CN101630145A - 涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，对涤纶短纤维纺丝加工过程进行理论模型计算，编程实现对加工过程的算法；软件系统包括熔体输送模块、工艺优化模块、品种开发模块、产能增容模块、中空纤维模块、技术分析、手动方案录入等7个仿真模块；通过图形化接口可进行工艺参数、主要质量指标、不同方案的查询与比较。有效地模拟涤纶短纤维纺丝加工过程，具有逼真、可视化、可控等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涤纶纤维纺丝工艺仿真系统。
背景技术
根据国际上对涤纶短纤维生产连续化、装置大型化、产品差别化的发展要求，开发、优化涤纶短纤维生产工艺已成为一种趋势。全球对涤纶短纤维需求量增长也很快，与此同时，涤纶短纤维的生产能力年增长率为5％～12％。但是，目前对涤纶短纤维纺丝工程的控制与调控，多半都是靠生产经验来进行多次工艺调试来优化工艺，缺乏理论指导。纺丝设备较大的冗余量，也将降低设备的利用率、增加能耗、提高成本，这些都将严重的影响涤纶短纤维的开发与生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种涤纶短纤维纺丝仿真系统。
为了达到上述目的，本发明提供了一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，该系统包括工艺数据库专家系统、主程序、熔体输送模块、技术分析模块、工艺优化模块、品种开发模块和产能增容模块。
所述主程序由输送管道模型、增压泵、熔体过滤器、静态混合器、计量泵、纺丝组件、纺丝工艺处理单元组成，负责模拟熔体输送过程，并且初始化纺丝工艺处理单元，得到质量指标。所述纺丝工艺处理单元为熔体温度处理单元、纺丝速度处理单元、纺丝温度处理单元以及冷却吹风条件处理单元。
所述熔体输送模块负责模拟熔体输送过程中熔体在管道中的流动状态，并且显示各个运行参数与质量指标之间的关系。
所述技术分析模块内建立有材料结构、纺丝工艺条件及产品性能间的数学关系，并且显示生产过程中丝条、风温、风速的信息。
所述工艺优化模块通过与技术分析模块的连接，确定产品性能与纺丝工艺之间的关系，得到最佳纺丝工艺，对不同形式的纺丝冷却成形纺丝装置进行工艺优化，同时将此工艺参数录入所述工艺数据专家系统，并且显示涤纶短纤维加工工艺参数的调整与质量指标之间的关系。
所述品种开发模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，在优化现有工艺的基础上设计出合乎质量要求的细旦涤纶短纤维生产工艺，并且显示新开发产品各工艺参数的调整与质量指标之间的关系；
所述产能增容模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，对现有生产线进行增容，并且显示各工艺参数的调整对产能影响的关系。
进一步，本发明提供的系统还包括中空纤维模块，中空纤维模块负责模拟中空纤维生产过程，建立加工工艺与中空度等产品性能之间的关系，并且显示工艺参数与产品中空度及不匀率之间的关系。
还包括手动方案录入模块，手动方案录入模块，使用户可以根据生产需要，在所述工艺数据专家系统内添加相应的生产数据。
所述的显示方式采用图形化显示，所述的质量指标为泵供量、粘度、温度等。并且本发明提供的系统是通过Matlab语言编写的。
本发明的优点是：
(1)本发明是将计算机技术应用到涤纶短纤维的生产加工过程中，通过仿真系统，使加工过程可控，从而能够提高产品品质、产能，降低能耗；
(2)本发明所开发研究的涤纶短纤维纺丝工程模拟及工艺优化的仿真技术，具有优越的人机界面、可视化、操作简单、使用方便等，并且可以模拟纺丝工程，提高产品品质、产能，节约资源。
附图说明
图1为模块间连接示意图。
具体实施方式
以下结合实施例来具体说明本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，但等价形式的改动或修改同样落于本申请所述权利要求书所限定的范围。
如图1所示，本发明提供的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统包括工艺数据库专家系统、主程序、熔体输送模块、技术分析模块、工艺优化模块、品种开发模块和产能增容模块。
所述主程序由输送管道模型、增压泵、熔体过滤器、静态混合器、计量泵、纺丝组件、纺丝工艺处理单元组成，负责模拟熔体输送过程，并且初始化纺丝工艺处理单元，得到质量指标。所述纺丝工艺处理单元为熔体温度处理单元、纺丝速度处理单元、纺丝温度处理单元以及冷却吹风条件处理单元。
所述熔体输送模块负责模拟熔体输送过程中熔体在管道中的流动状态，并且显示各个运行参数与质量指标之间的关系。
所述技术分析模块内建立有材料结构、纺丝工艺条件及产品性能间的数学关系，并且显示生产过程中丝条、风温、风速的信息。
所述工艺优化模块通过与技术分析模块的连接，确定产品性能与纺丝工艺之间的关系，得到最佳纺丝工艺，对不同形式的纺丝冷却成形纺丝装置进行工艺优化，同时将此工艺参数录入所述工艺数据专家系统，并且显示涤纶短纤维加工工艺参数的调整与质量指标之间的关系。
所述品种开发模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，在优化现有工艺的基础上设计出合乎质量要求的细旦涤纶短纤维生产工艺，并且显示新开发产品各工艺参数的调整与质量指标之间的关系；
所述产能增容模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，对现有生产线进行增容，并且显示各工艺参数的调整对产能影响的关系。
进一步，本发明提供的系统还包括中空纤维模块，中空纤维模块负责模拟中空纤维生产过程，建立加工工艺与中空度等产品性能之间的关系，并且显示工艺参数与产品中空度及不匀率之间的关系。
还包括手动方案录入模块，手动方案录入模块，使用户可以根据生产需要，在所述工艺数据专家系统内添加相应的生产数据。
所述的显示方式采用图形化显示，所述的质量指标为泵供量、粘度、温度，并且本发明提供的系统是通过Matlab语言编写的。
在主程序的初始化作用下，进行熔体输送模块的调控，同时程序运行得到纺丝熔体的泵供量、粘度、温度、等质量指标数据，并将这些数据进一步作为下面模块的输入值。针对常规纤维，工艺优化模块对已有的生产线进行工艺参数分析，通过与技术分析模块的连接，确定产品性能与纺丝工艺之间的关系，得到最佳纺丝工艺，并将此工艺参数录入工艺数据专家系统。同时，产品开发模块、产能增容模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，已得到的最佳工艺参数可用来开发新品种或进行产能增容，也可将开发的新产品或增容后的工艺参数，用来判断工艺参数与性能之间的关系。这一关系的判断，都将通过技术分析模块中关于材料结构、纺丝工艺条件及产品性能间的数学关系来建立、连接。所得到的系列数据除了直接存储于工艺数据专家系统，还可通过手动输入的方式，在实际生产中根据实际需要对某一工艺条件进行手动输入。最终可将得到的工艺数据专家系统再反过来指导整个程序的运行。
Claims (13)
1.一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，包括工艺数据库专家系统，其特征在于，还包括主程序、熔体输送模块、技术分析模块、工艺优化模块、品种开发模块和产能增容模块。
2.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述主程序由输送管道模型、增压泵、熔体过滤器、静态混合器、计量泵、纺丝组件、纺丝工艺处理单元组成，负责模拟熔体输送过程，并且初始化纺丝工艺处理单元，得到质量指标。
3.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述熔体输送模块负责模拟熔体输送过程中熔体在管道中的流动状态，并且显示各个运行参数与质量指标之间的关系。
4.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述技术分析模块内建立有材料结构、纺丝工艺条件及产品性能间的数学关系，并且显示生产过程中丝条、风温、风速的信息。
5.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述工艺优化模块通过与技术分析模块的连接，确定产品性能与纺丝工艺之间的关系，得到最佳纺丝工艺，对不同形式的纺丝冷却成形纺丝装置进行工艺优化，同时将此工艺参数录入所述工艺数据专家系统，并且显示涤纶短纤维加工工艺参数的调整与质量指标影响的关系。
6.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述品种开发模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，在优化现有工艺的基础上设计出合乎质量要求的细旦涤纶短纤维生产工艺，并且显示新开发产品各工艺参数的调整与质量指标之间的关系。
7.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述产能增容模块与工艺优化模块之间相互作用、串联，对现有生产线进行增容，并且显示各工艺参数的调整对产能影响的关系。
8.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，还包括中空纤维模块，中空纤维模块负责模拟中空纤维生产过程，建立加工工艺与中空度等产品性能之间的关系，并且显示工艺参数与产品中空度及不匀率之间的关系。
9.如权利要求1所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，还包括手动方案录入模块，手动方案录入模块，使用户可以根据生产需要，在所述工艺数据专家系统内添加相应的生产数据。
10.如权利要求2所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述纺丝工艺处理单元为熔体温度处理单元、纺丝速度处理单元、纺丝温度处理单元以及冷却吹风条件处理单元。
11.如权利要求1至9所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统是通过Matlab语言编写的。
12.如权利要求2、3、5、或6所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述的质量指标为泵供量、粘度、温度。
13.如权利要求3至8所述的一种涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统，其特征在于，所述的显示方式采用图形化显示。
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| CN200810040534A CN101630145A (zh) | 2008-07-14 | 2008-07-14 | 涤纶短纤维纺丝工艺仿真系统 |
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Publications (1)
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| CN101630145A true CN101630145A (zh) | 2010-01-20 |
Family
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101819408A (zh) * | 2010-04-16 | 2010-09-01 | 东华大学 | 一种基于数据驱动的差别化纤维纺丝工艺交互式设计方法 |
| CN105894572A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-24 | 东华大学 | 一种碳纤维生产线水浴牵伸过程虚拟对象系统 |
| CN109740856A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-05-10 | 浙江恒逸集团有限公司 | 一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法 |
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2008
- 2008-07-14 CN CN200810040534A patent/CN101630145A/zh active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN105894572A (zh) * | 2016-03-30 | 2016-08-24 | 东华大学 | 一种碳纤维生产线水浴牵伸过程虚拟对象系统 |
| CN105894572B (zh) * | 2016-03-30 | 2019-03-29 | 东华大学 | 一种碳纤维生产线水浴牵伸过程虚拟对象系统 |
| CN109740856A (zh) * | 2018-12-07 | 2019-05-10 | 浙江恒逸集团有限公司 | 一种基于单锭数据流的聚酯纤维生产管理系统的建模方法 |
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