KR910008045B1

KR910008045B1 - 직기의 최적 제어방법

Info

Publication number: KR910008045B1
Application number: KR1019890003181A
Authority: KR
Inventors: 츠노무 사이넨
Original assignee: 쯔다고마 고오교오 가부시끼가이샤; 고시바 헤이지
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1989-03-15
Publication date: 1991-10-07
Also published as: US5034897A; KR890014804A; EP0333155A3; EP0333155A2

Abstract

내용 없음.

Description

직기의 최적 제어방법

제1도는 제1발명에서의 최적 제어의 제어 과정의 순서 설명도.

제2도는 본 발명의 직기제어장치의 블록선도.

제3도는 본 발명의 최적 제어용의 집중제어방식의 블록선도.

제4도는 본 발명의 회전제어의 블록선도.

제5도는 본 발명의 압력제어의 블록선도.

제6도는 본 발명의 최적제어 과정의 플로우 챠트도.

제7도는 본 발명에서 회전수 및 압력값에 이익평가 함수의 변화의 설명도.

제8도는 본 발명의 최적제어 상태의 모델 그래프.

제9도는 본 발명의 제어계의 블록선도.

제10도는 제2발명의 직기 회전수의 최적 제어방법의 플로우 챠트도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 직기제어장치 2 : CPU

3 : RAM 4 : ROM

5 : 키이보오드 6 : 입력포트

7 : 출력포트 8 : 버스

9 : 측정수단 10 : 호우스트 컴퓨터

11 : 통신제어부 12 : 통신회선

13 : 직기 14 : 통신제어부

15 : 컴퓨터 16 : 등급률 검사장 컴퓨터

17 : 외부 기억부 18 : 표시부

19 : 키이 보오드 20 : 제어용 컴퓨터

21 : 통신수단 22 : 설정조건 변경수단

13 : 인버어터 24 : 원동모우터

25 : 입력수단 26 : 회전수제어부

27 : 주축 28 : 샤프트 엔코오더

29 : 제어용 전원 30 : 전력계

31 : 전원 32 : 픽크 카운터

33 : 압력원 34 : 유량계

35 : 압력조정밸브 36 : 압력조정밸브

37 : 전자밸브 38 : 전자밸브

39 : 매인노즐 40 : 서브노즐

41 : 압력제어부 44 : 타이밍 제어부

45 : 측장저류장치 46 : 걸어멈춤핀

47 : 플랜저 51 : 최적 콘트롤러

52 : 입력 유니트 53 : 회전제어부

54 : 인버어터 55 : 원동 모우터

56 : 주축 57 : 직기 콘트롤러

58 : 가동 모니터 59 : 표시 모니터

60 : 브레이크 61 : 타이밍 제어부

63 : 압력원 64 : 배관로

65 : 압력조정밸브 66 : 압력조정밸브

67,68 : 개폐밸브 69 : 메인노즐

70 : 서브노즐 71 : 회전 검출기

72 : 위사 73 : 경사

74 : 개구 75 : 급사체

76 : 측장저류장치 77 : 걸어멈춤핀

78 : 솔레노이드 q : 반(反)률

B : 픽크당 이익 P : 생산 픽그 수

u : 픽크당 코스트 s : 픽크당 판매가격

n : 회전수 η : 가동율

Y : 재료비 p : 분사압력

a : 에어 소비량 K : 환산계수

W : 1분당의 순소비동력 E : 전기요금

C : 에너지 코스트 b : 이익(이익평가함수)

Wi : 중량계수 △N : 회전수 증가분

△p : 입력증가분 n₁, n₂, n₃: 목표회전수

STD : 기준치 PPM : 1분당의 픽크 수

△ : 조정량 Eff : 가동률

Max PPM : 최대 픽크 수 S/cmpx : 정지횟수

n : 회전수 NO.of picks : 합계 픽크수

STD picks : 기준 픽크 수

본 발명은, 제직중에 직기름 최대 이익의 상태로 제어하는 최적 제어 방법에 관한 것이다.

본 출원인은, 일본국 특개소 61-239057호의 발명에서 직기의 최적 제어(最適制御)의 1예를 개시하고 있다.

그 제어는, 직기의 자동률를 최우선으로 한 최적 제어(最適制御)로서, 최종적인 총합이익에 대하여 일체 고려되고 있지 않다.

이로 인하여, 가동률의 최적제어 과정에서, 가동률이 높아지는 방향으로 임의적으로 제어되는 결과, 다른 측면에서 직물의 품질이 저하한다거나, 또는 제직과정에서의 소비 에너지가 극단적으로 높게되는 등으로, 전체적으로 이익이 저하되는 것도 고려된다.

이러한 다른 항목으로서, 직물의 품질 정보나 제직과정에서의 소비에너지 등도 고려하지 않으면 안된다.

한편, 직포공장에 있어서, 직공이 담당하는 댓수는, 타임 스터디 등으로써 작업시간의 내용을 분석하여 결정되고 있다.

또한, 직기 1대 마다의 가동률은 다른 직기의 가동률의 영향을 받는다.

예를 들면, 어떤 직기의 정지회수(s/cmpx)에는 이상 있으나, 다른직기의 가동률이 때마침 양호함으로 작업자가 여유가 있기 때문에, 정지된 직기를 적시에 수리하여 재기동시킬 수가 있어 그 직기의 가동률이 양호한 경우가 있다.

또한, 어떤 직기의 정지회수(s/cmpx)가 이상이 있는 경우에, 직공이 그 직기에 매달려서 수리함으로 인하여 그 직기의 가동률은 상승시킬 수가 있으나, 다른 직기의 가동률을 나쁘게 하는 경우도 있다.

따라서, 상기 일본국 특개소 61-239057호에서와 같이, 직기의 회전수를 높여가는 결정요인으로서의 가동률만 기준으로 하면, 상태가 나빠서 회전수를 상승시키기에 부적당한 직기라도 회전수를 상승시켜 버린다거나, 또한 다른 직기의 가동률을 저하시키는 등의 결과적으로 전체의 가동률을 저하시키는 위험성이 있다.

또한, 직기의 회전수가 높아지면, 직기의 정지횟수가 증가하여, 직물의 물질이 저하한다거나, 또는 직기의 구동원의 소비에너지가 극단적으로 증가하는 등의 발생요인이 있다.

이로써, 직기의 회전수를 높이는 경우에, 가동률만을 결정요인으로 하지 않고, 직기의 정지횟수, 직물의 품질정보, 소비에너지도 고려하여 직기의 회전수를 높이기 위한 제어를 하여야 한다.

따라서, 본 발명의 제1 목적은, 직포공장의 이익에 관여하는 직기의 가동률 이외의, 직물의 품질정보 및 제직과정에서의 소비에너지 등의 제어결과의 항목을 포함하여 직기를 최적 상태로 제어하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적에 의한 본 제1 발명은, 제어결과로서의 직물의 품질 정보, 직물의 생산량을 나타내는 생산픽크(peack)수 또는 직기의 가동률, 및 제직과정에서의 에너지등 직포공장의 이익에 관여하는 항목을 포함하여 이익평가함수를 정하고, 이 함수값을 좌우하는 변수의 가운데 제어가능한 변수의 제어요소를 조작대상으로하여, 제직중에, 이익평가 함수의 값을 최대로 되게, 직기의 회전수만, 또는 위입용 유체의 분사압력만, 또는 직기의 위입용 유체의 분사압력과의 조합의 쌍방을 제직중에 제어하도록 하고 있다.

그리고, 이와 같은 최적 제어는, 집중제어방식하에서, 호우스트 컴퓨터의 프로그램에 의해, 또는 각각의 직기제어장치의 제어프로그램에 기초하여 실행된다.

본 제1발명의 최적 제어방법은, 이익평가 함수에 따라서 평가된다. 이 이익평가 함수는, 이하에서와 같이하여 산출된다. 일반적으로, 생산공장의 이익은, 다음의 식으로 나타난다.

이익=판매량X(판매가-단위당 코스트)-고정비용 그러나, 직포공장에서 관리가능한 항목은, 직물의 품질정보(제1등급률), 직기의 가동률(단위 시간당의 제직 픽크수) 및 소비에너지(전력소비량 및 위입용 에어 소비량)이다.

저품질의 직물, 소위 품질이 떨어진 부분은, 판매할 수가 없기 때문에, 제1등급률을(q)라 하고, 단위 픽크당의 값을 사용하여 표현하면, 상기의 식은, 아래와 같이 고쳐진다.

B=qp(s-u)-(1-q)pu

=qps-pu

B : 픽크당 이익

P : 생산 픽크수

U : 픽크당 코스트

S : 픽크당 판매가격

단, 여기에서는 관리가능한 항목만이 이용되고 있고, 생산설계에서 직접 변경할 수 없는 고정비용 재료비, 전기요금, 픽크당의 판매가격, 인건비등)은 제외되었다.

또한, 단위시간, 예를 들어 1분당의 이익 (b)은, 직기의 회전수를 n[픽크/분], 직기의 가동률을 η으로 하여 p=η·n에서 아래의 식으로 표현된다.

b=qηns-ηnu

여기서, 간단하게 하기 위하여 픽크당의 코스트(u)의 내용을 재료비와 소비에너지의 코스트만으로 하여 기타의 것을 무시한다. 재료비로서, 경사 위사만을 고려하면, 목적의 직물이 결정되면, 픽크당의 재료비(Y)는 판명된다.

또한, 소비에너지로서, 실제로 직기를 동작시키기 위한 전력 소비와 위입의 공기 소비를 고려한다. 경험적으로는, 회전수(n), 가동률(η)이 같으면, 위입용 유체의 분사압력(p)의 함수인 에어소비량(a)은, 소비전력으로 환산할 수 있고, 환산계수(K)를 이용하면, 다음과 같이 표현된다.

e= W+K·a

e=1분당의 합계소비 전력

W=1분당의 순수소비 동력

1분당의 전기요금을 E[원/KW]로 하면, 1픽크당의 에너지 코스트(C)는, 직기정지중의 손실을 무시하면, 하기와 같이 표현된다.

C=(W+Ka)E/ηn

u=Y+(W+Ka)E/ηn

따라서, 단위 시간당의 이익(b)은, 하기와 같이 고쳐진다.

b=qηns-ηnY-(w+Ka)E

ηn(qS-Y)-(W+Ka)E

p(qS-Y)-(W+Ka)E

본 제1발명은, 상기 단위 시간당의 이익(b)을 이익평가 함수로 하여, 그 값이 최대가 되도록, 직기의 회전(n) 또는 위입용 유체의 분사압력(p)을 제직중에 변화시킨다. 여기에서, 픽크당 판매가격(S), 픽크당의 재료비(Y), 환산계수 (K) 및 1분당의 전기요금(E)은, 직물의 종류나 직포공장에 따라서 결정되는 값으로서, 공장관리자가 경험을 기초로 입력하여야 할 변수이다.

한편, 1분당의 순수 소비동력(W)이나 에어 소비량(a)은, 제어대상의 직기에 전력계, 유량계등의 센서를 붙임고정하면 용이하게 할 수 있는 량이다.

또한, 직물의 생산량을 나타내는 생산 픽크수(p)는, 직기 주축의 회전신호를 픽크 카운터 등의 계측기로서 계수하여 구할 수 있다. 또한, 이 생산 픽크수(p)는, 직기의 운전상태를 모니터링하여 구하여지는 직기의 가동률(η)에 대용할 수가 있다. 또한, 제1등급률(q)은, 예를 들면 일본국 특개소 60-185846호의 발명과 같이, 직기에 기기위의 등급률 검사장치를 접속하여, 그 데이터를 구하던가, 또는 등급률 검사장에서의 등급률 검사결과를 피이드백 하던가, 또한 직기 위에서 작업자등이 결점을 발견하여, 키이 보오드로서 입력하여도 좋다.

여기서, 등급률 검사장에서의 등급률 검사결과를 피이드백 하는 경우에는, 제1등급률(q)의 값 그것을 구할 수도 있지만 미리 일정길이당의 벌점의 한계 값(Q)을 입력하여두고, 이것에 기초하여 제1등급률, 제2등급률 등의 등급의 매김을 행하면 좋다.

또한, 작업자등이 결점을 발견하여 입력하는 경우에는, 결점에 대응하는 점수 그것을 입력하여도 좋으며, 결점의 종류만을 입력하고, 이미 기억되어 있는 테이블을 참조하여, 점수를 자동적으로 기입하도록 하여도 좋다.

이익 평가함수(b)는, 기본적으로는 상기와 같지만, 상기의 식의 일부를 변형하던가, 또는 더욱 일반화하여, Y=ΣWi·Xi(ΣWi=1)라 하는 선형함수를 구하고, Xi로서는 생산픽크수(P) 또는 직기의 가동률(η), 직물의 품질정보(제1등급률(q)), 소비에너지 코스트(C)등, 상기에서 고려되어진 바와 같은 항목을 채용하고, 그들에 대한 중량계수(Wi)를 각 공장마다 고유의 값으로 하여 설정하도록 하여도 좋다.

이와 같이, 중량판단의 개념을 이용함으로써, 직물의 품질정보, 직기의 가동률, 또한 제직과정에서의 소비에너지의 항목의 중요도를 변경하면서 당해 공장에 적합한 상태로서 이용할 수가 있다.

그러나, 이 경우에, 중량계수(Wi)가 구체적인 의미를 갖지 않고, 추상적으로 경험적인 수치로 되기 때문에, 각각의 직기에 대하여 반드시 최적의 제어가 이루어지지 않으면 위험성이 있다.

반대로, 상기 이익평가 함수의 산출에 있어서, 상기에서 무시한 항목등을 추가하여, 보다 현실의 직포 공장에 적용시킬 수도 있다.

상기 이외의 항목으로서, 예를들면 제2등급률등이 고려된다.

본 제1발명에서는, 직기의 최적 제어에 있어, 직기의 가동률 이외의, 직물의 품질정보나, 제직과정에서의 소비에너지의 항목도 넣어서, 그에 따라서 이익평가 함수가 최대의 값으로 되도록, 제어가 자동적으로 행하여지기 때문에, 직기전체로서의 이익에 대하여 가장 양호한 상태로서의 제어가 가능하게 된다.

다음에, 본 발명의 제2목적은, 제어대상의 직기의 가동 상태에서 여유가 있고, 또한 그밖의 피라미터(para meter), 즉 작업자의 작업시간의 여유정도, 직물의 품질정보 및 직기의 구동원의 소비에너지 가운데 적어도 어느 하나의 파라미터가 기준값을 만족하는 경우에 한하여, 당해 직기의 회전수를 자동적으로 상승시켜주므로, 직포의 생산량을 높이는 것이다.

상기 목적에 의한, 본 제2발명은, 제어대상의 직기의 가동상태에서 여유가 있을 때에, 당해 직기의 회전수를 자동적으로 상승시키어 직포의 생산량을 상승시키도록 한 제어방법에 있어서, 작업자의 여유정도를 나타내는 단위 시간 또는 단위 픽크수당의 직기의 정지 횟수, 직물의 품질정보, 및 직기의 구동원의 소비에너지 가운데 적어도 어느 하나를 제어 파라미터로 하여 이용하고, 실제의 제어과정에서, 이 제어파라미터의 값이 기준값을 넘었을 때에, 직기의 회전수를 상승시키는 제어를 중단하도록 하고 있다.

그리고, 이와 같은 최적제어는, 각 직기의 제어계로써 독립하여 행할 수 있을 뿐만 아니라, 집중제어용 컴퓨터로써 각각의 직기마다에 실시간(read time)의 상태에서 실행된다.

또한, 작업자의 여유정도는, 각 작업자가 갖는 직기의 댓수 범위에서, 이 직기그룹의 정지 횟수에 따라서 예측할 수 있다.

본 제2발명에서는, 직기의 가동상태에서 여유가 있을 때, 더욱 단위당의 정지회수, 직물의 품질정보, 원동모우터의 소비에너지 가운데 적어도 어느 하나의 제어파라미터가 기준값내에 있을때에만, 직기의 회전수가 높아지는 방향으로 제어되기 때문에, 제어파라미터의 내용에 따라서, 그들이 악화하지 않는 상태에서, 직기의 회전수가 가급적 높아져, 직물의 생산량이 증가한다.

[제1실시예]

이 제1실시예는, 본 제1발명의 구체적인 예이다.

실제의 제어에 대하여는, 경험값등으로서 우선 가정의 회전수(n)나 위입용 유체의 분사압력(p)을 결정하고, 그들의 값으로서 각 직기의 가동을 개시시킨다.

이 경우에, 예를 들면 일본국 특개소 61-239057호의 발명에 나타낸 바와 같은 방법 및 장치를 이용함으로서, 과거의 축적 데이터에서 제작의 직물 사양의 운전에 필요한 표준설정값을 구할 수가 있다.

그리고, 일정의 시간이 경과한 후에, 품질정보로서 제1등급률(q), 가동률(η), 소비에너지로서 에너지 코스트(C)등의 데이터가 수집되어진 후에, 이익평가 함수(b)의 값을 계산하고, 다음에 회전수(n) 또는 분사 압력(p) 또는 양자를 동시에 일정폭의 회전수 증가분(△N),압력증가분(△p) 만큼 올려서, 또는 내려서 직기를 가동시킨다.

여기에서, 직기 1대 마다의 데이터로서는, 데이터의 신뢰도가 낮기 때문에, 집중제어용 호우스트 컴퓨터 등을 사용하여, 동일직물 전체에 대하여 처리한 방법이, 데이터의 수집능률이나 신뢰성의 향상 관점에서 유리하다.

또한, 회전수(n)나 분사압력(p)을 변화시키기 위하여는, 호우스트 컴퓨터에서 통신라인을 통하여 각 직기마다 그것들의 목표값을 송신하고, 직기 제어장치쪽에서 수신한 목표값에 따라서, 인버터의 출력주파수를 제어하여, 전동 모우터의 회전수를 변경하고, 또한 압력조정밸브를 구동시키어, 적당한 압력값을 부여한다.

여기에서, 위입조건등은, 회전수(n)에 대응하여, 자동 수정되도록 하는 것이 바람직하지만, 그러하지 않는 경우에는, 마찬가지로, 일본국 특개소 61-239057호에 나타낸 방법에서, 필요한 조건을 연산으로서 구하고, 그에 따라 변경하여도 좋다.

체적제어의 실행과정에서, 몇 회든 이익평가 함수(b)의 값이 연산에 의해 구하여지고, 그 변화에 의하여, 제어의 경향이나 동적 특성을 알 수 있기 때문에, 이 경향이나 특성에 기초하여 필요한 최적 제어의 방향판단이 가능하게 된다.

이상의 최적제어의 과정에서, 최적제어의 설정에 긴 시간이 필요하게 될 때에, 예를 들면 등급률 검사결과를 피이드백 한때에, 품질상의 문제 등으로, 제직을 계속할 수 없는 상황이 발생하는 것도 고려된다.

이 경우에는, 필요에 따라서 관리자가 컴퓨터로 평가중지의 지령을 내리도록 하여두면 좋다.

또는, 그것까지의 이익평가 함수의 최대값을 부여한 회전수의 근방에서, 보다 적은 회전수 변동폭으로 재평가를 개시하도록 지시하여도 좋다.

또한, 동일한 이유로, 이익평가함(b)의 하한값 또는 각 항목의 한계값을 설정할 수 있도록 하여, 그들을 초과한 경우에는, 같은 방향으로의 회전수의 변경을 행하지 않도록 하는 방법이 제어의 낭비를 회피하는 관점에서 유리하다.

이것은, 직기마다 불균형을 고려하여, 각각의 직기마다 대응하여도 좋으며, 이에 따라서 각각의 직기고유의 생산관리가 가능하게 된다.

또한, 호우스트 컴퓨터를 사용하여 집중제어를 행할 경우에, 다음의 2가지가 고려된다. (1) 이익평가 함수(b)의 값의 계산으로부터 회전수(n)나 위입유체의 분사압력(p)의 지시까지의 모두를 호우스트 컴퓨터에서 행한다. (2) 제어개시에 대하여의 표준설정값이나, 이익평가 함수(b)의 값중에서 재료비, 전기요금 등의 공장관리자가 입력해야할 변수만을 제어대상의 직기에 송신하고, 실제의 평가제어 싸이클은, 각 직기의 제어장치의 마이크로 컴퓨터의 기능 등을 이용하여 행한다.

제1도는, 본 제1발명에 기초하고 이익평가 함수를 이용하여 직기를 제어하는 경우의 일련의 순서를 기능블록으로서 나타내고 있다. 같은 도면에 있어서, 제어대상의 직기로부터 직물의 품질정보, 직기의 가동률 및 제직과정에서의 소비 에너지의 각 제어결과가 입력된다.

이 제어결과로 부터 이익평가 함수(b)의 값이 필요에 따라서 중량값으로 된 조건에서 계산된다.

그리고, 구하여진 이익평가 함수(b)의 값은, 기억되어 있는 과거의 데이터와 비교되고, 그 판단결과에 기초하여, 이익평가 함수(b)의 값을 최대로 되게 조작대상으로서 직기의 회전수(n)만, 또는 위입용 유체의 분사압력(p)만, 또는 직기의 회전수(n) 및 위입용 유체의 분사압력(p)을 변경하여 지시한다.

이에 기초하여, 그외의 유체분사 타이밍, 경사장력 등의 제어조건이 보정되어, 직기 제어장치에 제어데이터로서 입력된다.

이후에, 직기 제어장치는, 새로운 제어데이터에 기초하여 직기의 제어를 행하여, 최적상태로 접근하여 간다.

다음에, 제2도는 본 제1발명의 최적방법을 각각의 직기 제어장치(1)로서 실행하는 예이다.

직기 제어장치(1)는, 마이크로 컴퓨터에 의하여 조립되어 있고, CPU(2), RAM(3), ROM(4), 키이보오드(5), 입력포트(6) 및 출력포트(7)로서 구성되어 있으며, 이들은 서로 버스(8)에 의해 접속되어 있다.

CPU(2)는, 본 발명의 최적제어에 기초한 프로그램을 실행하기 위하여, 입력포트(6)로부터 생산 픽크수(P), 소비전력(W), 및 에어 소비량(a)의 데이터를 구하고, 이것에 기초하여 이익평가 함수(b)의 값을 산출하고, 상기 제1도의 제어순서에 기초하여, 제어대상의 직기(13)에, 최적제어를 위한 회전수(n) 및 위입용 유체의 분사압력(P)을 설정하여 간다.

또한, 데이터를 구하기 위한 측정수단(9)은, 제4도 및 제5도에서 기술한다.

다음에, 제3도는 본 제1발명의 최적제어를 집중제어로서 행하는 예를 나타내고 있다.

집중제어용의 호우스트 컴퓨터(10)는, 통신제어부(11), 통신회선(12)을 통하여, 각각의 직기(13)에 접속되어 있고, 또한 통신제어부(14)를 통하여 다른 컴퓨터(15) 및 등급율 검사장 컴퓨터(16)에 접속되어 있는 이외에, 외부 기억부(17), 표시부(18), 키이보오드(19)에도 접속되어 있다.

여기에서, 호우스트 컴퓨터(10)는, 최적제어를 실행하는 과정에서, 동일직물 사양의 직기(13)은 그룹으로부터 제어결과를 입력하고, 필요에 따라서 중량계수(Wi)를 구하여서, 이익평가 함수(b)의 값을 계산하며, 외부기억부(17)로 부터의 과거의 기억 데어터와 비교하면서, 최적제어의 방향을 판단하고, 통신제어부(11), 통신회선(12)을 개재하여, 각각의 직기(13)에 보낸다.

또한, 이익평가 함수(b)의 값이나 중량계수(Wi), 과거의 기억데이터 등은 표시부(18)에 의하여 필요에 따라 표시된다.

각각의 직기 제어장치(1)는, 예를들면 제어용 컴퓨터(20)로서 조립되어 있고, 통신수단(21)으로부터 회전수(n)나 위입용 유체의 분사압력(P)의 데이터를 구하고, 그밖의 제어조건을 보정하면서, 설정조건 변경수단(22)을 보정하여, 분사압력(P) 등을 조정함과 동시에, 인버어터(23)로써 출력주파수를 변화시키므로써, 직기(13)의 원통 모우터(24)의 회전수(n)를 제어한다.

그리고 제직중에, 직기의 실제의 가동상태의 데이터는, 입력수단(25) 및 제어용 컴퓨터(20)로써 읽어 넣어져 통신수단(21)을 통하여 호우스트 컴퓨터(1)로 보내어진다.

여기서, 호우스트 컴퓨터(10)는, 재차 이익평가 함수(b)의 값을 연산에 의하여 구하여, 최적제어 방향 판단을 행하고, 다시 직기(13)의 회전수(n)나 위입용 유체의 분사압력(P)을 최적값에 가까운 쪽에 필요한 양만큼 변화시키어, 그 변화량을 다시 직기 제어장치에 보내어 넣는다.

이와 같이하여, 호우스트 컴퓨터(10) 및 직기 제어장치(1)는, 제직과정에서, 이익평가 함수(b)의 값을 여러번 구하므로 써, 최적제어의 방향판단을 행하고, 최종적으로 이익평가함수(b)의 값을 최대값으로 되도록 제어조건을 결정하여 간다.

다음에, 제4도는, 본 제1발명에서의 제직장 데이터(생산 픽크수 P) 및 소비전력(e)의 데이터를 구하는 예를 나타내고 있다.

회전수(n)의 지시는, 인버어터(23)의 회전수 제어부(26)에 가하여 진다.

한편, 전원(31)은, 전력계(30)를 통하여, 인버어터(23)에 공급되는 이외에, 제어용 전원(29)에도 공급된다.

그리고, 소비전력(e)의 데이터는, 이 전력계(30)로부터 입력수단(25)을 통하여 읽어 넣어진다.

또한, 원동 모우터(24)의 회전은, 주축(27)에 연결된 샤프트 엔코오더(28)에 의하여 검출되어, 회전수 제어부(26)에 궤한 신호로부터 가해지는 외에, 픽크 카운터(32)로써 계수(計數)되어, 제직장치의 데이터로써 입력수단(25)에 들어간다.

또한, 제5도는, 본 제1발명에서의 에어소비량(a)의 데이터를 계측하는 예를 나타내고 있다.

압력원(33)으로 부터의 압력 유체는, 유량계(34)를, 통하여, 배관로에 의하여 분기되어, 압력조정밸브(35), (36), 전자밸브(37), (38)를 경유하여, 위입용의 메인노즐(39) 및 서브노즐(40)에 각각 공급된다.

이 과정에서, 에어 소비량(a)의 데이터는, 유량계(34)로부터 읽어 넣어진다.

또한, 위입용의 유체의 분사압력(P)은, 압력제어부(41)로 가하여져, 압력조정밸브(35), (36)를 조정하므로써 설정된다.

또한 회전수(n)가 변화하면 위입개시의 타이밍도 변화하기 때문에, 타이밍 제어부(44)는, 필요한 보정을 가하고, 샤프트 엔코우더(28)에서 주축(27)의 회전각(크랭크 각도)의 신호를 넣어, 전자밸브(37), (38)이외에, 측장 저류장치(45)의 걸어 멈춤핀(46)의 플랜저(47)를 제어한다.

또한, 제6도는, 본 제1발명에 있어서 회전수(n)에 대하여 일련의 제어의 구체적인 순서를 나타내고 있다.

스텝 ①로부터 스텝 ⑤까지의 사이에, 호우스트 컴퓨터(10)에 의하여, 또는 직기 제어장치(1)에 의하여, 중량계수(Wi)의 읽어넣기, 또한 회전수 증가폭(△N)의 초기설정, 또한 목표회전수 n₁=N의 설정, 제어결과의 수집, 또한 이익평가 함수값(b)의 계산이 행해진다.

다음의, 스텝 ⑥으로부터 스텝 ⑧까지의 사이에, 새로운 목표 회전수 n₂=N+△n의 설정, 새로운 제어결과의 수집이 행하여져, 2번째의 이익평가 함수값 (b₂)의 계산이 행해진다.

다음의 스텝 ⑨에서 이 이익평가 함수값(b₂)와 제1회째의 이익평가 함수(b₁)의 값과의 비교가 행해져, 그의 대소관계에 따라 각각의 프로그램이 실행된다.

이익평가 함수값(b₂)이 앞회의 이익평가 함수값(b₁)과 같거나, 또는 그것보다 클 때, 즉 제7도의 그래프(A)와 같은 제어상태에 있을 때에, 다음의 스텝 ⑩, ⑪, ⑫에서 목표회전수 n₃=N+2△N의 설정, 제어결과의 수집이 행해져, 새롭게 제3회째의 이익평가 함수값(b₃)의 계산이 행해진다.

이리하여, 이익평가 함수값(b₂)이 이익평가 함수값(b₁)에 동등하지 않으며, 또한 그것보다도 크지 않은 때, 즉 제7도의 그래프(B)의 제어상태인 때에, 스텝 ⑬에서 스텝

으로, b₃=b₂, b₂=b₁, n₃=n₂, n₂=n₁의 재설정의 후에 목표 회전수 n₁=N-△N의 설정 및 제어결과의 수집이 행해진후, 이익평가 함수값(b₃)의 계산이 행해진다.

이와 같이 하여 3개의 목표 회전수(n₁),(n₂),(n₃)에 이어, 이익평가 함수값(b₁),(b₂),(b₃)이 구해진 후에, 스텝

에서 이런 변화특성에 대하여 변화가 적은 단조(單調)증가 또는 극소치를 가진 가동인가의 판단이 행해지고, 변화가 적은 단조 증가 또는 극소치를 가진 경우에는, 스텝 18에서, b₁=b₂, b₂=b₃, n₁=n₂, n₂=n₃의 설정의 후에, 스텝 19에서 목표 회전수 n₃=n₃+△N의 설정이 행해진다.

또한, 변화가 적은 단조증가가 아니며, 또는 극소치를 갖지 않은 때에, 스텝 20에서 이들 3개의 이익평가 함수값(b₁),(b₂),(b₃)에 대하여 단조감소인 가동인가의 판단이 이루어져, 단소감소인때, b₃=b₂, b₂=b₁, n₃=n₂, n₂=n₁의 설정의 후에, 목표 회전수 n₁=n₁-△N의 설정이 행해진다.

또한, 단조감소가 아닌 변화율이 높은 경우에는, 이익평가 함수값(b₁), (b₂), (b₃)의 변화에 극소치로 되기 때문에, b₁=b₂, n₁=n₂의 설정의 후에, 회전수 증가폭의 변경을 위하여, △N=△N/2의 연산의 후에, 다시 스텝 ⑥으로 되돌아가 상기와 마찬가지의 연산을 행한다.

호우스트 컴퓨터(10) 또는 직기 제어장치(1)는, 이상의 프로그램을 반복하므로 써, 제어대상의 직기(13)마다에, 실제의 동작특성에 따라서 목표의 회전수(n)를 구하여 제어 가능한 요소를 조작하고, 최대이익을 목표로 하여, 당해 직기(13)를 최적제어 상태로 설정한다.

상기 실시예는, 회전수(n)만을 제어하는 예이지만, 이미 밝힌 바와 같이, 본 발명은, 회전수(n)이외, 위입유체의 분사압력(P)도 조작대상으로 될 수 있다.

제8도는 본 제1발명에 있어서 회전수(n)와 위입용 유체의 분사압력(P)과를 동시에 조작대상으로 한 예를 나타내고 있고, 평면상의 좌표축에 회전수(n) 및 분사압력(P)을 구하고, 또한 주직축에 이익평가 함수(b)의 값을 설정하고 있다.

최초에, 가설정과 대응하는 위치에서, 회전수(n) 및 분사 압력(P)이 설정되고, 이 근방에서 회전수 증가분(△N), 압력증가분(△P)만큼 크거나 또는 작은 조건에서, 산등법(Hill Climbing Method)이나 최대 경사법(Steepest Ascent Method)등을 응용하여, 순차극 값을 탐색한다.

회전수(n) 및 분사압력(P)에 대하여 아래표와 같이, 3개의 값이 설정된다면, 합계 9와 같은 이익평가함수(b)의 값이 구해져, 이들의 최대치가 결정된다.

제8도에서는, 이익평가 함수값(b₀)이 최적으로 되어 있다.

또한, 3개의 이익평가 함수값(b₁), (b₂), (b₃)의 증가 또는 감소의 기울기가 크기에 비례하여, 회전수 증가분(△N)의 크기를 변화시키며, 최적값은, 보다 일층 빠르게 결정될 수 있다.

이와 같이, 조작대상이 회전수(n)와 유체의 분사압력(P)과의 양쪽인때에, 최적제어는, 구체적으로는 예를 들면 다음의 2가지의 방법에 의하여 실행된다.

[제어방법 1]

스텝 ① 회전수(n)를 제어하여 최대이익에 고정시킨다.

스텝 ② 스텝 ①에서 고정시킨 회전수(n)의 이하로 분사압력(P)을 제어하고, 또한 최대이익에 고정시킨다.

[제어방법 2]

스텝 ① 가상의 회전수(n)를 회전수 증가분(△N)만큼 상승시킨다.

스텝 ② 스텝 ①의 회전수(n₁)의 이하에서, 분사압력(P)을 제어하여, 최대이익에 고정시킨다.→이익평가 함수값(b₁)

스텝 ③ 회전수(n₁)를 더욱 회전수 증가분(△N)만큼 상승시킨다.

스텝 ④ 스텝 ③의 회전수(n₁)의 이하에서, 분사압력(P)을 제어하여, 최대이익에 고정시킨다.→이익평가 함수값(b₂)

스텝 ⑤b₁＜b₂인때, 회전수(n₁)를 더욱 회전수 증가분(△N)만큼 상승시킨다.

b₁＞b₂인때에, 회전수(n)를 가상의 회전수 (n)보다 회전수증가분(△N)만큼 하강시킨다.

스텝 ⑥ 스텝 ⑤ ⓓ의 회전수(n₂)의 이하에서, 분사압력(P)을 제어하여, 최대이익에 고정시킨다.→이익평가 함수값(b₃)

스텝 ⑦ 스텝 ②, ③, ④, ⑥에서 구한 이익평가함수값(b₁), (b₂), (b₃)의 경향에 의하여, 더욱 이익이 크게되도록 회전수(n₂)를 변경한다.→이하 제6도의 제어와 마찬가지의 요령으로 최적제어상태가 탐색 후에, 설정된다.

[실시예 2]

본 실시예 2는, 본 제2발명의 구체적인 예이다.

우선, 제9도는, 직기의 제어계통의 구성을 나타내고 있다.

본 발명의 최적 제어방법은, 최적 콘트롤러(51)에 의하여 실행된다.

이 최적 콘트롤러(51)는, 입력측에 여러개의 기준치(STD) 설정용의 입력 유니트(52)에 접속되어 있고, 출력측에 회전제어부(53) 및 인버어터(54)를 통하여 직기의 원동 모우터(55)에 접속되어 있다.

물론, 이 원동 모우터(55)는, 직기의 주축(56)에 연결되어 있고, 그것을 구동하므로써, 제직운동에 필요한 회전력을 부여한다.

또한, 상기 최적 콘트롤러(51)는, 직기 콘트롤러(57)에 접속된다.

이 직기 콘트롤러(57)는, 송출제어, 권취제어, 및 기둥·정지제어 또한 자동수리제어를 위하여 필요한 시이퀀스(Sequence)를 행하는 부분이며, 가동 모니터(58)를 통하여 최족 콘트롤러(51) 및 표시모니터(59)에 접속되며, 또한 주축(56)에 연결된 예를 들면 전자식의 브레이크(60)에도 접속되어 있다.

또한, 이 표시모니터(59)는, 설정된 기준치를 표시하기 위하여, 입력유니트(52)에도 접속되어 있다.

또한, 최적 콘트롤러(51)는 출력측에 위입제어를 위하여 압력제어부(61) 및 타이밍 제어부(62)에 접속되어 있다.

압력제어부(61)는, 압력원(63)에 접속된 배관로(64)중의 압력조정밸브(65), (66)를 조정하고, 위입에 필요한 압력을 발생하여, 개폐밸브(67)를 통하여 위입용의 메인노즐(69)에 또한 여러개의 개폐밸브(68)를 통하여 여러개의 위사반송용의 서브노즐(70)에 공급한다.

또한, 타이밍 제어부(62)는, 주축(56)에 연결된 회전검출기(71)에 의하여, 주축(56)의 회전각도를 검출하고, 최적 콘트롤러(51)에 의하여 설정된 타이밍에서, 개폐밸브(67), (68)를 개방하므로써, 압력원(63)으로부터의 압력유체를 메인노즐(69) 및 서브노즐(70)에서 분사하여, 위사(72)를 경사(73)의 개구(74)중에 위입한다.

또한 위사(72)는, 급사체(75)로부터 공급되어, 예를들면, 드럼식의 측장저류장치(76)에 의하여 1픽크의 위입에 필요한 양만큼 투입된후, 또한 타이밍까지 걸어멈춤핀(77)에 의하여 걸어멈춤되면서 유지된다.

이 걸어멈춤핀(77)도, 타이밍 제어부(62)의 제어하에서, 솔레노이드(78)에 의하여 구동된다.

또한, 상기 회전검출기(71)는, 타이밍 제어부(62)이외, 회전제어부(53) 및 직기 콘트롤러(57)에도 접속되어 있다.

덧붙여서, 최적 콘트롤러(51) 및 직기 콘트롤러(57)는, 각각 전용의 컴퓨터 또는 시이퀀서 등으로써 조립되는 외에, 공통의 제어용 컴퓨터로써 조립하는 것도 가능하다.

본 발명의 직기 최적제어 방법은, 최적 콘트롤러(51)에 의하여 실행된다.

직기의 기동전에, 조작자는, 입력유니트(52)를 조작하여, 표준치(STD)로 하여, 단위당 예를들면 1분당의 픽크수(PPM) 즉, 직기의 회전수(n)[rpm], 조정량(△), 가동률(Eff) 및 10만 픽크당의 정지횟수(S/cmpx)를 셋트하고, 또한 1분당의 최대픽크수(Max PPM) 즉 직기의 허용최대 회전수를 최적 콘트롤러(51)에 입력하여, 필요에 따라, 표시모니터(59)로써 시각적으로 확인할 수 있도록 한다.

이런후에, 조작자의 지시에 기인하여, 직기 콘트롤러(57)는 최적 콘트롤러(51)를 기동시켜, 기동초기의 회전수로서, 인버어터(54)를 구동하고, 원동모우터(55)를 회전시킴으로서, 직기를 운전상태로 한다.

이 사이에 직기 콘트롤러(57)는, 1분당의 픽크수(PPM)나 직기의 정지횟수(S/cmpx)등을 구하여, 가동모니터(58)로 보내어, 표시모니터(59)에서 표시하는 외에, 이들로부터 가동률(Eff)을 구하며, 이와 동시에 정지회수(S/cmpx)나, 픽크수(PPM)등을 최적 콘트롤러(51)에 보내어 넣는다.

최적 콘트롤러(51)는, 단위시간마다에, 또는 단위 픽크수 마다에, 제10도의 프로그램을 실행하여, ①의 스텝에서, 현재의 가동률(Eff)과 기준의 가동률(STD Eff)과의 대소관계를 비교한다.

현재의 가동률(Eff)이 기준의 가동률(STD Eff)보다도 클때에 다음의 ②의 스텝에서 10만 픽크당의 현재의 정지횟수(/cmpx)와 기준의 정지횟수(STD S/cmpx)와를 비교한다.

여기에서, 기준의 정지횟수(STD S/cmpx)는, 작업자의 작업능률에 따라 설정되는 것이다.

현재의 정지횟수(S/cmpx)가 기준의 정지횟수(STD S/cmpx)보다도 작고, 더구나 다음의 ③의 스텝에서의 1분당의 픽크수(PPM)가 최대 픽크수(Max PPM)보다도 작을 경우에, 현재의 1분당의 픽크수(ppM)에 조정량(△)의 픽크수를 가하여, 새로운 1분당의 픽크수(PPM)를 설정하고, 이로써, ⑤의 단계에서, 회전제어부(53)에 변경지령을 가하여, 변경후의 픽크수(PPM)에 대응한 회전수(n)로 원동모우터(55)를 구동시킨다.

이와 같이, 직기의 가동상태 및 작업자의 작업시간에 여유가 있다면, 직기의 회전수(n)를 높이는 방향으로 자동적으로 제어된다.

특히, ②의 스텝에서 현재의 정지횟수(S/cmpx)가 기준의 정지횟수(STD S/cmpx)보다도 작지 않은 경우에, 이것이상 픽크수(PPM)을 높이면, 작업자가 다른 기계의 수리를 행하기에 필요한 시간이 있게 되어, 전체로서 가동률이 저하한다고 판단하여, 1분당 픽크수(PPM)에 대하여 수정의 조작을 하지 않고, 최적 콘트롤러(51)는, 직기의 회전수(n)를 올리는 제어를 중단하여, 일련의 제어를 끝마친다.

여기에서, 직기의 제어를 중단하는 경우에, 현재의 픽크수(PPM)을 유지하는 것만이 아니고, 더욱 현재의 픽크수(PPM)에서 조정량(△)의 픽크수를 줄여도 좋다.

또한 ③의 스텝에서, 현재의 픽크수(PPM)가, 상한의 회전수를 규제하는 최대 픽크수(MaX PPM) 보다도 작지 않은 경우에도 최적 콘트롤러(51)는, 직기의 회전수를 올리는 제어를 중단하여, 일련의 제어를 끝마친다.

또한, 스텝 ①에서, 가동률(Eff)이 기준의 가동률(STD Eff)에 같지 않고, 또한 그것보다도 크지 않은 경우, ⑥의 스텝에서, 1분당의 픽크수(PPM)가 기준의 픽크수(STD PPM)보다도 큰 것을 확인하면서, ⑦의 스텝에서 10만 픽크당의 정지횟수(S/cmpx)가 기준의 정지횟수(STD S/cmpx)에 같거나, 또는 그것보다도 작고, 또한 ⑧의 스텝에서 직포의 생산량을 나타내는 합계 픽크수(No. of picks)가 기준의 픽크수(STD picks)보다도 큰 것을 확인하여, 일련의 프로그램을 종료하지만, ⑦의 스텝 및 ⑧의 스텝에서, 이 조건이 성립하지 않을 경우, ⑨ 스텝 및 ⑩의 스텝에서, 상기 ④ 및 ⑤의 스텝과 역으로, 1분당의 감소시키는 방향으로 제어의 변경지령을 내려 일련의 제어를 종료한다.

또한, ⑥의 스텝에서 1분당의 픽크수(PPM)가 기준의 픽크수(STD PPM)보다도 크지 않을 경우, 최적 콘트롤러(51)는 직기가 이상 상태에 있다고 판단하여, 11의 스텝에 경보 출력을 발생하고, 이를 직길 콘트롤러(51)에 보내어, 필요에 따라 모니터(59)로써 표시한다. 또한, 여기에서 기준 픽크수는, 아래의 식에 의하여 구하여진다.

STD picks=STD Eff×total Minutes×STD PPM

또한, ⑤의 스텝 및 ⑩의 스텝에서, 1분당의 픽크수(PPM)가 변경되는 경우에, 이와 동시에, 메인노즐(69) 및 서브노즐(70)의 압력값을 설정할 수 있게, 압력제어부(61)에 변경지령이 내려지고, 또한 그들의 "온", "오프"타이밍을 조정하기 위하여, 타이밍 제어부(62)에 변경지령이 내려지고, 또한 직기 콘트롤러(57)에 경사 장력의 변경이나 정지 회전각의 변경을 위한 지령도 출력된다.

또한, 정지 횟수는, 단위당 정지회전수가 아니고, 가동중의 합계 정지횟수이어도 좋다.

또한, 직기에 위입 불량의 자동 수리장치가 설치되어 있는 경우에 직기가 정지하여도, 당해 직기가 자동적으로 재기동 가능한 상태로 되기 때문에, 이는 작업자의 부담으로 되지 않는다.

따라서, 자동수리 가능한 정지횟수는, 이 제어를 위한 정지횟수에서 제외된다.

또한, 상기 실시예는, 단위당의 정지횟수를 제어 파라미터로 하고 있지만, 이 제어 파라미터는, 정지횟수외에, 직물의 품질정보 원동 모우터(55)의 소비에너지의 범위가 적어도 1개이어도 좋고, 또한 필요에 따라, 그들의 파리미터를 선택적으로 조합시켜서 사용된다.

또한, 직물의 품질정보로서는, 직포의 제1등급률을 사용할 수 있다.

이 제1등급률은, 예를 들면 일본국 특기소 60-185846호의 발명과 같이 지기의 본체위에 등급률 검사장치를 접속하여, 그 데이터를 받거나, 혹은 등급률 검사장에서의 등급률 검사결과를 피드 백하거나, 또한 직기 위에서 작업자등의 결점을 발견하여 키이보오드로써 입력하여도 좋다.

여기에서, 등급률 검사장에서의 등급률 검사결과를 궤환하는 경우는, 제1등급률의 값 그것을 취입할 수 있지만, 다른 경우는, 미리 일정길이당의 벌점의 한계치를 입력하고 있어, 이것에 따라서 제1등급, 제2등급률 등의 등급을 매겨 행하면 좋다.

또한, 작업자들이 결점을 발견하여 입력하는 경우에는, 결점에 대응하는 점수 그것을 입력하여도 좋고, 결점의 종류만을 입력하고, 미리 기억되어져 있는 표를 참조하여, 점수를 자동적으로 판단하도록 하여도 좋다.

Claims

적어도 제어결과로서의 직물의 품질정보, 생산량 및 제직과정에서의 소비에너지의 직포 공장의 이익에 관여하는 항목을 포함하여 이익평가 함수를 미리정하는 과정과, 이 이익평가 함수의 값을 좌우하는 변수의 가운데 제어가능한 변수에 대응하는 제어요소를 조작대상으로 처리하는 과정과, 상기 제어대상의 각 직기마다에 제직중에 이익평가 함수의 값이 최대로 되도록 제어대상을 제어하는 과정과, 로 이루어지는 직기의 최적 제어방법.
제1항에 있어서, 상기 조작대상은, 직기의 회전수, 위입용 유체의 분사압력, 및 직기의 회전수와 위입용 유체의 분사압력을 조합시키는 범위내에서 선택할 수 있게 한 것을 특징으로 하는 직기의 최적 제어방법.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 직물의 품질정보, 생산량 및 제직과정에서의 소비에너지의 항목에 미리 설정된 중량을 부여하여 이익평가 함수를 정하는 것을 특징으로 하는 직기의 최적 제어방법.
제어대상의 직기의 가동상태에서 여유가 있는 때에, 당해 직기의 회전수를 자동적으로 올려 생산량을 높이도록한 제어방법에 있어서, 단위당의 직기의 정지횟수, 직물의 품질정보 및 직기의 소비에너지의 가운데 적어도 어느 하나를 제어 파라미터로 하여 사용하고, 이 제어 파라미터의 값이 기준치를 넘었을 때에, 직기의 회전을 올리는 제어 과정이 중단되게 한 것을 특징하는 직기의 최적 제어방법.