專利名稱：紡織印染織物防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及紡織印染生產(chǎn)控制技術(shù)，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及一種紡織 印染織物防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在印染行業(yè)，用回潮率來(lái)表示紡織材料吸濕程度的指標(biāo)，即以材料中所含水分重 量占干燥材料重量的百分?jǐn)?shù)表示。在個(gè)別情況下，也有用含水率表示紡織材料吸濕程度的， 以材料中所含水分重量占材料未烘干重量的百分?jǐn)?shù)表示。為了計(jì)重和核價(jià)的需要，必須對(duì) 各種紡織材料的回潮率作出統(tǒng)一規(guī)定，稱公定回潮率。回潮率的大小對(duì)紡織材料的物理機(jī) 械性質(zhì)，如強(qiáng)力、伸長(zhǎng)率、電阻、比重，以及紡織工藝都有影響。回潮率的測(cè)定方法有多種直接測(cè)定法先稱取試樣重量，然后去除其中水分，再 稱取試樣干燥重量，計(jì)算實(shí)際回潮率。根據(jù)去除水分方法的不同，直接測(cè)定法有烘箱法、紅 外線輻射法、高頻電場(chǎng)加熱法、真空干燥法和吸濕劑干燥法等。在工業(yè)生產(chǎn)中常采用的是烘 箱法和紅外線輻射法。烘箱法的優(yōu)點(diǎn)是測(cè)定結(jié)果比較準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是速度慢、效率低。紅外線 輻射法的優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高、節(jié)省能源，缺點(diǎn)是溫度不易掌握、測(cè)定的結(jié)果有波動(dòng)。間接 測(cè)定法是利用纖維的某些性質(zhì)和回潮率之間的關(guān)系間接推算纖維的回潮率。這種方法的 優(yōu)點(diǎn)是速度快、效率高，但纖維有關(guān)性質(zhì)和回潮率之間關(guān)系值的確定仍需要利用直接法。間 接法可以分為電阻法、電容法、紅外線吸收法和微波法等。目前業(yè)內(nèi)多用電阻法測(cè)定回潮率，其原理即利用歐姆定理在漿紗上通上電(加 上電壓)，測(cè)其中通過(guò)的電流。由于電壓是一定的，所以根據(jù)電流的大小，知道漿紗的電阻， 從而知道漿紗的回潮率。但目前多采用采樣分析方法，存在與連續(xù)生產(chǎn)不匹配、控制精度不 高、無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的在線控制等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種紡織印染織物 防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本實(shí)用新型提供了一種紡織印染織物防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)，包括用于濕度 檢測(cè)的測(cè)濕輥，所述測(cè)濕輥通過(guò)信號(hào)線連接至信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路與控制板處理 器相連；控制板處理器還通過(guò)信號(hào)線連接至蒸汽閥門的電控裝置，該蒸汽閥門位于烘干蒸 汽的供汽管路上。作為一種改進(jìn)，所述信號(hào)調(diào)理電路包括調(diào)理放大電路和頻道切換電路；所述頻道 切換電路是一個(gè)可變阻的分壓電阻結(jié)構(gòu)，即一個(gè)開關(guān)與百歐級(jí)電阻和兆歐級(jí)電阻的并聯(lián)結(jié) 構(gòu)；控制板處理器通過(guò)用于傳遞分組控制信號(hào)的信號(hào)線連接至信號(hào)調(diào)理電路的頻道切換電路。作為一種改進(jìn)，所述控制板處理器還通過(guò)信號(hào)線連接至液晶顯示屏。[0010]作為一種改進(jìn)，所述控制板處理器還通過(guò)信號(hào)線經(jīng)通訊接口連接至嵌入式終端。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是基于本系統(tǒng)的有效使用，可在印染過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精確控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)，最終達(dá)到織物 的理想濕度。主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面(1)由于織物濕度恰當(dāng)，所以織物的質(zhì)量可靠，直 接提高了產(chǎn)品的賣價(jià)，獲得了更多的利潤(rùn)；(2)由于本系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽大小，從而減少 人工成本，降低了誤操作率，減少了不必要的損失；(3)由于濕度控制精確，不會(huì)過(guò)度烘干， 從而有效地節(jié)約了蒸汽，節(jié)約了能源，這是印染廠采用本系統(tǒng)得益最直接，也是受益數(shù)額最 大的一部分。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。本實(shí)施例中的紡織印染織物防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)，包括用于濕度檢測(cè)的測(cè) 濕輥，所述測(cè)濕輥通過(guò)信號(hào)線連接至信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路與控制板處理器相連；控 制板處理器還通過(guò)信號(hào)線連接至蒸汽閥門的電控裝置，該蒸汽閥門位于烘干蒸汽的供汽管 路上。本實(shí)施例中，控制板處理器選用TI公司Stellaris 所提供一系列基于ARM Cortex -M3的LM3S1138控制板處理器。該控制板處理器具有強(qiáng)大的片上存儲(chǔ)器、增強(qiáng)型 電源管理和擴(kuò)展I/O以及控制功能。包含豐富的外設(shè)模塊，如ADC、DAC、串口、flash存儲(chǔ)、 通用10、內(nèi)置的溫度傳感器等，為了彌補(bǔ)存儲(chǔ)上的不足，還擴(kuò)展了 SD卡接口和320x240液晶接口。本實(shí)施例中的信號(hào)調(diào)理電路，以及信號(hào)調(diào)理電路中的調(diào)理放大電路、頻道切換電 路的實(shí)現(xiàn)方式可由本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)其熟知的方式實(shí)現(xiàn)；測(cè)濕輥的應(yīng)用也是常見(jiàn)技術(shù)手 段，故不再贅述?；爻甭实臏y(cè)量是根據(jù)被測(cè)物的含水量不同其導(dǎo)電性能有很大差異的原理，來(lái)測(cè)定 它的電阻值。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在一定范圍內(nèi)，回潮率與電阻值之間符合如下關(guān)系W = A+BlgRx該式中W為被測(cè)物回潮率，Rx為被測(cè)物電阻值，A、B均為與品種、密度有關(guān)的常 數(shù)。測(cè)試含潮兩個(gè)電極所形成的電位差，確?？椢锖蛢蓚€(gè)電極接觸。這可以通過(guò)測(cè)濕輥達(dá) 到要求。本實(shí)施例中，系統(tǒng)中的檢測(cè)部分的測(cè)濕輥(檢測(cè)傳感器)可通過(guò)三羅拉測(cè)濕輥檢 測(cè)被測(cè)物的電流值。三羅拉測(cè)濕輥的結(jié)構(gòu)三個(gè)固定的測(cè)濕輥一般放在左、中、右三個(gè)位置構(gòu)成多點(diǎn)測(cè) 量，使測(cè)量更加可靠真實(shí)。三個(gè)測(cè)濕輥(檢測(cè)傳感器)被聚四氟乙烯連接件與機(jī)架高度絕 緣，在測(cè)濕輥(檢測(cè)傳感器)與導(dǎo)布輥之間加100V電壓，隨被測(cè)物不同和被測(cè)物含水量不 同通過(guò)引出線輸出的電流值也不同，此電流值再送到下一級(jí)調(diào)整放大。根據(jù)織物的門幅的 寬窄，將測(cè)濕輥(檢測(cè)傳感器)設(shè)計(jì)成可移動(dòng)的形式，可方便操作。[0023]其次是信號(hào)調(diào)理與轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)這里的信號(hào)調(diào)理通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)，信號(hào)調(diào)理 電路包括調(diào)理放大電路和頻道切換電路兩部分；調(diào)理放大電路進(jìn)行簡(jiǎn)單的調(diào)理放大，頻道 切換電路實(shí)現(xiàn)頻道切換的功能。由于布匹濕度對(duì)應(yīng)的電阻變化太大，往往可以從幾百歐到幾兆歐。故分壓電阻如 果是一個(gè)固定值的電阻，勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)分壓過(guò)小或者過(guò)大的情況。為了解決這個(gè)問(wèn)題，頻道切 換電路采用一個(gè)可變阻的分壓電阻結(jié)構(gòu)，即用通過(guò)一個(gè)開關(guān)來(lái)控制百歐/兆歐級(jí)電阻的并 聯(lián)結(jié)構(gòu)?？刂瓢逄幚砥魍ㄟ^(guò)用于傳遞分組控制信號(hào)的信號(hào)線連接至信號(hào)調(diào)理電路的頻道切 換電路。這樣當(dāng)布匹電阻較小時(shí)，系統(tǒng)會(huì)用百歐級(jí)電阻去與它分壓，而當(dāng)布匹電阻較大時(shí)， 則系統(tǒng)用兆歐級(jí)電阻去與它分壓。這樣便可以把這一環(huán)節(jié)的功能歸納為將一段0 Vres的 連續(xù)電壓信號(hào)調(diào)理成為兩段各帶有1位頻道信號(hào)的0 3v連續(xù)電壓信號(hào)。信號(hào)通過(guò)分段 放大后，由控制板處理器自帶的A/D模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)通過(guò)軟件查 表的方式進(jìn)行線性化處理。隨后將得到的線性化結(jié)果作為自動(dòng)化控制算法的輸入，通過(guò)確 定的算法運(yùn)算后，輸出電流控制信號(hào)和可變阻結(jié)構(gòu)的控制信號(hào)。輸出的控制信號(hào)可以使設(shè) 備作出預(yù)期的響應(yīng)控制蒸汽閥門的開啟狀況來(lái)控制布匹的加熱程度，進(jìn)而調(diào)節(jié)布匹的回 潮率。本實(shí)施例中的系統(tǒng)通過(guò)LCD液晶顯示屏和按鍵實(shí)現(xiàn)便捷的人機(jī)交互，并可外接 RS485通訊接口，通過(guò)Modbus協(xié)議與嵌入式終端進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)功能更強(qiáng)大的人機(jī)對(duì)話。本系統(tǒng)通過(guò)信號(hào)檢測(cè)器即測(cè)濕輥給被測(cè)物加一定的測(cè)量電壓(電壓值100V，參照 通用方法)，隨著被測(cè)物電阻的變化，通過(guò)的電流亦產(chǎn)生變化(此電流為非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)值)，然 后將這電流經(jīng)變換放大及非線性處理后，產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定范圍內(nèi)的電壓變化(如O 2V)，經(jīng) A/D轉(zhuǎn)換與設(shè)定的回潮率進(jìn)行比較，經(jīng)比較后人機(jī)界面會(huì)發(fā)出“正常、偏干、偏濕”的信號(hào)指 示，同時(shí)，系統(tǒng)還將通過(guò)輸出電路控制蒸汽流量的大小，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)、節(jié)約能耗和提 高工藝質(zhì)量的目的。相關(guān)資料數(shù)據(jù)顯示在織物含潮在一定范圍里和電阻有一定的關(guān)系。當(dāng)PH值在5 9之間這種關(guān)系將保持得很好。當(dāng)織物含潮率在0-20%之間時(shí)，織物的厚度幾乎不影響電 阻和含潮的關(guān)系。但為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，還是設(shè)置織物選擇功能。電阻和含潮的變化有對(duì)數(shù)關(guān) 系。電阻測(cè)量的極限值在IK 10G。因此，幾乎不可能測(cè)量范圍低于或高于一定的含潮 (3 20%)。例如，在這范圍里棉織物的含潮率最大值是20%。烘干處理要求棉織物的含 潮率一般在7% 8%左右。因此本系統(tǒng)要適應(yīng)印染大部分機(jī)臺(tái)上的織物含潮的顯示和自 動(dòng)控制?；爻甭试诰€檢測(cè)系統(tǒng)是以紡織印染后續(xù)整理為突破口，以提高布匹質(zhì)量檔次和節(jié) 能減排為發(fā)展目標(biāo)。在紡織、印染行業(yè)中為了生產(chǎn)出高質(zhì)量的布匹，對(duì)布料的濕度有嚴(yán)格的 要求，特別是在印染過(guò)程中，需對(duì)織物進(jìn)行烘燥處理，通過(guò)控制織物的干濕度，以提高織物 加工質(zhì)量和改進(jìn)手感度、光澤度。針對(duì)印染行業(yè)的這一環(huán)節(jié)，回潮率在線檢測(cè)系統(tǒng)通過(guò)對(duì)織 物濕度進(jìn)行檢測(cè)，控制蒸汽流量，將織物的濕度控制在限定范圍內(nèi)，使得后續(xù)流程能夠生產(chǎn) 出高質(zhì)量的產(chǎn)品，因此回潮率在線檢測(cè)系統(tǒng)是以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排與提高產(chǎn)品質(zhì)量為目標(biāo)，在 清潔生產(chǎn)和節(jié)能生產(chǎn)方面具有重要而又深遠(yuǎn)的意義?，F(xiàn)以印花廠水洗機(jī)為例在沒(méi)有使用回潮率在線檢測(cè)系統(tǒng)之前，我們可以通過(guò)過(guò)烘的水分來(lái)分析[0031]車速45米/分，幅寬1. 6米，克重180g/m，燈芯絨，落布回潮率要求11 %，實(shí)際只 有6%，則過(guò)烘額外烘干水分為M = 45X60X1. 6 X 180 X (11% -6% ) = 38880 (g. h) = 38. 9kg. h以每烘干Ikg水需要蒸汽1. 5kg，每年開工8000小時(shí)(參考24小時(shí)X 28天X 12 個(gè)月=8064小時(shí))，蒸汽按180元/噸(2008年杭州市價(jià))計(jì)算，則每年直接浪費(fèi)蒸汽的 直接經(jīng)濟(jì)損失38. 9X1.5X8000X180/1000 = 84024元。這是一臺(tái)烘缸一年由于過(guò)烘帶 來(lái)的直接經(jīng)濟(jì)損失，按全國(guó)2000臺(tái)烘缸計(jì)算，則每年直接浪費(fèi)的蒸汽價(jià)值約為16000萬(wàn)元。 實(shí)際上過(guò)烘后即使再多使用能量，回潮率變化不大，可以說(shuō)實(shí)際浪費(fèi)的能量一般超過(guò)理論 計(jì)算數(shù)據(jù)。在上述計(jì)算過(guò)程中，未涉及或考慮由于過(guò)烘造成產(chǎn)品不合格帶來(lái)的損失、人工操 作成本、產(chǎn)品質(zhì)量下降造成售價(jià)下浮的損失等。此外，本實(shí)用新型還通過(guò)下述技術(shù)手段提高系統(tǒng)的綜合效果1、針對(duì)當(dāng)前的回潮率控制器響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、滯后大的特點(diǎn)，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了基于條件判 決的模糊PID控制算法，解決了由于滯后時(shí)間長(zhǎng)，控制不穩(wěn)定引起的蒸汽閥門頻繁誤動(dòng)作 問(wèn)題，提高了控制精度，縮短了響應(yīng)時(shí)間，延長(zhǎng)了閥門的使用壽命。2、采用傳感器自適應(yīng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，通過(guò)自動(dòng)調(diào)整傳感器與織物面料接觸角度，改善 了傳感器與織物之間接觸偶合度，提高了傳感器信號(hào)輸出的穩(wěn)定性，避免了傳感器傳統(tǒng)安 裝方式線形運(yùn)行不平穩(wěn)經(jīng)常性導(dǎo)致布面出現(xiàn)大量斜紋走條，從而出現(xiàn)次布的問(wèn)題。3、采取了基于超前檢測(cè)回潮率預(yù)估方法，通過(guò)烘缸表面紅外遙感測(cè)溫，控制倒數(shù) 第二組烘缸表面溫度，解決了薄織物嚴(yán)重過(guò)烘的問(wèn)題，節(jié)約了蒸汽用量，提高了薄織物烘干 成品率。4、采取了背壓式疏水系統(tǒng)，解決烘缸溫度過(guò)低產(chǎn)生大量冷凝水的問(wèn)題，通過(guò)有效 回收冷凝水，達(dá)到生產(chǎn)過(guò)程水資源回用目的。最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本實(shí)用新型的具體實(shí)施例。顯然，本實(shí)用 新型不限于以上實(shí)施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本實(shí)用新型公開 的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種紡織印染織物防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)，包括用于濕度檢測(cè)的測(cè)濕輥，其特征在于，所述測(cè)濕輥通過(guò)信號(hào)線連接至信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路與控制板處理器相連；控制板處理器還通過(guò)信號(hào)線連接至蒸汽閥門的電控裝置，該蒸汽閥門位于烘干蒸汽的供汽管路上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)調(diào)理電路包括調(diào)理放 大電路和頻道切換電路；所述頻道切換電路是一個(gè)可變阻的分壓電阻結(jié)構(gòu)，即一個(gè)開關(guān)與 百歐級(jí)電阻和兆歐級(jí)電阻的并聯(lián)結(jié)構(gòu)；控制板處理器通過(guò)用于傳遞分組控制信號(hào)的信號(hào)線 連接至信號(hào)調(diào)理電路的頻道切換電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)中所述的在線測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制板處理 器還通過(guò)信號(hào)線連接至液晶顯示屏。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2任意一項(xiàng)中所述的在線測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于，所述控制板處理 器還通過(guò)信號(hào)線經(jīng)通訊接口連接至嵌入式終端。
專利摘要本實(shí)用新型涉及紡織生產(chǎn)控制技術(shù)，旨在提供一種紡織印染織物防過(guò)烘多功能在線測(cè)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于濕度檢測(cè)的測(cè)濕輥，所述測(cè)濕輥通過(guò)信號(hào)線連接至信號(hào)調(diào)理電路，信號(hào)調(diào)理電路與控制板處理器相連；控制板處理器還通過(guò)信號(hào)線連接至蒸汽閥門的電控裝置，該蒸汽閥門位于烘干蒸汽的供汽管路上。由于本系統(tǒng)的有效使用，實(shí)現(xiàn)了精確控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)，最終達(dá)到織物的理想濕度。不會(huì)過(guò)度烘干，從而有效地節(jié)約了蒸汽，節(jié)約了能源，這是印染廠采用本系統(tǒng)得益最直接，也是受益數(shù)額最大的一部分。
文檔編號(hào)D06B15/12GK201648749SQ201020186500
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者鄭衛(wèi)平 申請(qǐng)人:杭州晨星電力科技有限公司