预缩机织物预缩率智能控制方法及装置与流程

1.本发明涉及一种预缩机，具体是涉及一种预缩机的织物预缩率控制方法及控制装置，属于染整设备及工艺技术领域。


背景技术：

2.织物预缩由预缩机完成。预缩机主要由给湿机、橡胶毯缩布单元和呢毯烘干单元三部分组成；给湿机对织物进行给湿，使织物具有可塑性，橡胶毯缩布单元主要完成对织物的预缩，呢毯烘干单元对完成预缩的织物进行烘干、整理及控制织物的落布回潮率，并使织物的预缩率稳定下来，改善织物的手感。所谓织物预缩率是织物在机械预缩整理前后的长度百分比。
3.织物在预缩时，不可避免地要受到各种主动单元的牵伸，导致织物产生张力，张力过大、过小或波动，都会造成织物实测预缩率与目标预缩率有较大的偏差，为减小两者之间的偏差，预缩整理前织物长度取样时张力与预缩整理后织物长度取样时张力需非常趋近。
4.传统的织物预缩率控制方法是操作人员在开车过程中在进布处用尺做标记，经过整理后，再在出布处用尺测出当时所做标记地方整理后值，再将两者之差除以进布时的测量值得出预缩率，如果预缩率达不到工艺要求，一般操作工凭经验调整橡胶毯缩布单元中压紧辊的压紧量再进行重新测量，如此反复多次。由于预缩率在测量过程中织物受人为的拉扯、测量等主观因素影响，使得实测预缩率与目标预缩率有较大的偏差，显然，据此人工经验调整预缩机压紧辊调节预缩率，预缩率控制严重滞后，预缩率波动大、不精确、效率低，产品质量得不到保证。
5.因此，如何避免操作人员对织物预缩率进行人工控制而导致实测预缩率与目标预缩率之间的偏差，以及如何保证预缩率的准确性，是亟待解决的技术难题。


技术实现要素：

6.本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能准确在线检测织物预缩率，能避免或大幅减小实测预缩率与目标预缩率之间的偏差，能对织物预缩率实现闭环控制的预缩机织物预缩率智能控制方法。同时，本发明还提供一种预缩机织物预缩率智能控制装置，该装置能准确在线检测织物预缩率。
7.为解决上述技术问题，本发明采用这样一种预缩机织物预缩率智能控制方法，包括以下步骤：a、中央处理单元人机界面输入或调取待预缩织物的工艺参数，工艺参数包括织物目标预缩率s0；b、启动压紧电机调节橡胶毯的挤压量；c、调节承压辊进布侧、出布侧的织物张力相等或者在设定的允许范围内时，中央处理单元测量一时间段内承压辊的进布侧织物长度和出布侧织物长度，得到织物实测预缩率si；
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d、当si＜（0.65～0.98）s0时，中央处理单元控制压紧电机增大橡胶毯的挤压量，返回步骤c循序运行；当si＞（1.02～1.30）s0时，中央处理单元控制压紧电机减小橡胶毯的挤压量，返回步骤c循序运行；当（0.65～0.98）s0≤si≤（1.02～1.30）s0，中央处理单元控制压紧电机停止调节橡胶毯的挤压量，返回步骤c循序运行。
8.作为本发明的一种优选实施方式，在步骤d中，当si＜（0.65～0.98）s0时，中央处理单元控制压紧电机增大橡胶毯的挤压量，且当橡胶毯挤压量到达挤压极限位置时，中央处理单元控制压紧电机停止调节橡胶毯的挤压量，同时提高承压辊温度和/或降低织物运行速度，返回步骤c循序运行。
9.作为本发明的一种优选实施方式，所述中央处理单元提高承压辊的温度范围α，cyt0＜α≤1.5cyt0；所述中央处理单元降低织物运行的速度范围β，0.5vgd0≤β＜vgd0；所述cyt0为承压辊工艺温度，所述vgd0为设定的承压辊进布侧织物运行速度。
10.为解决上述技术问题，本发明采用这样一种预缩机织物预缩率智能控制装置，包括橡胶毯缩布单元、呢毯烘干单元以及中央处理单元，所述橡胶毯缩布单元包括压紧辊、承压辊、橡胶毯和压紧电机，在承压辊进布侧设有第一织物张力调节机构和第一测长机构，在承压辊出布侧设有第二织物张力调节机构和第二测长机构，所述第一织物张力调节机构、第一测长机构、第二织物张力调节机构、第二测长机构、压紧电机与中央处理单元连接，在橡胶毯缩布单元设置检测承压辊温度的温度传感器和检测压紧辊位移的位移测量机构，所述温度传感器、位移测量机构与中央处理单元连接。
11.作为本发明的一种优选实施方式，所述橡胶毯缩布单元还包括连杆、检测杆和摆臂，所述摆臂一端与连杆转动连接，摆臂臂身与压紧辊转动连接，摆臂另一端与预缩机机架转动连接，所述检测杆一端安装在连杆上，所述连杆由压紧电机通过传动机构驱动移动，所述位移测量机构是位移传感器，所述位移传感器安装在所述检测杆的一侧。
12.作为本发明的一种优选实施方式，在承压辊进布侧还设有用于检测织物张力的第一织物张力检测机构，在承压辊出布侧还设有用于检测织物张力的第二织物张力检测机构，所述第一、第二织物张力检测机构与所述中央处理单元连接。
13.作为本发明的一种优选实施方式，所述中央处理单元是具有人机操作界面的数字控制器或者嵌入式工业控制器或者工控机或者plc可编程控制器。
14.采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：本发明对织物预缩率控制过程实施在线检测并施以闭环反馈自动控制，极大地抑制了织物预缩环节的各种扰动，避免或大幅减小了实测预缩率与目标预缩率之间的偏差，提高了预缩率控制精度，并保证预缩率的稳定性。
15.本发明消除了织物预缩率控制过程中的各种人为因素，大幅提高了织物预缩率检测的准确性，减少了劳动强度，生产效率得到了明显提高，满足了高档织物品种对预缩的要求。
16.本发明能保证预缩率检测取样时张力恒定，确保实测预缩率检测结果的准确性。
附图说明
17.以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
18.图1为本发明预缩机织物预缩率智能控制装置的一种结构示意图，图中未示压紧
电机、连杆、检测杆和摆臂。
19.图2为本发明中橡胶毯缩布单元的一种结构示意图。
具体实施方式
20.一种预缩机织物预缩率智能控制方法，参见图1、2，包括以下步骤：a、中央处理单元人机界面输入或调取待预缩织物的工艺参数，工艺参数包括织物目标预缩率s0；b、启动压紧电机1－4调节橡胶毯的挤压量；该步骤可通过中央处理单元启动压紧电机1－4或者人工启动压紧电机1－4；c、调节承压辊1－2进布侧、出布侧的织物张力相等或者在设定的允许范围内时，中央处理单元测量一时间段内承压辊1－2的进布侧织物长度和出布侧织物长度，得到织物实测预缩率si；例如在一时间段内，测量得到的进布侧织物长度为l1，出布侧织物长度为l2，则织物实测预缩率si，si=（l1－l2）
÷
l1
×
100% 。在本发明中，作为一种优选方案，中央处理单元通过设置在承压辊1－2进布侧的第一织物张力调节机构3、设置在承压辊1－2出布侧的第二织物张力调节机构5分别对承压辊1－2进布侧、出布侧的织物张力进行调节，并优选通过设置在承压辊1－2进布侧的第一织物张力检测机构、设置在承压辊1－2出布侧的第二织物张力检测机构分别对进布侧、出布侧的织物张力进行检测；所述的一时间段可以是同一时刻开始的同一时间段，也可以是不同时刻开始的相等时间段； d、当si＜（0.65～0.98） s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4增大橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当si＞（1.02～1.30） s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4减小橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当（0.65～0.98）s0≤si≤（1.02～1.30）s0，中央处理单元控制压紧电机1－4停止调节橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行。本发明中，中央处理单元通常控制压紧电机1－4驱动连杆1－5前进，驱动摆臂1－7一端绕其与预缩机机架转动连接的另一端顺时针转动，从而增大压紧辊1－1对橡胶毯1－3的挤压量，反之，驱动连杆1－5后退，驱动摆臂1－7一端绕其与预缩机机架转动连接的另一端逆时针转动，从而减小压紧辊1－1对橡胶毯1－3的挤压量。在该步骤中，优选的第一种方案是：当si＜0.65s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4增大橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当si＞1.30 s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4减小橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当0.65s0≤si≤1.30s0，中央处理单元控制压紧电机1－4停止调节橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行。优选的第二种方案是：当si＜0.98 s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4增大橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当si＞1.02s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4减小橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当0.98s0≤si≤1.02s0，中央处理单元控制压紧电机1－4停止调节橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行。优选的第三种方案是：当si＜0.8 s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4增大橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当si＞1.2 s0时，中央处理单元控制压紧电机1－4减小橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行；当0.8s0≤si≤1.2s0，中央处理单元控制压紧电机1－4停止调节橡胶毯1－3的挤压量，返回步骤c循序运行。当然，也可以选择更多其它方案。
21.作为本发明的一种优选实施方式，在步骤d中，当si＜（0.65～0.98）s0时，中央处
理单元控制压紧电机1－4增大橡胶毯1－3的挤压量，且当橡胶毯1－3挤压量到达挤压极限位置时，中央处理单元控制压紧电机1－4停止调节橡胶毯1－3的挤压量，同时提高承压辊1－2温度和/或降低织物9运行速度，返回步骤c循序运行。在本发明中，可采用在橡胶毯1－3挤压量的极限位置设置接近开关，通过触碰接近开关停止压紧电机1－4，或者通过位移传感器探测检测杆1－6的极限位置，当位移传感器探测到检测杆1－6到达橡胶毯1－3挤压量的极限位置时，输出信号至中央处理单元，中央处理单元控制压紧电机1－4停止调节橡胶毯1－3的挤压量。
22.作为本发明的一种优选实施方式，所述中央处理单元提高承压辊1－2的温度范围α，cyt0＜α≤1.5cyt0；所述中央处理单元降低织物9运行的速度范围β，0.5vgd0≤β＜vgd0；所述cyt0为承压辊工艺温度，所述vgd0为设定的承压辊1－2进布侧织物运行速度。
23.参见图1、图2所示的一种预缩机织物预缩率智能控制装置，包括橡胶毯缩布单元1、呢毯烘干单元2以及中央处理单元，所述橡胶毯缩布单元1包括压紧辊1－1、承压辊1－2、橡胶毯1－3和压紧电机1－4，在承压辊1－2进布侧设有第一织物张力调节机构3和第一测长机构4，在承压辊1－2出布侧设有第二织物张力调节机构5和第二测长机构6，所述第一织物张力调节机构3、第一测长机构4、第二织物张力调节机构5、第二测长机构6、压紧电机1－4与中央处理单元连接，在橡胶毯缩布单元1设置检测承压辊1－2温度的温度传感器7和检测压紧辊1－1位移的位移测量机构8，所述温度传感器7、位移测量机构8与中央处理单元连接。所述温度传感器7优选采用红外温度传感器，承压辊1－2温度的控制可根据在线红外温度传感器监测的数据，通过实时调整控制阀来控制蒸汽的压力。通常，蒸汽压力值与其温度值呈一一对应关系。中央处理单元将接收到的温度值与设定的温度值相比较，发出指令到控制阀，对承压辊1－2的温度进行pid控制，控制蒸汽的进出量大小，实现温度的自动控制。承压辊1－2温度的控制是温度给定正向通路和反馈通路构成闭合回路的自动控制系统。
24.在本发明中，所述的第一织物张力调节机构3、第二织物张力调节机构5，可采用本技术人早期申请的专利申请号为202011170757.7，名称为预缩机织物预缩率检测方法及装置所公开的结构，例如所述第一织物张力调节机构3包括第一导布辊3－1和分别设置在所述第一导布辊3－1两端的第一气缸、第二气缸，所述第一气缸、第二气缸与第一进气调节阀相连，所述第一气缸的气缸轴、第二气缸的气缸轴分别与第一导布辊两端相连接或相抵；所述第二织物张力调节机构5包括第二导布辊5－1和分别设置在所述第二导布辊5－1两端的第三气缸、第四气缸，所述第三气缸、第四气缸与第二进气调节阀相连，所述第三气缸的气缸轴、第四气缸的气缸轴分别与第二导布辊两端相连接或相抵，所述第一进气调节阀、第二进气调节阀由所述中央处理单元控制，图中未示，具体结构可参见本技术人上述早期申请的公开文本，工作时，只需通过调节第一、第二进气调节阀的进气或出气量大小即可对织物张力进行调节，在此不再赘述。所述第一测长机构4、第二测长机构6可采用滚轮编码器，可安装在第一、第二导布辊上，也可采用光电式速度传感器等作为测长元件，如图1所示。
25.在本发明中，所述的第一织物张力调节机构3、第二织物张力调节机构5，也可采用其它常规或公知结构。
26.在本发明中，如图2所示，预缩机的橡胶毯缩布单元1还包括连杆1－5、检测杆1－6和摆臂1－7，所述摆臂1－7一端与连杆1－5转动连接，摆臂1－7臂身与压紧辊1－1转动连接，摆臂1－7另一端与预缩机机架转动连接，所述检测杆1－6一端图中所示上端固定安装
在连杆1－5上，所述连杆1－5由压紧电机1－4通过传动机构1－8通常采用丝杆丝母传动机构驱动移动，所述位移测量机构8是位移传感器，所述位移传感器安装在所述检测杆1－6的一侧，位移传感器优选采用非接触式的激光位移传感器，当然也可采用市售的接触式位移传感器。工作时，中央处理单元控制压紧电机1－4通过传动机构1－8驱动连杆1－5前后移动，连杆1－5移动时，通过摆臂1－7带动压紧辊1－1移动从而调节橡胶毯1－3的挤压量。当连杆1－5移动时，检测杆1－6随之移动，位移传感器将探测到的检测杆1－6移动量数据传输给中央处理单元，中央处理单元计算得到调节后的橡胶毯1－3挤压量。
27.作为本发明的一种优选实施方式，在承压辊1－2进布侧还设有用于检测织物张力的第一织物张力检测机构，在承压辊1－2出布侧还设有用于检测织物张力的第二织物张力检测机构，所述第一、第二织物张力检测机构与所述中央处理单元连接，图中未示。在本发明中，所述的第一、第二织物张力检测机构，可采用本技术人早期申请的专利申请号为202011170757.7，名称为预缩机织物预缩率检测方法及装置所公开的结构，例如所述第一织物张力检测机构包括设置在承压辊1－2进布侧的第三导布辊，在所述第三导布辊的至少一端安装有一号力传感器；所述第二织物张力检测机构包括设置在承压辊1－2出布侧的第四导布辊，在第四导布辊的至少一端安装有二号力传感器，所述一号、二号力传感器与所述中央处理单元连接，图中未示，具体结构可参见本技术人上述早期申请的公开文本，工作时，通过一号、二号力传感器即可对织物张力进行检测，在此不再赘述。
28.作为本发明的一种优选实施方式，所述中央处理单元是具有人机操作界面的数字控制器例如ddc数字控制器或者嵌入式工业控制器或者工控机或者plc可编程控制器，当然，也可采用其它类型的控制器，图中未示中央处理单元。
29.经过测试，本发明避免或大幅减小了实测预缩率与目标预缩率之间的偏差，提高了预缩率控制精度，保证了预缩率的稳定性，提高了产品合格率，取得了良好的效果。