一种织物强力检测控制器、系统及检测方法

摘要

本发明涉及一种织物强力检测控制器，其特征在于：包括PLC，AD转换模块，RS485通信模块，PLC通过步进电机控制单元控制步进电机，在丝杠上设有由丝杠带动上下运动的传动丝桶，下夹丝器固定在传动丝桶上，在丝杠的顶部设有上固定架，称重传感器固定在上固定架上，上夹丝器固定在称重传感器上，PLC经由AD转换模块连接称重变送器，称重变送器连接称重传感器。本发明的另一个技术方案是提供了一种织物强力检测系统。本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述的织物强力检测控制器的织物强力检测方法。本发明提供的织物强力检测控制系统通用性强、检测精度高、检测速度快；多台所述控制器可与上位机进行数据链接，实现检测数据的自动存储、快速检索和分析功能。

权利要求

1.一种采用织物强力检测控制器的织物强力检测方法，该织物强力检测控制器包括PLC控制器，PLC控制器通过步进电机控制单元控制步进电机(6)，由步进电机(6)驱动竖直布置的丝杠(3)转动，在丝杠(3)上设有由丝杠(3)带动上下运动的传动丝桶(4)，下夹丝器(2)固定在传动丝桶(4)上，在丝杠(3)的顶部设有上固定架，称重传感器(5)固定在上固定架上，上夹丝器(1)固定在称重传感器(5)上，待检测织物(8)竖直地被夹持在上夹丝器(1)与下夹丝器(2)之间，PLC经由AD转换模块连接称重变送器，称重变送器连接称重传感器(5)，其特征在于，步骤为：第一步、校调状态下，获得重量显示关系系数A、B及实际脉冲位移系数K：

将两个已知重量为Y1及Y2的砝码，Y1≠Y2，分别放置在上夹丝器(1)上，对应的AD转换模块的输出数据分别为X1及X2，则有：B＝Y1-AX1；

预先设定传动丝桶(4)的位移量P1和经验脉冲位移系数K1，启动步进电机(6)，由PLC控制器控制步进电机控制单元向步进电机(6)发送N1个脉冲后停止步进电机(6)，N1＝K1*P1，测得传动丝桶(4)的实际位移量P2，则有：第二步、运行检测状态下，由上夹丝器(1)与下夹丝器(2)夹持住待检测织物(8)，启动步进电机(6)，通过传动丝桶(4)带动下夹丝器(2)下行将待检测织物(8)拉伸，在待检测织物(8)被拉伸过程中，以设置的固定距离间隔采集AD转换模块的实时输出数据及步进电机控制单元向步进电机(6)发送的脉冲个数，从而计算得到不同时刻的拉力值及其对应的牵引位移量并保存，若当前时刻采集到的AD转换模块的实时输出数据为X，步进电机控制单元向步进电机(6)发送的脉冲个数为N，则有：当前时刻的拉力值Y＝AX+B；

当前时刻的牵引位移量

第三步，当计算得到的拉力值出现跃变时，停止步进电机(6)，传动丝桶(4)停止下行，查找保存下来的所有拉力值的最大值Ymax及该拉力值所对应的牵引位移量Pmax，则至少计算待检测织物(8)的伸长、或伸长率、或断裂强力、或断裂强度，其中：伸长＝牵引位移量Pmax；伸长率＝伸长/待检测织物(8)的初始长度；断裂强力＝拉力值的最大值Ymax；断裂强度＝断裂强力/纺丝代数，纺丝代数是表征丝条粗细的物理量。

说明书

一种织物强力检测控制器、系统及检测方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种织物强力检测控制器，由该检测控制器构成的检测系统及采用该织物强力检测控制器对织物强力进行检测的方法。

背景技术

[0002] 我国是纺织大国，织物的强力检测在建材、化工、电工等众多领域有着广泛的应用，主要用于测定棉、毛、麻、化学短纤维的纯纺或混纺纱线的断裂强力、断裂强度、断裂伸长及断裂伸长率等物理指标。由于纱线的拉伸强度及其均匀性不仅影响纺织产品的质量和风格，也影响纺织后加工工艺和生产效率，因此在纺织产品生产过程前对成品纱线的检测提出越来越高的要求。目前，国内自主研发的织物强力检测控制器主要以单片机控制为核心，且检测数据的记录多数采用打印机直接打印。在一些纺织原料生产企业，不仅需要多台织物强力检测控制器对生产的成品纱线进行检测，而且还要将检测结果实时反馈到生产过程进行处理，所以提供一种通用性强，且能够与上位机进行数据链接的强力检测控制器，对生产过程的控制和管理有着重要的意义。

发明内容

[0003] 本发明的目的是提供一种通用性强、检测精度高、检测速度快的织物强力检测控制器、由该控制器组成的系统及采用该检测控制器对织物进行检测的方法。

[0004] 为了达到上述目的，本发明的一个技术方案是提供了一种织物强力检测控制器，其特征在于：包括PLC，PLC通过步进电机控制单元控制步进电机，由步进电机驱动竖直布置的丝杠转动，在丝杠上设有由丝杠带动上下运动的传动丝桶，下夹丝器固定在传动丝桶上，在丝杠的顶部设有上固定架，称重传感器固定在上固定架上，上夹丝器固定在称重传感器上，待检测织物竖直地被夹持在上夹丝器与下夹丝器之间，PLC经由AD转换模块连接称重变送器，称重变送器连接称重传感器。

[0005] 优选地，还包括触摸屏，触摸屏与所述PLC相连。

[0006] 本发明的另一个技术方案是提供了一种织物强力检测系统，其特征在于：包括多台上述的织物强力检测控制器，所有织物强力检测控制器通过各自的RS485通信模块与上位机建立数据通信，每台织物强力检测控制器的RS485通信模块分别与各自的所述PLC相连。

[0007] 本发明的另一个技术方案是提供了一种采用上述织物强力检测控制器的织物强力检测方法，其特征在于，步骤为：

[0008] 第一步、校调状态下，获得重量显示关系系数A、B及实际脉冲位移系数K：

[0009] 将两个已知重量为Y1及Y2的砝码，Y1≠Y2，分别放置在上夹丝器上，对应的AD转换模块的输出数据分别为X1及X2，则有：

[0010]

[0011] B＝Y1-KX1：

[0012] 预先设定传动丝桶的位移量P1和经验脉冲位移系数K1，启动步进电机，由PLC控制器控制步进电机控制单元向步进电机发送N1个脉冲后停止步进电机，N1＝K1*P1，测得传动丝桶的实际位移量P2，则有：

[0013]

[0014] 第二步、运行检测状态下，由上夹丝器与下夹丝器夹持住待检测织物，启动步进电机，通过传动丝桶带动下夹丝器下行将待检测织物拉伸，在待检测织物被拉伸过程中，以设置的固定距离间隔采集AD转换模块的实时输出数据及步进电机控制单元向步进电机发送的脉冲个数，从而计算得到不同时刻的拉力值及其对应的牵引位移量并保存，若当前时刻采集到的AD转换模块的实时输出数据为X，步进电机控制单元向步进电机发送的脉冲个数为N，则有：

[0015] 当前时刻的拉力值Y＝AX+B；

[0016] 当前时刻的牵引位移量

[0017] 第三步、当计算得到的拉力值出现跃变时，停止步进电机，传动丝桶停止下行，查找保存下来的所有拉力值的最大值Ymax及该拉力值所对应的牵引位移量Pmax，则至少计算待检测织物的伸长、或伸长率、或断裂强力、或断裂强度，其中：

[0018] 伸长＝牵引位移量Pmax；伸长率＝伸长/待检测织物的初始长度；断裂强力＝拉力值的最大值Ymax；断裂强度＝断裂强力/纺丝代数，纺丝代数是表征丝条粗细的物理量。

[0019] 本发明提供的织物强力检测控制器可以实现如下基本功能：较高的检测精度(拉丝拉力检测精度0.1g，拉丝长度的检测精度0.1mm)和较快的响应性能；方便的拉力检测和牵引长度校调功能；各种控制、报警参数设置功能；数据检测控制过程的显示和异常报警功能；检测数据(伸长、伸长率、断裂强力、断裂强度)的统计、分析功能(均值计算、CV值计算、最大值查找、最小值查找)；多台强力检测控制器数据的自动储存、快速检索和分析功能。

[0020] 本发明提供的织物强力检测控制系统通用性强、检测精度高、检测速度快；多台所述控制器可与上位机进行数据链接，实现检测数据的自动存储、快速检索和分析功能。

附图说明

[0021] 图1是本发明的织物强力检测控制器的结构示意图；

[0022] 图2是本发明的织物强力检测控制系统的硬件结构图。

具体实施方式

[0023] 为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。

[0024] 如图1所示，本发明提供的一种织物强力检测控制器，包括PLC，AD转换模块，RS485通信模块。PLC通过步进电机控制单元控制步进电机6，由步进电机6驱动竖直布置的丝杠3转动，在丝杠3上设有由丝杠3带动上下运动的传动丝桶4，下夹丝器2固定在传动丝桶4上，在丝杠3的顶部设有上固定架，称重传感器5固定在上固定架上，上夹丝器1固定在称重传感器5上，待检测织物8竖直地被夹持在上夹丝器1与下夹丝器2之间，PLC经由AD转换模块连接称重变送器，称重变送器连接称重传感器5。PLC还连接触摸屏。

[0025] 本发明提供的织物强力检测控制器上电后，有两种状态：校调/设置状态和运行检测状态。校调/设置状态可使织物强力检测控制器处于校调状态或参数设置状态。在设置状态下，可以通过触摸屏来设置纺丝机台号、初始纺丝锭号、丝条伸长率合格上限下限值、丝条断裂强度合格上限下限值、控制参数等的设置。纺丝机台号及初始纺丝锭号用于标记不同的待检测织物8。在校调状态下，可分别进行拉力校调和牵引位置校调：

[0026] (1)拉力校调，获得重量显示关系系数A、B：

[0027] 将两个已知重量为Y1及Y2的砝码，Y1≠Y2，分别放置在上夹丝器1上，对应的AD转换模块的输出数据分别为X1及X2，则有：

[0028]

[0029] B＝Y1-KX1。

[0030] (2)牵引位置校调，获得实际脉冲位移系数K：

[0031] 预先设定传动丝桶4的位移量P1和经验脉冲位移系数K1，启动步进电机6，由PLC控制器控制步进电机控制单元向步进电机6发送N1个脉冲后停止步进电机6，N1＝K1*P1，测得传动丝桶4的实际位移量P2，则有：

[0032]

[0033] 当处于运行检测状态时：

[0034] 第一步、由上夹丝器1与下夹丝器2夹持住待检测织物8，启动步进电机6，通过传动丝桶4带动下夹丝器2下行将待检测织物8拉伸，在待检测织物8被拉伸过程中，以设置的固定距离间隔采集AD转换模块的实时输出数据及步进电机控制单元向步进电机6发送的脉冲个数，从而计算得到不同时刻的拉力值及其对应的牵引位移量并保存，若当前时刻采集到的AD转换模块的实时输出数据为X，步进电机控制单元向步进电机6发送的脉冲个数为N，则有：

[0035] 当前时刻的拉力值Y＝AX+B；

[0036] 当前时刻的牵引位移量

[0037] 第二步、当计算得到的拉力值出现跃变时，停止步进电机6，传动丝桶4停止下行，查找保存下来的所有拉力值的最大值Ymax及该拉力值所对应的牵引位移量Pmax，则计算待检测织物8的伸长、伸长率、断裂强力、断裂强度，其中：

[0038] 伸长＝牵引位移量Pmax；伸长率＝伸长/待检测织物8的初始长度；断裂强力＝拉力值的最大值Ymax；断裂强度＝断裂强力/纺丝代数，纺丝代数是表征丝条粗细的物理量。

[0039] 第三步、传动丝桶4上行，并返回牵引原点。

[0040] 根据检测数据自动进行统计分析，计算出伸长率平均值、伸长率CV值、伸长率最大值和伸长率最小值。通常情况下，若待检测织物8为丝条，则在检测一台纺丝机丝条时，一般分别在检测N个数据、2N个数据及3N个数据后计算伸长、伸长率、断裂强力、断裂强度的平均值、CV值。整台车丝条检测结束时，还要查找出伸长率、断裂强度的最小值、最大值以及丝条对应纺丝机的锭号。其中，CV值表征丝条的均匀一致性，一般来说CV值越低反映丝条的均匀度越好。

[0041] 采用本发明多台提供的织物强力检测控制器可以与上位机组成织物强力检测系统，结合图2，多台强力检测控制器通过各自的RS485通信模块与上位机进行通信，通过组态王监控软件，将检测、统计数据实时链接到上位机形成数据库，可实现上位机对检测统计数据的查询筛选分析功能，根据对检测数据的分析，实现对生产过程的控制和管理。