设备4由合成熔体生成合成丝线f，合成丝线可以通过该卷绕机设备8或多个卷绕机设备8被卷绕到筒管20上。
55.卷绕机设备8可以包括多个卷绕机8.1、8.2、8.3
…
8.4，其中n是自然数并代表所设卷绕机的数量。卷绕机可以彼此相邻地成行l1、l2-ln排列，并且以足够间距a1、a2、a3、an接连布置。间距a分别被选择为由足够空间用于取出满装筒管20’和送上空筒管20。
56.图2所示的纺丝设备4包括纺丝单元40，其具有嘴组件5、导丝器7和长丝冷却器6，借此可以由许多长丝生产合成丝线f。图2还示意性示出轮式牵伸设备10，其相对于纺丝设备4错开布置并且可以可选地设置用于丝线f的全牵伸或部分牵伸。
57.丝线f接着通过卷绕机设备8的卷绕机8.1被卷绕到纸质或塑料筒管20上。
58.卷绕机设备8的卷绕机8.1、8.2
…
8.n的实施例在图3中被更具体示出。卷绕机设备8不局限于图3所示的实施例。
59.每个卷绕机8.1、8.2
…
8.n包括可转动的第一筒子张紧芯轴24和第二筒子张紧芯轴25连带其自身的电驱动装置m1、m2。为了定位在第一卷绕位置w1和第二落筒位置d2之间，筒子张紧芯轴24、25通过筒子转台200的转盘21可转动地安装。
60.如图3所示，筒子转台200包括转盘21。转盘21具有电子驱动装置msk。通过驱动装置msk，转盘可以绕轴线ask被转动以便能够将筒子张紧芯轴24、25从卷绕位置w1运动到落筒位置d2或反之。位置w1和d2在图4和图5中针对筒子张紧芯轴24和25被示意性示出。
61.多个筒管20、20’分别被牢固张紧在第一筒子张紧芯轴24和第二筒子张紧芯轴25上。在卷绕位置w1中，筒子张紧芯轴24、25以预定的卷绕速度工作以便叼住和卷绕合成丝线f。
62.在图3中，第一筒子张紧芯轴24处于用于落筒在筒管20’上的满卷筒子100如交叉卷绕筒子的落筒位置。
63.第二筒子张紧芯轴25配备有多个空筒管20以便分别卷绕多根丝线f到空筒管20上。
64.为了在筒管20上的筒子100的改善和紧密卷装，设有摩擦辊23连同其自身电驱动装置mf1和横动装置19连同横动导丝器22及其自身的电驱动装置mc1。通过横动装置19和横动导丝器22，丝线f可根据横动三角300被卷绕到各自筒管20上以形成交叉卷绕筒子100。
65.图3示意性示出仅一个横动装置19。通常，多个横动装置19连同对应的横动导丝器设置用于相同数量的筒管20或丝线。
66.横动装置19可以依据所需的筒子速度和所需的筒子卷绕质量包括例如转子、特别是双转子、转置件、带有槽辊的丝线反向杆和/或皮带驱动的转置件。图3示出丝线反向杆横动装置连同横动导丝器22及其自身驱动装置mc1。导丝器22通过在丝线反向杆内的螺旋卷绕槽在所示横动三角300内被来回引导。
67.还可以从图3中看到，每个筒子张紧芯轴24、25包括其自己的电驱动装置m1、m2，其可以通过通信线50、51被控制。每个驱动装置m1、m2独立加速各自筒子张紧芯轴至所需转速，使得例如合成丝线f能以充分的速度被卷绕到各自筒管20上。
68.图4和图5示意性示出第一筒子张紧芯轴24连带卷绕有丝线的筒管20’从图4所示的卷绕位置w1移动到如图5所示的落筒位置d2的方式。
69.带有满装筒管20’的筒子张紧芯轴24从卷绕转速被制动至零转速，带有空筒管20
的筒子张紧芯轴25被加速到卷绕速度，转盘21的电驱动装置msk同时将第一筒子张紧芯轴24移动到落筒位置并将带有空筒管20的筒子张紧芯轴25移动到卷绕位置w1。在此情况下，分别供电至对应的驱动装置m1、m2、msk。
70.图6a、图6b和图7分别在与时间相关的功耗曲线图中示出具有筒子转台、第一和第二筒子张紧芯轴24、25和相关的电驱动装置m1、m2和msk的卷绕机8.1的电功耗以及供电的开始t_start和结束t_end。
71.图6a示意性示出从卷绕位置w1被制动至落筒位置d2的第一筒子张紧芯轴24的电功耗。如可从中看到地，驱动装置m1可被恒定供电p1以驱动筒子张紧芯轴，于是供电被减少并且其功耗也减少，直到筒子张紧芯轴在时刻t_end对于落筒位置完全静止。
72.图6b示意性示出从落筒位置d2被加速到卷绕位置w1的第二筒子张紧芯轴25的电功耗。在t_start时，驱动装置m2被供电。功耗一直增大至驱动装置m2被加速到卷绕速度，并且基本保持恒定。
73.图7示出筒子转台200的驱动装置msk的功耗的开始t_start和结束t_end。就是说，为了转动筒子板并将筒子张紧芯轴24、25的位置从卷绕位置w1改变至落筒位置d2或相反变位，功耗增大且随后由降低。
74.图8示出第一和第二驱动马达m1、m2连带图6a、图6b和图7的筒子转台的驱动装置msk的总功耗。驱动装置m2尤其同时启动以将筒子张紧芯轴加速到卷绕速度和筒子张紧芯轴24、25从卷绕位置转动到落筒位置造成电压消耗峰p。
75.图9以与时间相关的功耗曲线图示出当全部的卷绕机和筒子转台被同时运行以移动筒子张紧芯轴连同满装的筒管20’至落筒位置d”并移动筒子张紧芯轴连同空筒管20至卷绕位置w1并加速其至卷绕速度时的多个卷绕机8.1、8.2、8.3和8.4的最大功耗pmax。如可从其中看到地，因为同时开始，故总体上存在更高的功耗pmax，这是因为功耗峰150、151、153、154同时发生。
76.图10以与时间相关的功耗曲线图示出多个卷绕机设备8的针对根据本发明的用于管理电能供应的系统和方法运行的卷绕机8.1、8.2、8.3、8.4的功耗。
77.可以从中看到独立卷绕机8.1、8.2、8.3、8.4的功耗峰180、181、182、183在预定的时间窗内错开，使得各自功耗峰180、181、182、183没有重叠布置，而是相邻布置，因此可以相比于图9的总功耗pmax降低总功耗pmax-new。这是通过并非同时而是相互错时运行的独立驱动装置m1、m2、msk做到的。尤其是从零转速被加速到卷绕速度的一个卷绕机8.1的处于落筒位置d2的筒子张紧芯轴24、25的驱动装置m1、m2相对于已被加速到卷绕速度但仍处于落筒位置的另一卷绕机8.2的筒子张紧芯轴的驱动装置被错时启动。
78.时间窗可以是恒定持续时间或设计成对每个卷绕机可改变。
79.在筒管20’装满丝线之前，处于落筒位置d2的带有空筒管20的筒子张紧芯轴的驱动装置可被加速到预定转速，一个卷绕机的带有空筒管20的筒子张紧芯轴的驱动装置相对于另一卷绕机的带有空筒管20的另一筒子张紧芯轴的驱动装置被错时启动。
80.根据用于管理纺织厂1的电能供应的方法，第一和/或第二卷绕机8.1、8.2的预定数量的驱动装置m1、m2、msk被相互错时地启动。
81.图11示出用于管理电能供应的方法的一个实施例的示意性框图。
82.在步骤s100中，每个独立卷绕机8、8.1、8.2、8.3的总功耗、尤其是每个驱动装置的
功耗被记录。在步骤s101中，检查是否各自卷绕机的所有电流负荷、在此是驱动装置m1、m2、msk已经被记录。如果是，则进至步骤s200。步骤s101是可选的。
83.在步骤s200中，处于卷绕位置w1的每个筒子张紧芯轴的筒管20’的装填状态被确定。这样一来，可以确立第二筒子张紧芯轴在此可被加速到预定卷绕速度的时间窗的起点。优选地，所述起点被计算，因此没有因在落筒位置中的多个卷绕机8.1、8.2
…
8.n的同时加速而出现重叠或电压峰。
84.在步骤s201中，检查是否该记录已针对所有的卷绕机进行。此步骤是可选的。
85.在步骤s300中，时间窗的结束被确定，并且带有空筒管20的第二筒子张紧芯轴在此可被加速到卷绕速度的其持续时间被计算。时间窗的持续时间例如可以在考虑卷绕机从第一位置w1定位到第二位置d2的持续时间的情况下被计算。该时间窗的持续时间也可以包括启动的持续时间、驱动运动并加速筒子张紧芯轴的持续时间和/或停动的持续时间、驱动运动并使筒子张紧芯轴从第二位置d2转动到第一位置w1或相反转动的持续时间。
86.在步骤s400中，处于落筒位置d2的筒子张紧芯轴相对于处于落筒位置d2的另一筒子张紧芯轴错时地被接连加速到驱动速度。
87.在步骤s500中，该方法从步骤s100起被重复并且可再次执行，直到全部的待控制的卷绕机设备8已得到管理。
88.附图标记列表
[0089]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纺织厂
[0090]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔体产生设备
[0091]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
熔体分配器
[0092]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纺丝设备
[0093]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
嘴组件
[0094]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
长丝冷却器
[0095]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
导丝器
[0096]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
卷绕机设备
[0097]
8.1,8.2
…
8.n 卷绕机
[0098]
10
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
牵伸设备
[0099]
19
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
横动装置
[0100]
20
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
筒管
[0101]
20
‘ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
带有丝线筒子的筒管
[0102]
21
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
转盘
[0103]
22
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
横动导丝器
[0104]
23
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
摩擦辊
[0105]
24,25
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一筒子张紧芯轴，第二筒子张紧芯轴
[0106]
40
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
纺丝单元
[0107]
50,51
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
通信线
[0108]
100
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
交叉卷绕筒子
[0109]
150,151,152
ꢀꢀ
功耗峰
[0110]
180,181,182
ꢀꢀ
功耗峰
[0111]
200
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
筒子头，筒子转台
[0112]
300
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
横动三角
[0113]fꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
丝线
[0114]
d2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
落筒位置，第二位置
[0115]
m1,m2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
第一、第二筒子张紧芯轴的驱动马达
[0116]
msk
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
筒子转台驱动装置
[0117]
w1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
卷绕位置，第一位置