Tekstil makinelerinde çözgü salma ve kumaş sarma sistemleri için sensörsüz gerginlik ve hız kontrol sistemlerinin geliştirilmesi

Abstract

Bu doktora tezinde tekstil makine ve proseslerinde kullanılmakta olan geri beslemeli gerginlik ve hız kontrol sistemleri yerine sensörsüz gerginlik kontrol sistemleri ve açık döngü hız kontrol sistemlerinin kullanım olanakları araştırılmaktadır. Hedeflenen sonuçlara ulaşabilmek için 2 adet çözgü levendinden oluşan bir çözgü besleme ve sarma sistem prototipi tasarlanarak imal edilmiştir. Hem asenkron hem de servo motorun sensörsüz gerginlik kontrol sisteminde performanslarının araştırılabilmesi için leventlerden biri asenkron motor diğeri ise servo motor tarafından tahrik edilmektedir. Sensörsüz kontrol sistem performansını analiz etmek için 2 adet yük hücresi kullanılmıştır. Levent çaplarının lazer sensörler yerine daha düşük maliyetli bir sistemle belirlenmesi için çözgü uzunluğunu ölçen bir artımlı mil kodlayıcı (enkoder) ile levent devirlerini ölçen birer indüktif algılayıcı kullanılmış ve elde edilen sinyallerden levent çapları hesaplanmıştır. Karşılaştırma amaçlı olarak her bir levent çapı ayrıca lazer sensörlerle ölçülmüştür. Tüm sistem 2 adet USB arabirim kartı üzerinden bir dizüstü bilgisayara bağlanmış ve geliştirilen LabVIEW programı yazılımıyla kontrol algoritmaları çalıştırılarak performans testleri gerçekleştirilmiştir. 8 adet analog ve 3 adet dijital giriş sinyalleri bilgisayar tarafından okunurken 2 adet analog çıkış sinyali ile asenkron motor ve servo motorların tahriki gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar değerlendirildiğinde geri beslemesiz vektör kontrol yaklaşımını kullanan asenkron motor tahrikinin sensörsüz gerginlik kontrolü için uygun sonuçlar üretmediği, servo motor tahrikinin ise gerginliği %5 tolerans sınırları içinde kontrol edebileceği gösterilmiştir. Ayrıca lazer sensörü kullanmadan çözgü uzunluğu ve levent devir sayılarının ölçümü ile levent çaplarının %5’ten daha düşük bir hassasiyetle belirlenebileceği gösterilmiştir.

In this Phd thesis, the possibility of using sensorless tension control and open loop speed control systems are investigated to replace widely used feedback tension and speed control systems in textile machines and processes. A prototype set up consisting of winding and unwinding units with their warp beams were designed and manufactured to be able to reach the project goals. One of the beams was driven by an induction motor and the other by a servo motor to determine the performance of both motors in sensorless tension control sytem. A tension measuring unit including 2 load cells were added to the system to record and analyse the sensorless tension control system performance. Beam diameters were measured by laser sensors and also an encoder for measuring warp length and two inductive sensors for measuring beam revolutions were included to determine beam diameters by calculation method. All the control and sensor signals in the system were interfaced to a laptop computer via 2 USB data acquisition cards. A software was developed in LabVIEW program to execute control algorithms and collect data to analyse the performance of sensorless tension control system. 8 analog inputs and 3 digital inputs were continuously read and recorded by the computer and 2 analog output signals were produced to control the induction and servo motors. Analysing the recorded tension data showed that induction motor vector drive without feedback sensor produces no good result for sensorless tension control but tension can be controlled within %5 tolerans limits by a servo motor.