具有上染率在線反饋功能的染色的制造方法
【專利摘要】一種具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)，包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔上部設(shè)有攪拌葉片，所述攪拌葉片安裝在攪拌軸上，所述攪拌軸的上部與減速電機(jī)的輸出軸連接，所述反應(yīng)釜的側(cè)壁設(shè)有與染料計(jì)量罐、助劑計(jì)量罐和PH液計(jì)量罐連通的進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料閥，其特征在于：所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔底部安裝加熱棒，所述加熱棒與溫度調(diào)節(jié)控制器連接，所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁安裝用于檢測反應(yīng)釜內(nèi)工作溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與用于根據(jù)當(dāng)前工作溫度和設(shè)定上染率實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的上染率在線反饋控制裝置連接，所述上染率在線反饋控制裝置與所述溫度調(diào)節(jié)控制器連接。本實(shí)用新型實(shí)時(shí)在線反饋控制、控制精度較高、工作效率較高。
【專利說明】具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于印染行業(yè)的自動控制領(lǐng)域，涉及一種染色機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]目前，作為我國傳統(tǒng)行業(yè)的紡織印染行業(yè)得到迅猛發(fā)展，其產(chǎn)量雖然逐年增加，但效益卻不盡人意。其根本原因在于印染行業(yè)的快速發(fā)展伴隨著高能耗、高污染排放和高耗水。因此有必要將自動化技術(shù)和現(xiàn)代電子技術(shù)等高技術(shù)應(yīng)用于印染行業(yè)，并積極研究印染行業(yè)新技術(shù)和新工藝，改變傳統(tǒng)印染行業(yè)的增長模式，達(dá)到降低能耗和減少污染物排放的目的，提高企業(yè)的盈利能力以及盈利水平，使經(jīng)濟(jì)增長的質(zhì)量和效益得以提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服已有印染設(shè)備無法在線反饋控制、控制精度較低、工作效率較低的不足，本發(fā)明提供了一種實(shí)時(shí)在線反饋控制、控制精度較高、工作效率較高的具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)。
[0004]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]一種具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)，包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔上部設(shè)有攪拌葉片，所述攪拌葉片安裝在攪拌軸上，所述攪拌軸的上部與減速電機(jī)的輸出軸連接，所述反應(yīng)釜的側(cè)壁設(shè)有與染料計(jì)量罐、助劑計(jì)量罐和PH液計(jì)量罐連通的進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料閥，所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔底部安裝加熱棒，所述加熱棒與溫度調(diào)節(jié)控制器連接，所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁安裝用于檢測反應(yīng)釜內(nèi)工作溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與用于根據(jù)當(dāng)前工作溫度和設(shè)定上染率實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的上染率在線反饋控制裝置連接，所述上染率在線反饋控制裝置與所述溫度調(diào)節(jié)控制器連接。
[0006]進(jìn)一步，所述溫度傳感器包括K型熱電偶和溫度采集模塊，所述K型熱電偶一端與溫度采集模塊相連，另一端插入在反應(yīng)釜的中部溫度采集口。
[0007]本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:通過在線監(jiān)督控制器對染液狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)在線檢測和預(yù)測，溫度調(diào)節(jié)控制器利用先進(jìn)的魯棒控制算法來決定恰當(dāng)?shù)目刂菩袨?，使染色效果最大程度地接近目?biāo)效果，實(shí)現(xiàn)在線反饋控制，從而穩(wěn)定了染色產(chǎn)品的質(zhì)量，染色一次成功率得到提高。對于染整行業(yè)更為重要的意義在于染色過程的在線反饋控制是根據(jù)染液狀態(tài)來改變?nèi)旧に?，達(dá)到縮短染色時(shí)間、降低能耗和廢水排放。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1是具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)的示意圖，其中，I一調(diào)節(jié)閥，2 — PT100熱電偶，3—液位計(jì),4一電機(jī),5一加熱棒，6—加油管,7一染料計(jì)量罐，8—助劑計(jì)量罐，9一循環(huán)管，10—篩板，11—pH液計(jì)量罐，12—出料閥，13一減速機(jī)。
[0009]圖2是上染率在線反饋控制裝置的框圖。
[0010]圖3是上染率在線反饋控制裝置的原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0012]參照圖1?圖3，一種具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)，包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔上部設(shè)有攪拌葉片，所述攪拌葉片安裝在攪拌軸上，所述攪拌軸的上部與減速電機(jī)4的輸出軸連接，所述反應(yīng)釜的側(cè)壁設(shè)有與染料計(jì)量罐7、助劑計(jì)量罐8和pH液計(jì)量罐11連通的進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料閥12，所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔底部安裝加熱棒5，所述加熱棒5與溫度調(diào)節(jié)控制器連接，所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁安裝用于檢測反應(yīng)釜內(nèi)工作溫度的溫度傳感器(采用PT100熱電偶2)，所述溫度傳感器與用于根據(jù)當(dāng)前工作溫度和設(shè)定上染率實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的上染率在線反饋控制裝置連接，所述上染率在線反饋控制裝置與所述溫度調(diào)節(jié)控制器連接。
[0013]進(jìn)一步，所述溫度傳感器包括K型熱電偶和溫度采集模塊，所述K型熱電偶一端與溫度采集模塊相連，另一端插入在反應(yīng)釜的中部溫度采集口。
[0014]本實(shí)施例中，反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)包括減速機(jī)和攪拌葉片；電氣控制柜實(shí)現(xiàn)對整個(gè)控制系統(tǒng)的啟動和急停等功能，包括固態(tài)繼電器，中間繼電器，接觸器，熱繼電器；PLC控制系統(tǒng)包括ADAM5510型PLC、K型熱電偶、多因素上染率模型、監(jiān)督控制器、溫度調(diào)節(jié)控制器。
[0015]所述的反應(yīng)釜，采用內(nèi)外兩層機(jī)械結(jié)構(gòu)，具有三根加熱棒。
[0016]所述的K型熱電偶與溫度采集模塊相連。
[0017]所述的中間繼電器、固態(tài)繼電器與數(shù)字輸出量模塊相連。
[0018]所述的多因素上染率模型，基于單因素上染率灰色模型，不進(jìn)行累減操作，結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立多因素上染率模型，用于計(jì)算實(shí)時(shí)上染率，精度高。
[0019]所述的監(jiān)督控制器，按狀態(tài)可分在線監(jiān)督控制器和離線監(jiān)督控制器。
[0020]所述的溫度調(diào)節(jié)控制器，利用算法的強(qiáng)魯棒性控制實(shí)驗(yàn)平臺加熱棒的加熱時(shí)間，達(dá)到對溫度進(jìn)行精準(zhǔn)控制的目的，有效解決溫度變化的時(shí)滯缺點(diǎn)。
[0021]本實(shí)施例中，上染率在線反饋控制裝置和溫度調(diào)節(jié)控制器均采用硬件電路來實(shí)現(xiàn)。
[0022]本實(shí)施例中，在線檢測染料的實(shí)時(shí)上染率，反饋至控制系統(tǒng)的輸入端，實(shí)現(xiàn)染料上染率精確控制的方法，包括如下步驟:
[0023]I)離線監(jiān)督控制器采用田口方法為控制系統(tǒng)選擇合適的控制參數(shù)，得出溫度是間歇式染色過程中對上染率的影響程度最大的因素，將溫度作為控制系統(tǒng)主控對象；
[0024]2)采集染缸的實(shí)時(shí)溫度，經(jīng)多因素上染率模型得出相應(yīng)的上染率；
[0025]3)在線監(jiān)督控制器將軟測量模型“采集”的實(shí)時(shí)上染率和設(shè)定上染率之間的誤差和誤差變化率作為輸入，以專家控制經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行模糊運(yùn)算，建立查詢表，查詢得出的模糊量經(jīng)反模糊化即可得出需要調(diào)節(jié)的溫度值，作為溫度調(diào)節(jié)控制器的輸入；
[0026]4)溫度調(diào)節(jié)控制器輸出實(shí)驗(yàn)平臺加熱棒的通斷電時(shí)間，控制反應(yīng)過程的溫度按照指定的斜率(由染整行業(yè)的學(xué)者提供)上升(或下降)到指定溫度值(當(dāng)前溫度和所需要調(diào)節(jié)溫度值之和)，實(shí)現(xiàn)對染色過程上染率的精確控制；
[0027]5)控制過程2) -4)步循環(huán)直到保溫階段結(jié)束，如溫度超限，PLC進(jìn)行報(bào)警。
[0028]如圖2所示，上染率在線反饋控制裝置包采用PLC控制、PC監(jiān)控的工作方式。操作人員無需很強(qiáng)的理論知識，只需要按照規(guī)定的動作操作即可完成整個(gè)染色流程。
[0029]所述田口方法的實(shí)施過程如下:
[0030]I)選定品質(zhì)特性:選擇染料上染率作為品質(zhì)特性。
[0031]2)判定品質(zhì)特性的機(jī)能:望大型品質(zhì)特性，工程師都希望上染率越高越好，所以上染率要盡可能大。
[0032]3)列出所有影響上染率的因子:
[0033]溫度、鹽度、pH值、浴比、保溫時(shí)間、固色時(shí)間、配制染液的水質(zhì)、布料的大小、布料形態(tài)(精梳或普梳)和機(jī)子轉(zhuǎn)速。
[0034]4)定出控制因子的水準(zhǔn)
[0035]5)定出干擾因子的水準(zhǔn)
[0036]6)建立適當(dāng)?shù)闹苯槐恚贫ㄍ暾脑囼?yàn)計(jì)劃，執(zhí)行實(shí)驗(yàn)并記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0037]7)分析實(shí)驗(yàn)得出溫度、鹽度和浴比這三個(gè)參數(shù)對上染率影響最大的參數(shù)。
[0038]在啟動本裝置之前，需要認(rèn)真檢查電氣控制柜中的連接線路是否正常，PC機(jī)和PLC之間的交叉線是否連接正常，確保管道接口處不存在漏液情況，測溫管內(nèi)的液壓油量是否滿足要求，系統(tǒng)的工作過程如下:
[0039](I)在反應(yīng)釜的加油口注入液壓油(60L)，測溫管中也注入液壓油(3/5管)。并將K型熱電偶插入測溫管內(nèi)。注意管內(nèi)的油量不能太多，否則加溫后會溢出。
[0040](2)取下反應(yīng)釜上的電機(jī)4，減速機(jī)13，上蓋，上篩板，配制好染液(按照給定的鹽度、浴比配制)，將布料疊在兩層篩板之間，固定住上篩板，裝上電機(jī)和減速機(jī)。
[0041](3)檢查接線是否正確且確保反應(yīng)釜放空孔暢通。
[0042](4)按下電氣控制柜面板上的啟動按鈕，先合上電氣控制柜中的斷路器，整個(gè)控制系統(tǒng)開始工作。
[0043](5)染色過程中，溫度采集模塊負(fù)責(zé)采集K型熱電偶的溫度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)經(jīng)上染率模型計(jì)算得出實(shí)時(shí)上染率并與系統(tǒng)上染率設(shè)定值比較得出誤差及誤差變化率，以此作為在線監(jiān)督控制器的輸入；在線監(jiān)督控制器響應(yīng)輸入，輸出需要調(diào)整的溫度值，并將其作為溫度調(diào)節(jié)控制器的輸入；溫度調(diào)節(jié)控制器對此做出響應(yīng)，通過調(diào)整加熱棒通斷電時(shí)間，控制反應(yīng)過程的溫度按照指定的斜率(由染整行業(yè)的學(xué)者提供)上升(或下降)到指定溫度值，實(shí)現(xiàn)對染色過程上染率進(jìn)行精確控制。綜上所述，溫度數(shù)據(jù)采集、處理等均有相關(guān)控制程序完成，無需操作人員的過多手動操作，操作人員只需要隨時(shí)注意溫度不能超限(超限會有報(bào)警燈閃爍)，一旦超限需要按下急停按鈕。
[0044](6)當(dāng)PC機(jī)界面上顯示染缸溫度大于等于90°C時(shí)，按下停止按鈕。
[0045](7)按照步驟2相似的步驟取下布料并放出染液，在清洗染缸。
[0046](8)布料取出后需要經(jīng)過水洗，再晾干。
[0047](9)操作完畢。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)，包括反應(yīng)釜，所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔上部設(shè)有攪拌葉片，所述攪拌葉片安裝在攪拌軸上，所述攪拌軸的上部與減速電機(jī)的輸出軸連接，所述反應(yīng)釜的側(cè)壁設(shè)有與染料計(jì)量罐、助劑計(jì)量罐和PH液計(jì)量罐連通的進(jìn)料口，所述反應(yīng)釜的底部設(shè)有出料閥，其特征在于:所述反應(yīng)釜的內(nèi)腔底部安裝加熱棒，所述加熱棒與溫度調(diào)節(jié)控制器連接，所述反應(yīng)釜的內(nèi)壁安裝用于檢測反應(yīng)釜內(nèi)工作溫度的溫度傳感器，所述溫度傳感器與用于根據(jù)當(dāng)前工作溫度和設(shè)定上染率實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制的上染率在線反饋控制裝置連接，所述上染率在線反饋控制裝置與所述溫度調(diào)節(jié)控制器連接。
2.如權(quán)利要求1所述的具有上染率在線反饋功能的染色機(jī)，其特征在于:所述溫度傳感器包括K型熱電偶和溫度采集模塊，所述K型熱電偶一端與溫度采集模塊相連，另一端插入在反應(yīng)釜的中部溫度采集口。
【文檔編號】D06B23/24GK204023192SQ201420291810
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年5月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月30日
【發(fā)明者】張建新, 李上錦, 林云飛, 史偉民 申請人:浙江理工大學(xué), 浙江旭宏電子有限公司