[发明专利]一种单通道环锭纺细纱机时序化控制纺纱方法及控制系统

说明书

本发明涉及一种单通道环锭纺细纱机时序化控制纺纱方法，通过将纱线设计与纺纱加工过程的融合，基于纱线结构参数的时序变化规律对纺纱设备各机构的电控装置进行时序化控制，以实现对纺纱过程的时序变化规律进行精准控制，获得目标成型纱；通过传感感知系统，检测及反馈环锭纺纱系统运行参数、纺纱工艺参数以及纱线结构参数，基于构建的数学模型进行可视化展示；同时构建纺纱方法的控制系统，可通过现场PLC、本地客户端、中央控制室、远程客户端、移动客户端等对纺纱过程进行控制与监测；本发明具有更高地数字化加工水平、更全面地监测体系与可视化展示功能、更便捷地人机协同控制功能，具有很强的实用性。

技术领域

本发明涉及一种单通道环锭纺细纱机时序化控制纺纱方法及控制系统，属于智能时序化纺纱技术领域。

背景技术

近几年智能纺纱技术进步发展较快，一是以纺纱设备的自动化和数字化，二是纺纱工序的连续化，三是基于传感技术、网络技术的在线监测、监控及纺纱车间的信息化管理。单机台纺纱设备方面，出现了由PLC协调控制的多电机驱动的电子牵伸、电子卷绕、电子成型的全电细纱机，大大提升了纺纱机械的电子化、自动化和数字化水平。

以实现无人化操作的智能纺纱为目标，如何使单机台数字化纺纱设备融入连续化纺纱生产流程，提升纺纱车间的信息化管理水平，是目前需要解决的关键问题。

目前已形成的全电式细纱机，有两个关注点，第一个关注点是将原有单电机驱动的机械式牵伸、机械式加捻和机械式卷绕的机械式纺纱系统，改进为由PLC控制和多电机协同驱动的电子牵伸、电子加捻和电子卷绕成型的电子式纺纱系统；第二个关注点是提升纺纱加工的柔性度，实现在线变化结构参数的纺纱加工及多品种纱线的一体化加工。

单机台环锭细纱机数字化水平的提升，为实现纺纱智能化奠定了较好基础。但目前存在以下问题：①数控细纱机的电子牵伸、电子加捻与电子卷绕分属相互独立的控制单元，同时纱线的仿真模型未融入数字化纺纱加工过程，需要人工干预或预置参数才能完成数字化纺纱加工过程，无法实现智能化的数字化纺纱加工过程；②缺少表达纱线结构、形貌的数字化仿真模型，无法为纺纱的数字化成型加工提供数据支撑，无法实现纺纱的柔性智能化生产；③纺纱加工过程采用PLC现场控制，纺纱过程的机构运动参数、纺纱工艺参数及成型纱线的结构参数没有进行可视化显示；④在监测方面，目前以监测纺纱机运动部件的速度为主，尚不能监测成型纱线的结构参数与纺纱工艺参数。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种单通道环锭纺细纱机时序化控制纺纱方法，能够针对纺纱过程，实现精准时序化纺纱控制，有效提高目标成型纱的获得效率。

本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种单通道环锭纺细纱机时序化控制纺纱方法，基于单通道环锭纺纱机构，实现粗纱到目标成型纱的纺纱，其特征在于，包括如下步骤：

步骤A.定义预设长度的样本目标成型纱s的纺制时间为T，以及样本目标成型纱s上n段不同结构纱段分别所对应的纺制时长为ξ₁、…、ξ_i、…、ξ_n，1≤i≤n，且定义然后进入步骤B；

步骤B.基于样本目标成型纱s的纺纱过程，检测获得样本目标成型纱s上按时间序列分布的各纱线密度离散值ρ_si、各纱线捻度离散值T_wi，并进一步通过数据拟合方式，获得样本目标成型纱s所对应的纱线密度分布函数ρ_s(t)、纱线捻度值分布函数T_w(t)，其中，t_i≤t≤t_i+1，然后进入步骤C；

步骤C.根据粗纱线密度ρ，以及样本目标成型纱s上按时间序列分布的各纱线密度离散值ρ_si，获得粗纱在对应时序的牵伸比离散值E_i＝ρ/ρ_si,并采用曲线数据拟合方式，获得粗纱所对应的牵伸比分布函数E(t)，然后进入步骤D；