JPH02160955A - 織機回転数の最適制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、織布の生産量を最大とすべく、織機の回転数
を最適値に自動的に制御する方法に関する。

従来技術 特許出願人は、織布の生産量を最大とするために、織機
の回転数の最適制御方法を既に提案している。それらの
制御方法は、織機の稼動率や織り工の余裕度などを考慮
し、理論的な範囲で、生産量を高める方向に、回転数を
変更していく。例えば、特開昭６１−２３９０５　’７
号の発明は、稼動率を制約条件として稼動率が一定レベ
ル以上のとき、回転数を上げて生産量を増大させようと
するものである。しかし、これらの方法では、理論的に
、生産量が当然に増加するものと仮定しており、その回
転数の変更後に、回転数の変更前よりも生産量が実際に
増加したかどうかの実証的なチエツクがなされていない
。このため、現実には、その理論的な予想に反して、そ
の他の要因によって、生産量が減少することも予測され
る。

発明の目的 したがって、本発明の目的は、理論的な予想にのみ立馴
せず、この理論を基礎として、実際の織機の運転状態に
即して、回転数を生産量増加傾向に変更し、最終的に生
産量最大値に回転数を設定することである。

発明の解決手段 そこで、本発明は、織布の生産量を高めることを目的と
して、織機の回転数を制御するに際し、生産量の増減の
観点から運転状態が代表的な状態にパターン化できるこ
とに着目し、回転数の制御過程で、まず現在の回転数を
変えてみて、生産量の増加または減少傾向をＶ１認し、
その増減傾向に基づいて回転数の変更方向を決定するよ
うにしている。

この制御に際して、回転数が必要以上に増加または減少
すると、織布の品質が低下することも予測される。した
がって、この最適制御過程で、織布の品質は、回転数の
変更にあたって、１つの制約条件となり得る。この実施
例の場合に、その品質は、織機の停台レベルによって求
める。また、このような制御は、所定の期間毎に、個々
の織機毎に行われてもよく、また同一の織り工が受は持
つ織機のグループ内の同一織物仕様の織機群を単位とし
て、織り工担当のシフト替わり毎に行ってもよい。

このような制御が行われると、現実の生産量の増減傾向
に基づいて、現実に生産量が最大となるように、最適な
回転数が自動的に設定できる。

発明の構成 本発明の織機回転数の最適制御方法は、次の理論的な計
算式を基礎としている。

ある織機の稼動中に、下記のデータが与えられていると
する。

シフト時間　　　Ｔ 回転数　　　　　Ｎ 停台レベル　　　Ｓ 停止時間／停止　を 稼動時間　　　　ｒ シフト内停止回数ｎ なお、上記（ｃｍｐｘ）は、 位である。

ここで、 Ｔ＝ｒ 上記データから次式が誘導できる。

＋ｎｔ （ｍｉｎ） Ｃｒｐｍ） 〔停止回数／ｃｍｐχ〕 （ｍｉｎ） （ｍｉｎ） 〔回〕 １０万ピツクを表す単 このとき、生産量Ｐおよび稼動率Ｅは、次式で求められ
る。

Ａ＋　　ｔ　ＮＳ ＮＴ　　　　Ｔ　　　　Ａ十ｔＮＳ 一般に、停台レベルＳは、回転数Ｎを上げると、種々の
条件から結果的に増加するから、回転数Ｎの関数となる
。そこで、 ５＝ｆ（Ｎ） とおくと、 ｒ＝Ｔ−ｎｔより Ａｎ＝ＮＳＴ 、Ａ＋　　ｔ　　ＮＳ ｔＮＳ となる。つまり、生産量Ｐおよび稼動率Ｅは、回転数Ｎ
の分数関数で表される。したがって、最適な回転数Ｎは
、この生産量Ｐを最大にする回転数Ｎを解析的に求めれ
ば、求まる訳だが、上記関数ｆ　　（Ｎ）は、未知の関
数であり、現実的にはそのＡ十ｔＮＳ Ａ＋　　ｔ　ＮＳ 変動状況の複雑さから、定め難い。

ところで、仮に、回転数Ｎを増分ΔＮだけ変更したとき
の停台レベルの変化率をｋとすると、そのときの回転数
Ｎ”、停台レベルｓ′、生産量Ｐ′および稼動率Ｅ゛　
は、下記のように書き改められる。

Ｎ’　　＝Ｎ＋ΔＮ Ｓ　　　＝Ｓ＋ｋ　ΔＮ Ａ＋ｔ　（Ｎ＋ΔＮ）　　（ｓ＋にΔＮ）Ａ＋ｔ（Ｎ＋
ΔＮ）　　（Ｓ＋にΔＮ）ここで、変更前後の増減量へ
Ｐ、ΔＥ、ΔＳは、それぞれ下記で与えられる。

ΔＰ＝Ｐ’−Ｐ ΔＥ＝Ｅ’−Ｅ Δｓ＝ｓ’−ｓ そこで、発明者は、上記の式に種々の値をいれて、コン
ピュータシュミレーションを行った。その結果、生産量
Ｐの変化状況に３つの類型があり、これらを３つのパタ
ーンに分類できることが判明した。

第１図は、それらのパターンＩ、■および■をそれぞれ
示している。

これらのパターンＩ、■、■のグラフは、横軸を回転数
の増減量ΔＮとし、縦軸を生産量、稼動率、停台レベル
のそれぞれの増減量ΔＰ、ΔＥ、ΔＳとして表している
。そして、　実線は、生産量ΔＰを表している。この生
産量ΔＰは、常に上に凸の曲線として表現できる。そし
て、点線は、稼動率へＥを示し、また−点鎖線は、停台
レベルΔＳをそれぞれ示している。これらの直線は、た
だ単に増加または減少の傾向を示したものであり、各パ
ターンともに同じ傾きで示しているが、その傾き自体に
特別な意味はない。

まず、パターン■は、現在の回転数Ｎつまり増減量ΔＮ
＝Ｏで、最大の生産量Ｐを与えることを示している。し
たがって、このときの回転数Ｎは、最大の生産量を得る
ために最適の回転数となる。

そして、このパターンでは、回転数Ｎを上げると、生産
量Ｐおよび稼動率Ｅは、下がるが、停台レベルＳは上が
る。また、回転数Ｎを下げると、生産量Ｐおよび停台レ
ベルＳは、下がるが、逆に稼動率Ｅは上がる。

次に、パターン■では、現在の回転数Ｎを上げると、生
産量Ｐおよび停台レヘルＳが上がり、稼動率Ｅは下がる
。また、現在の回転数Ｎを下げると、生産量Ｐおよび停
台レベルＳは下がるが、稼動率Ｅは上がる。

さらにパターン■では、回転数Ｎを上げると、生産量Ｐ
および稼動率Ｅは下がるが、停台レベルＳは上がる。ま
た、回転数Ｎを下げると、生産量Ｐおよび稼動率Ｅは上
がるが、停台レベルＳは下がる。

これらのパターンＩ、■、■から明らかなように、生産
量Ｐのグラフは、全て上に凸の曲線として表される。そ
して、パターン■、■の生産量ΔＰのグラフは、パター
ンエのグラフを基準として、横軸すなわち回転数Ｎの方
向に移動させた関係にある。

なお、稼動率を一定しヘル以上に保持して回転数を変更
して行くような従来制御方式によれば、仮に現状がパタ
ーンＩの状態にある場合、このときの稼動率が一定レベ
ルを越えていたとすると、回転数を増大させるように制
御することになるので、最大の生産量Ｐを与える回転数
（最適回転数）Ｎを越え、却ってパターン■の状態で稼
動させることになり、生産量Ｐを減少させてしまう可能
性があることがわかる。逆に言えば、従来制御方式は、
現状がパターン■の状態にあるときのみ有効な方法と言
える。

これらのグラフから、以下の結論が導き出せる。

（１）パターンＩの場合に、回転数Ｎを上げても下げて
も、生産量Ｐば減少する。すなわち、パターンｒが生産
量Ｐを最大にする観点から見て最適な回転数Ｎを与える
。

（２）パターンＨの場合に、回転数Ｎを上げることによ
って、稼動率Ｅが下がり、停台レベルＳが上がるが、生
産量Ｐはいっそう増加する。

（３）パターン■の場合に、回転数Ｎを下げることによ
って、稼動率Ｅは上がり、停台レベルＳは下がり、しか
も生産量Ｐは増加する。

（４）パターン■、■の場合は、回転数Ｎを変化させて
、パターン■の状態に移行させることによって、生産量
Ｐを最大にすることができる。

したがって、本発明は、現在の状態から生産量を最大に
するパターンＩの状態に移行させるために、まず現在の
回転数を変更してみて、その結果、生産量が増加の傾向
にあるのかあるいは減少の（頃向にあるのかを確認し、
この傾向に基づいて回転数を上げるかあるいは下げるか
を定めている。

一般に、噴射式織機では、停止回数が止め段となって布
の品質に大きく影響することから、回転数の変更に際し
ては、「停台レベルＳが一定値以上になると、織布の品
質レベルが低下する。」という制約条件を考慮すること
により、所定の品質１ル ベルを保持できる また、制御過程で、回転数Ｎを上げ過ぎると、よこ入れ
時に、よこ糸の飛走状態が悪くなり、よこ糸緩みなどの
品質上の欠陥が発生する恐れがあるが、このような緩み
状態が発生したとき、例えば特開昭６３−９２７５８号
の発明によって、緩み状態を検出し、織機を止めること
で、停台レベルＳに反映できる。また、回転数Ｎの変更
は、回転数制御系のみならず、他の制御系例えば織機の
よこ入れ制御装置なども充分に追従できるような変化率
の範囲で変化させなければならない。またこのような制
御が個々の織機毎に行われる場合、ある設定回転数Ｎに
おける生産ｉＰのデータは、データのばらつきを考慮し
て、一つの回転数Ｎに対して何回かデータを集め、それ
らのデータを平均化して用いれば、それらのばらつきを
吸収できる。また、同一織り工グループ内の同一織物仕
様の織機群を単位として行われる場合には、ある設定回
転数Ｎにおける各Ｖ＆機の生産量Ｐのデータを平均化し
てもよい。

また、実際の制御において、後述の実施例２のように、
Ｎ−にΔＮからＮ＋にΔＮまでの（２に＋１）点の回転
数Ｎで織機を稼動させ、各回転数における生産量Ｐの値
から曲線で回帰分析し、最適な回転数Ｎを求めるように
してもよい。

制御システムの構成 第２図は、本発明の方法を実行するための群制御システ
ムを示している。ホストコンピュータなどの最適コント
ローラｌは、通信制御部２、通信回線３および各織機制
御部５の通信制御部４を介し、それぞれのｖＩｉ機制御
部５に接続されている。

そして、各織機制御部５は、可変インバータなどの回転
数変更部６を介しそれぞれ織機の原動モータ７に接続さ
れている。このシステムの場合に、最適コントローラ１
は、所定の期間毎に、例えば１台の織機毎に、または工
場内の全ての織機について、あるいは同一織り工グルー
プに属する同一織物仕様の織機群を単位として特定の織
機制御部５を指定し、当該織機のデータを集め、本発明
の最適制御を実行していく。

しかし、本発明の最適制御方法は、上記のようなホスト
コンピュータによる群制御の方式にならないで、各織機
制御部５の部分で個別的に実行することもできる。

実施例１ 第３図は、同一織り工グループに属する同一織物仕様の
織機台数毎に本発明の織機回転数の最適制御方法を実行
する例を示している。

最適コントローラｌは、所定の期間例えば織り工担当シ
フト替えあるいは一定の時間を周期として第３図の制御
を実行する。まず、ある回転数ＮのもとでＶ＆機を稼動
させ、所定時間Ｔ０の経過後に、織機台数りについての
平均の生産量Ｐおよび停台レベルＳを得てから、所定の
品質レベルを満足しているかどうかを判断するために、
停台レベルＳと上限の停台レベルＳ０とを不等式Ｓ≧Ｓ
。

により比較する。この不等式が成立しないとき、まだ所
定の品質レベルを満足していると判断し、織機の回転数
Ｎは、回転数（Ｎ＋ΔＮ）に増加するよう変更され、そ
の変更後の回転数（Ｎ＋ΔＮ）について再び所定時間Ｔ
。の経過後に生産量Ｐおよび停台レベルＳ′を求め、こ
こでも変更後の停台レベルＳ゛と上限の停台レベルＳ。

とを不等式Ｓ”　≧Ｓｏにより比較する。この不等式が
成立しないとき、まだ品質レベルに余裕があることから
、このときの生産ｉＰが増加しているかどうかを判断し
、増加しているとき、当該織機の現在の運転状態は、パ
ターン■の状態であるものと判断できる。

このパターンＨの場合に、再び現在の回転数Ｎが増加方
向の新たな回転数（Ｎ＋ΔＮ）に変更され、生産量Ｐお
よび停台レベルＳが新たに求められ、不等式Ｓ≧Ｓｏに
よって停台レベルＳと上限の停台レベルＳ。との比較を
行い、成立すれば、品質レベルを満足していた変更前の
回転数（ＮΔＮ）に戻して一連の制御を終えるが、不成
立であれば、生産量Ｐが増加しているかどうかの判断が
行われ、増加していれば、回転数増加方向の設定のため
に再び前のステップに戻り、逆に減少していれば、生産
量Ｐの最大値を示した変更前の回転数（Ｎ−ΔＮ）に戻
して一連の制御を終える。

一方、前記不等式Ｓ゛　≧Ｓが成立したとき、先に回転
数を増加したことによって所定の品質レベルを満足しな
くなったと判断し、停台レベルＳを小さくするために、
現在の回転数Ｎは変更前の回転数（Ｎ−ΔＮ）に戻され
る。また、前記不等式Ｓ゛≧Ｓが成立せず、まだ品質レ
ベルを満足していると判断されたときであっても、生産
量Ｐが増加していないときには、パターンｒまたはパタ
ーン■であることが分かるため、同様に、現在よりも生
産量が大であった変更前の回転数（Ｎ−ΔＮ）に戻され
る。

次のステップで回転数Ｎは、減少方向に設定され、再び
生産量Ｐが求められ、それが増加しているかどうかの判
断がなされ、増加しておれば、再び前のステップに戻り
、回転数Ｎが減少方向に設定されるが、増加していない
ならば、生産量Ｐの最大値を示した変更前の回転数（Ｎ
＋ΔＮ）に戻して一連の制御を終える。

また、前記最初のステップの不等式Ｓ≧Ｓｏが成立した
とき、所定の品質レベルを満足していないと判断し、停
台レベルＳを小さくするために、現在の回転数Ｎは減少
方向の回転数（Ｎ−ΔＮ）に変更され、次に生産量Ｐお
よび停台レベルＳを得て、再び不等式Ｓ≧３０の判断を
行い、この不等式が成立する限り、回転数Ｎは繰り返し
減少方向に変更される。この不等式が成立しなくなった
とき、前記回転数減少方向の設定のためのステップに移
り、生産量が最大になる回転数を得て一連の制御を終え
る。

このようにして、本発明の最適制御方法は、停台レベル
Ｓと上限の停台レベルＳ０との大小関係の比較すなわち
品質レベルの比較を制約条件として、生産量Ｐの増加を
判断しながら、回転数Ｎを減少方向に、または増加方向
に設定することによって、パターンＩ、■、■に応じて
、最適な回転数ＮすなわちパターンＩの状態に設定して
いく。

実施例２ 次に、第４図は予め、回転数（Ｎ−にΔＮ）から回転数
（Ｎ＋にΔＮ）などの（２に＋１）点の回転数で順次稼
動させ、各回転数における生産量Ｐの値から回転数Ｎを
変数とした生産量Ｐの関数を回帰分析して、最適な回転
数Ｎを求める例である。

最初に、上限の停台レベルＳ。、回転数Ｎ１回転数増分
ΔＮおよび変更回数を定める係数ｋが読み込まれ、ｉ＝
−にと設定される。そのあと、新たな回転数ＮＨ＝Ｎ＋
ｉΔＮで織機を稼動させ、所定の時間Ｔ０の経過後に、
そのときの停台レベルＳ３、および生産量Ｐ、を算出し
て記憶し、次のステップで品質レベルを判断するための
不等式Ｓ、≧８０による大小比較を行い、それが成立し
ないとき、不等式ｉ≧ｋによる大小比較が行われ、不成
立のときに、ｉ＝ｉ＋ｌの設定の後に、再び前のステッ
プに戻り、新たな回転数（Ｎ、＝Ｎ十ｉΔＮ）で織機を
稼動させる。以後、不等式ｉ≧ｋが成立するまで、同様
の制御が繰り返される。

この繰り返し制御の途中で、不等式Ｓ、≧３０が成立し
たとき、所定の品質レベルを満足するための上限の限界
回転数を、１つ前に変更した回転数（Ｎ＋（ｉ−１）Δ
Ｎ）とする。このようにして得られた各回転数に対する
生産量Ｐのデータに基づいて、次のステップで、Ｐ＝ｆ
（Ｎ）の回帰曲線を求め、許容回転数の範囲内で、生産
量Ｐを最大とする回転数Ｎを求める。このあと、最適コ
ントローラＩは、上記回転数Ｎで織機を稼動させるこの
ようにして、制御プログラムは、最適制御の過程で、回
帰曲線を求め、これから、最適な回転数Ｎを設定してい
く。

以上の各実施例は、制御の過程で停台レベルＳと上限の
停台レベルＳ。との大小関係の比較すなわち品質レベル
の比較を制約条件としていたが、例えば、産業資材のよ
うに、品質が問題にされない場合には、この制約条件を
省略することができる。

発明の効果 本発明では、最適な織機の回転数の設定過程で、回転数
が実践的に数回変更され、変更結果、現実の生産量の増
減傾向に基づいて、最適な回転数が設定されるため、停
台レベルが未知の関数であるにもかかわらず、生産量が
現実に最大となる回転数が正確に設定されてい（。

したがって、従来のように、理論的な最適な回転数が、
現実には、生産量が最大となる回転数に設定されていな
いというような誤った制御がなくなる。このため、現実
に新たな回転数で生産量の増大が実証され、理論的な結
果が現実から離れることがなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は生産量、稼動率および停台レベルの関係のパタ
ーンを示すグラフ、第２図は制御システムのブロック線
図、第３図および第４図は本発明の最適制御方法のフロ
ーチャート図である。 １・・最適コントローラ、２・・通信制御部、３・・通
信回線、４・・通信制御部、５・・織機制御部、６・・
回転数変更部、７・・原動モータ。 特　許　出　願　人　津田駒工業株式会社代　　　理　
　　人　弁理士　中　川　國　男５ＴＡＲＴ Ｓを得る Ｓ≧Ｓ。 第 図 Ｐ　：生産量 Ｓ　：停台レベル扁釦 紺：帰ｒ″′”″ ΔＮ：回Φ刊衣の土紛

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）織機の回転数を所定の期間毎に順次変更し、その
   変更後の生産量を求め、求められた生産量の増減傾向か
   ら生産量が最大となる方向へ回転数を変更することを特
   徴とする織機回転数の最適制御方法。
2. （２）回転数の増減過程で、品質の限界を設定し、この
   限界値を越えない範囲で回転数を変更することを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の織機回転数の最適制御
   方法。
3. （３）織機の回転数を所定の期間毎に順次変更し、その
   都度生産量を求め、これらの値から生産量と回転数との
   関係を曲線で回帰分析し、この近似曲線から生産量が最
   大になる回転数を求めることを特徴とする織機回転数の
   最適制御方法。
4. （４）各回転数での品質情報をもそのつど求め、回帰分
   析により得られた近似曲線から予め設定した品質の限界
   を越えることなく、かつ生産量が最大になる回転数を求
   めることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の織機
   回転数の最適制御方法。
5. （５）同一織り工グループ内の同一織物仕様の織機群を
   単位として、回転数を変更することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項または第３項記載の最適制御方法。