一种环锭纺纱牵伸加压智能优选系统及优选方法

摘要

本发明公开了一种环锭纺纱牵伸加压智能优选系统及优选方法，包括纱线质量的在线检测模块、能耗在线监测模块、数据采集模块、数据分析优选模块与PLC，中央控制电脑采集数据分析优选模块中最佳压力参数组合，并发送指令给PLC；可以测试每种纺织品种的合格的罗拉压力组合，并优选出合格罗拉压力组合中质量最优，或质量合格且能耗最少的一组，并且本发明全程智能化操作，节省了人力，避免了由于人工操作而产生的误差，保证了数据的精确度。

权利要求

1.一种环锭纺纱牵伸加压智能优选系统，其特征在于，包括：

摇架对罗拉加压的牵伸加压自动控制模块，用于分区、集体调整多路供气气缸摇架施加给每一列罗拉上的压力参数；

纱线质量在线检测模块，用于在线监测纱线条干质量，并将检测到的即时纱线质量数据输出给数据采集模块，安装在环锭纺纱机的一个或多个纱锭的加捻三角区与导纱钩之间；

能耗在线监测模块，用于在线监测环锭纺纱机的即时电耗功率，并将即时能耗数据输出给数据采集模块；

数据采集模块，用于记录任一组压力参数下所对应的成纱质量及能耗数据；

数据分析优选模块，用于对多组压力参数所对应的成纱质量及能耗数据，根据质量优先原则或不低于质量下限的能耗优先原则，或质量、能耗的综合权重原则，进行分析，优选出最佳压力参数；

PLC，控制上述各个模块相互协调工作，接收中央控制电脑的指令；

中央控制电脑，采集数据分析优选模块的最佳压力参数，并对PLC发出控制指令；

上述PLC还与驱动罗拉的伺服电机连接；

基于上述环锭纺纱牵伸加压智能优选系统的优选方法，包括如下步骤：

（1）首先将纺纱品种、罗拉隔距、牵伸倍数、罗拉转速、粗纱捻系数、温湿度这些参数输入到纺纱机台的PLC，使数据采集模块采集这些参数；

（2）由数据分析优选模块根据历史经验将可能使用的施加压力大小组合枚举出来，并将该枚举出来的多组加压数据经由中央控制电脑发送给PLC，由PLC控制摇架对罗拉加压的牵伸加压自动控制模块给罗拉施加压力，自动对各个罗拉握持钳口的施加压力从小到大进行遍历调整，实施正交实验，在每一压力组合参数下进行一段时间的纺纱实验；

（3）通过纱线质量在线检测模块采集纺纱实验时间内的纱线条干质量数据信息，然后纱线质量在线检测模块将检测到的质量数据传输给数据采集模块，由数据采集模块将质量数据传输给数据分析优选模块；

（4）由数据分析优选模块将纱线质量在线检测模块检测到的质量数据与预先存入数据分析优选模块中的纱线条干合格的质量数据进行比较，若不在合格的质量数据范围内，则数据分析优选模块将否定信息反馈给数据采集模块，同时将否定信息反馈给PLC控制器，PLC控制器实施下一组压力组合参数，同时数据采集模块删除这一组质量数据；若在合格的质量数据的范围内时，则数据分析优选模块将确定信息反馈给数据采集模块，同时将确定信息反馈给PLC控制器，PLC控制器维持现有的压力组合参数，同时启动能耗在线监测模块，并在这组罗拉压力组合压力下纺纱一段时间，由数据采集模块采集此压力参数下的成纱质量数据以及能耗数据；

（5）在完成整个遍历循环后，数据采集模块将合格的质量数据与合格的质量数据所对应的能耗数据、对应的压力组合参数传输给数据分析优选模块，根据质量优先原则或不低于质量下限的能耗优先原则，或质量、能耗的综合权重原则，对压力组合参数实现自动优化选择，由数据分析优选模块得出最佳压力组合参数给中央控制电脑并存储，由中央控制电脑将得出的最佳压力参数以指令形式发送给所有纺制同种纱线的纺纱机台上的PLC，由PLC自动将纺纱机牵伸系统罗拉压力调整到最佳压力，用于给生产线生产。

说明书

一种环锭纺纱牵伸加压智能优选系统及优选方法

技术领域

[0001] 本发明涉及环锭纺纱技术领域，特别是涉及一种环锭纺纱牵伸加压智能优选系统及优选方法。技术背景

[0002] 环锭纺纱就是通过牵伸系统对纤维束逐步地拉长拉细，经加捻后形成织布用的纱线，而牵伸系统是环锭纺纱的核心部分，要实现对纤维束的牵伸，必须有几对罗拉握持纤维形成钳口，再以不同钳口的线速度差实现对纤维的牵伸，要形成钳口就必须对罗拉进行加压。发明人在此之前申请的、申请号201610667365.9的发明公开了一种纺纱牵伸加压的自动控制系统，通过三路供气中的每一气路对细纱机上每一列罗拉的加压气缸供气，每一路气的供气气压由电气比例阀的输出气压决定，通过安装在每台细纱机上的PLC改变每一个电气比例阀的输入电压，就可以改变其输出气压，在每个车间设置一个中控电脑，中控电脑与细纱机PLC之间可以实现有线或无线通讯，从而实现对每台细纱机每列罗拉加压力的远程自动控制。

[0003] 目前主要采用摇架握持上罗拉并对罗拉施加压，而加压力的大小对成纱质量及牵伸系统能耗有着非常重要的影响。从成纱质量及能耗两个角度来考察，我们相信对于每一个不同的纱线品种，其最佳的加压力应该是有所区别的，这在现有的纺纱实践中也得到了证实，但是对于某一具体纺纱品种，目前我们还没有现成的最佳加压参数。现有的技术及设备要经过多次的测量和改变参数，并通过人工筛选，才能给出一个确定的答案。而随着纺纱行业数字化、智能化需求越来越高涨，用户对纱线质量要求越来越高，纺纱厂节能的需求越来越高，迫切需要一种可以对每一个纺纱品种的最佳压力进行智能优选的系统。

发明内容

[0004] 针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种环锭纺纱牵伸加压智能优选系统及优选方法，可以对每一个纺纱品种的最佳压力进行智能优选。

[0005] 为实现上述目的，本发明的技术方案之一：环锭纺纱牵伸加压智能优选系统，包括：

[0006] 摇架对罗拉加压的牵伸加压自动控制模块，用于自动分区、集体调整多路供气气缸摇架施加给每一列罗拉上的压力参数；

[0007] 纱线质量在线检测模块，用于在线监测纱线条干质量，并将检测到的即时纱线质量数据输出给数据采集模块，安装在环锭纺纱机的一个或多个纱锭的加捻三角区与导纱钩之间；

[0008] 能耗在线监测模块，用于在线监测环锭纺纱机的即时电耗功率，并将即时能耗数据输出给数据采集模块；

[0009] 数据采集模块，用于记录任一组压力参数下所对应的成纱质量及能耗数据；

[0010] 数据分析优选模块，用于对多组压力参数所对应的成纱质量及能耗数据，根据质量优先原则或不低于质量下限的能耗优先原则，或质量、能耗的综合权重原则，进行分析，优选出最佳压力参数；

[0011] PLC，控制上述各个模块相互协调工作，接收中央控制电脑的指令；

[0012] 中央控制电脑，采集数据分析优选模块得到的最佳压力参数，并对PLC发出控制指令。

[0013] 上述PLC还与驱动罗拉的伺服电机连接。

[0014] 上述纱线质量的在线检测模块包括一组或多组纱线条干传感器，每组传感器设置在对应的纱锭的加捻三角区与导纱钩之间。

[0015] 环锭纺纱牵伸加压智能优选方法，包括如下步骤：

[0016] （1）首先将纺纱品种、罗拉隔距、牵伸倍数、罗拉转速、粗纱捻系数、温湿度这些参数输入到纺纱机台的PLC中，使数据采集模块采集这些参数；

[0017] （2）由数据分析优选模块根据历史经验将可能使用的施加压力大小组合枚举出来，并将该枚举出来的多组加压数据经由中央控制电脑发送给PLC，由PLC控制摇架对罗拉加压的牵伸加压自动控制模块给罗拉施加压力，自动对各个罗拉握持钳口的施加压力从小到大进行遍历调整，实施正交实验，在每一压力组合参数下进行5-10min的纺纱实验；

[0018] （3）通过纱线质量在线检测模块采集纺纱实验时间内的纱线条干质量数据信息，然后纱线质量在线检测模块将检测到的质量数据传输给数据采集模块，由数据采集模块将质量数据传输给数据分析优选模块；

[0019] （4）由数据分析优选模块将纱线质量在线检测模块检测到的质量数据与预先存入数据分析优选模块中的纱线条干合格的质量数据进行比较，若不在合格的质量数据范围内，则数据分析优选模块将否定信息反馈给数据采集模块，同时将否定信息反馈给PLC控制器，PLC控制器实施下一组压力组合参数，同时数据采集模块删除这一组质量数据；若在合格的质量数据的范围内时，则数据分析优选模块将确定信息反馈给数据采集模块，同时将确定信息反馈给PLC控制器，PLC控制器维持现有的压力组合参数，同时启动能耗在线监测模块，并在这组罗拉压力组合参数下纺纱30min，由数据采集模块采集此压力组合参数下的成纱质量数据以及能耗数据；

[0020] （5）在完成整个遍历循环后，数据采集模块将合格的质量数据与合格的质量数据所对应的能耗数据、对应的压力组合参数传输给数据分析优选模块，根据质量优先原则或不低于质量下限的能耗优先原则，或质量、能耗的综合权重原则，对压力组合参数实现自动优化选择，由数据分析优选模块得出最佳压力组合参数给中央控制电脑并存储，由中央控制电脑将得出的最佳压力参数以指令形式发送给所有纺制同种纱线的纺纱机台上的PLC，由PLC自动将纺纱机牵伸系统罗拉压力调整到最佳压力，用于给生产线生产。

[0021] 与现有技术先比，本发明的优点在于，可以测试每种纺织品种的合格的罗拉压力组合，并优选出合格罗拉压力组合中成纱质量最优或成纱质量合格且能耗最少的一组，并且本发明全程智能化操作，节省了人力，避免了由于人工操作而产生的误差，保证了数据的精确度。

附图说明

[0022] 图1为本发明所述智能优选方法的流程图。

[0023] 图2为本发明所述摇架对罗拉加压的压力牵伸加压自动控制模块的单台纺纱机牵伸加压力自动调整原理图。

[0024] 图3为本发明所述摇架对罗拉加压的压力牵伸加压自动控制模块的多台纺纱机的压力自动调整原理图。

[0025] 图4为本发明纱线质量在线监测模块的结构图。

[0026] 其中，1、三路供气气缸摇架，2、纱线条干传感器。

具体实施方式

[0027] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。以下所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做其他形式的限制，任何本技术领域的技术人员可能利用本发明公开的技术内容加以变更为同等变化的等效实施例。故凡是未脱离本发明方案的内容，依据本发明的技术实质对以下实施例做简单修改或等同变化，均应落在本发明的保护范围内。

[0028] 现结合附图，对本发明进一步的阐述

[0029] 如图1-4所示，本发明的环锭纺纱牵伸加压智能优选系统，包括：

[0030] 摇架对罗拉加压的牵伸加压自动控制模块，用于分区、集体调整三路供气气缸摇架1施加给每一列罗拉上的压力参数，由PLC控制该模块实现压力的自动调整；

[0031] 纱线质量在线检测模块，用于在线监测纱线条干质量，并将检测到的即时纱线质量数据输出给数据采集模块，安装在环锭纺纱机的一个或多个纱锭的加捻三角区与导纱钩之间，与数据采集模块通过数据线、总线或无线连接；

[0032] 能耗在线监测模块，用于在线监测环锭纺纱机的即时电耗功率，并将即时能耗数据输出给数据采集模块，与数据采集模块通过数据线、总线或无线连接；

[0033] 数据采集模块，用于记录任一组压力参数下所对应的成纱质量及能耗数据，与数据分析优选模块通过数据线、总线或无线双向连接；

[0034] 数据分析优选模块，用于对多组压力参数所对应的成纱质量及能耗数据，根据质量优先原则或不低于质量下限的能耗优先原则，或质量、能耗的综合权重原则，进行分析，优选出最佳压力参数，输出给中央控制电脑储存；该模块可以安装在中央控制电脑或任意客户端电脑中；

[0035] PLC，控制上述各个模块相互协调工作，接收中央控制电脑的指令，与中央控制电脑通过通讯模块双向连接；

[0036] 中央控制电脑，将数据分析优选模块得到的最佳压力参数以指令的方式发送给所有纺制同种纱线的纺纱机台上的PLC，由PLC自动将上述与实施本发明智能优选方法的纺纱机纺制同一种纱线的所有纺纱机牵伸系统罗拉压力调整到最佳压力参数，用于实际生产。

[0037] PLC还与驱动罗拉的伺服电机连接。

[0038] 纱线质量的在线检测模块包括一组或多组纱线条干传感器，每组传感器设置在对应的纱锭的加捻三角区与导纱钩之间。

[0039] 智能优选方法，包括如下步骤：

[0040] （1）首先将纺纱品种、罗拉隔距、牵伸倍数、罗拉转速、粗纱捻系数、温湿度这些参数（种子数据）输入到纺纱机台的PLC中，使数据采集模块采集这些参数至数据分析优选模块；

[0041] （2）由数据分析优选模块根据历史经验将可能使用的施加压力大小组合枚举出来，并将该枚举出来的多组加压数据经由中央控制电脑发送给PLC，由PLC控制摇架对罗拉加压的牵伸加压自动控制模块给罗拉施加压力，例如假设前区可能的加压范围为100~150N，中区可能的加压范围为100 150N，后区可能的加压范围为100 150N，若将每10N设置~ ~
为一个级差，则共有6*6*6=216种可能的压力组合（针对某一确定品种的实际纺纱的可能压力组合情况一般大大低于216种），然后PLC控制电气伺服比例阀控制气体的压力来控制气缸摇架给罗拉施加起始压力分别为100N*100N*100N；自动对各个罗拉握持钳口的施加压力从小到大进行遍历调整，实施正交实验，在每一压力组合参数下进行5-10min的纺纱实验；

[0042] （3）通过纱线质量在线检测模块，具体是在锭子上的纱线条干传感器3采集纺纱实验时间内的纱线条干质量数据信息，然后纱线质量在线检测模块将检测到的质量数据传输给数据采集模块，由数据采集模块将质量数据传输给数据分析优选模块；

[0043] （4）由数据分析优选模块将纱线质量在线检测模块检测到的质量数据与预先存入数据分析优选模块中的纱线条干合格的质量数据进行比较，若不在合格的质量数据范围内，则数据分析优选模块将否定信息反馈给数据采集模块，同时将否定信息反馈给PLC控制器，PLC控制器实施下一组压力组合参数，同时数据采集模块删除这一组质量数据；若在合格的质量数据的范围内时，则数据分析优选模块将确定信息反馈给数据采集模块，同时将确定信息反馈给PLC控制器，PLC控制器维持现有的压力组合参数，同时启动能耗在线监测模块，并在这组罗拉压力组合参数下纺纱30min，由数据采集模块采集此压力组合参数下的成纱质量数据以及能耗数据；

[0044] （5）在完成整个遍历循环后，数据采集模块将合格的质量数据与合格的质量数据所对应的能耗数据、对应的压力组合参数传输给数据分析优选模块，根据质量优先原则或不低于质量下限的能耗优先原则，或质量、能耗的综合权重原则，对压力组合参数实现自动优选选择，由数据分析优选模块得出最佳压力组合参数给中央控制电脑并存储，由中央控制电脑将得出的最佳压力参数以指令形式发送给所有纺制同种纱线的纺纱机台上的PLC，由PLC自动将纺纱机牵伸系统罗拉压力调整到最佳压力，用于给生产线生产。

[0045] 在实际操作中，通过PLC控制驱动罗拉伺服电机的转数，对应控制纺纱机的前、中、后罗拉转速，自动调整牵伸倍数的分配，同时PLC将牵伸倍数的数据传输给数据采集模块中，数据采集模块再将数据传输给数据分析优选模块，测试完毕后，所有采集到的数据传输给数据分析优选模块，如此则可以在不同的牵伸倍数及分配下对罗拉加压进行自动优化，进一步提高工艺设置的合理性，进一步提高生产效率，提升产品质量，降低能耗。