Введение к работе
Актуальность. Устойчивой тенденцией в современ-текстильной промышленности является возрастание бований к качеству выпускаемой продукции, эконо-сырья и энергоносителей. Это прежде всего относя к отделочному производству, для которого ха-терны высокая стоимость сырья, большой расход ктрической и тепловой энергии. Перспективным пу-і решения этих проблем следует считать повышение іективности управления технологическими процесій отделки тканей.
Эффективное управление процессами отделки тканей іможно только в условиях автоматизации технологи-:кого оборудования. Особенностями отделочного >изводства являются преобладание непрерывных промов, протяженность технологических линий, высо-і скорость движения рабочих органов. Все это су-;твенно снижает эффективность ручного управления, юрой делает его невозможным.
Значительные ресурсы экономии сырья и энергоно-?елей имеются на стадии заключительной отделки шей. Экономический эффект на этой стадии может рь достигнут за счет управления расходом сырья <аней~полуфабрикатов) на единицу выпускаемой про-щии.
В состав линий для заключительной отделки тка-\, как правило, входят сушильно-ширильные (СИМ) 4 сушильно-ширильные стабилизационные (СШСМ) ма-гіьі. В процессе обработки на таких машинах ткань цвергается деформациям с последующей фиксацией ее эметрических размеров. Управление этими процесса-позволяет обеспечить выпуск качественной лродук-и при минимальном расходе сырья.
В нашей стране и за рубежом были разработаны знообразные конструкции систем оперативного кон-оля плотности ткани. При этом распространение почили только радиоизотопные датчики поверхностной отности и измерители плотности по утку. Недостат-м первых является сложность в эксплуатации и по-нциальная опасность для обслуживающего персонала,
вторые, как правило, обладают значительной погр ностью.
Известен ряд способов, позволяющих построить лее совершенную систему измерения плотности тк по утку. Наиболее перспективным на сегодняшний д является применение статистических методов корр ции оценок плотности. Подобные методы достато легко реализуются в виде алгоритмов цифровой об ботки сигналов.
К настоящему времени разработано несколько ва антов систем автоматического регулирования плот сти ткани при обработке на СШМ или СШСМ. Одн большинство таких систем обладают невысокими ди мическими характеристиками и требуют ручной стройки при смене типа обрабатываемой ткани.
Существует ряд причин, осложняющих разрабо эффективных систем управления плотностью ткани. > представляет собой объект управления с перемен, запаздыванием. Параметры такого объекта могут j няться в широких пределах в зависимости от типа і рабатываемой ткани. Кроме того, на вход систі управления воздействует весьма интенсивный случ< ный процесс колебаний плотности обрабатываемой tj ни.
Целью данной работы является разработка, исс. дование и практическая реализация системы контр< и tрегулирования плотности ткани на сушилы ширильной машине, позволяющей обеспечить эффе тивное управление расходом , сырья на єдині выпускаемой продукции.
Для достижения этой цели необходимо решение pj основных задач:
1.Сформировать технологически обоснованные ті бования, способные составить основу разработки сі темы контроля и регулирования плотности ткани.
2.Разработать адекватные математические моде случайных процессов, возникающих при измерен плотности ткани по утку.
3.Разработать систему оперативного контре плотности ткани по утку.
4.Разработать и исследовать рациональные вариан-тостроения системы управления плотностью ткани. 5.Разработать средства автоматической настройки /ляторов плотности ткани, б.Осуществить аппаратную и программную реализа-
системы контроля и регулирования плотности тка-
а также испытания опытных образцов. Научная новизна работы представлена:
составленными по результатам экспериментов ма-атическими моделями информационных сигналов дат-ов наличия нитей и случайных процессов колебаний тности ткани на входе СШМ;
разработанными принципами применения статистикой коррекции сигнала датчика наличия нитей для ышения точности измерения плотности ткани по ут-
разработанной математической моделью системы ;троля плотности ткани, позволяющей исследовать мистические характеристики получаемых оценок >тности;
выявленной в результате анализа оптимальной >уктурой системы управления плотностью ткани, по-юенной на основе принципов комбинированного завления;
алгоритмом автоматической настройки парамет-з регулятора плотности ткани, а также критерием эдимости процесса настройки;
математической моделью адаптивной системы эавления плотностью ткани, позволяющей детально следовать ее динамические характеристики.
Практическая значимость результатов работы оп-целяется следующим:
разработанной и реализованной на основе одно-истальной микро-ЭВМ системой оперативного кон-оля плотности ткани по утку;
рекомендациями по структурной и параметриче-ой оптимизации цифровых систем управления плот-стью ткани на СШМ;
разработанными алгоритмами управления плотно-ью ткани на СШМ и автоматической настройки пара-тров регулятора плотности;
программой учета и паспортизации физик механических параметров ткани, обрабатываемой линиях заключительной отделки.
Внедрение результатов работы. В 1996-1997 г на технологической установке отделочной фабри АОЗТ "Красная Талка" г. Иванова проведены испыт ния и опытная эксплуатация микропроцессорной си темы контроля плотности ткани по утку.
В 1994-1995 гг. в НПЦ ПОВ г. Твери внедре микропроцессорная система управления формовани оптического волокна, реализующая предложенный работе алгоритм управления объектом с запаздывай: ем, а также программно-аппаратный комплекс паспо; тизации параметров оптического волокна.
В 1998 г. документация и опытный образец разр ботанной системы контроля и регулирования плотн сти ткани переданы для внедрения -в промышленн производство фирме "Энергоэкохим" г. Иванова.
В 1999 г. в ИТЭУ внедрен комплекс программні средств, созданных в результате диссертационні работы и предназначенных для IBM - совместимі компьютеров.
Использование в учебном процессе. Результа' работы послужили основой для учебно-методическ( разработки по курсу "Информационные и управляющі микропроцессорные системы". Созданные программні средства используются студентами ИГЭУ в лаборато] ных практикумах, курсовом и дипломном проектиров; нии по специальности 2 0.04.00.
Связь с целевыми программами. Диссертационнг работа проводилась по теме "Разработка цифровь систем автоматического управления процессами ог. делки текстильных материалов" в рамках межвузої ской НТП "Текстиль России", утвержденной ГКНТ Рос сии на 1996-2000 гг.
Апробация работы. Основные положения диссертг ционной работы докладывались и обсуждались на Мея дународной НТК "Проблемы развития малоотходнь ресурсосберегающих экологически чистых ТЄХНОЛОГІ' в текстильной и легкой промышленности" (Прогресс 95, Иваново, 1995 г.); на Всероссийской НІ
.ісокие технологии в радиоэлектронике" (Нижний згород, 1996 г.); на международной НТК "Акту-эные проблемы техники и технологии переработки іа и производства льняных изделий" (Лен - 96, ;трома, 1996 г.); на Международном конгрессе ^временные проблемы научно-производственно-эазовательного комплекса текстильной и легкой эмышленности" (Прогресс - 86, Иваново, 1996 ); на Международной научно-технической конферен-л (НТК) "VIII Бенардосовские чтения" (Иваново, 97 г.); на Международной НТК "Конверсия, при-ростроение, рынок" (Владимир, 1997); на Междуна-дной НТК "Современные наукоемкие технологии и рспективные материалы текстильной и легкой про-шленности" (Прогресс - 98, Иваново, 1998 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 учных работ, в том числе 3 статьи в центральных риалах, 1 статья в тематическом сборнике, и 2 чета о НИР.
Структура и объем работы. Работа состоит из едения, четырех глав, общих выводов, списка ли-ратуры из 125 наименований, 15 приложений и со-ржит 24 0 страниц, включая 59 рисунков и 4 табли-