CN107817335A - 在纺织单元进行在线监测和离线测试的集成系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了在纺织单元进行在线监测和离线测试的集成系统和方法。本发明是一种用于将纺织品制造单元的在线监测装置与离线测试仪器集成的系统，其中，在线质量监测装置包括安装在多个生产位置上的多个传感器(3)，连续地生成生产过程的质量数据并且每当它们超过预设质量参数，将质量数据传输到离线实验室测试仪器(9，10，11和15)，从而有助于用户立即注意偏离设定的质量标准的样品或生产位置的方法，并且能够立即分析在线监测装置用信号通知的这种缺陷的原因，以发起适当的纠正措施。本发明还涉及根据上述系统将在线监测装置与纺织品单元的离线测试仪器集成的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于将纺织机的在线质量测量模块与实验室的离线测试仪器集成的系统和方法，其中，在线质量测量模块包括安装在纺织机的多个生产位置上的多个传感器，并且从多个生产位置接收的数据通过有线或无线技术传输到实验室离线测试仪器。在这样的集成系统中，每当纺织品样品的质量参数超过限制并由在线质量测量模块识别时，偏离设定标准的这些质量参数通过该集成系统传输并且可被测试实验室的集成的离线仪器使用，从而使用户立即注意到表现为偏离设定限制的样品和/或生产位置，并有助于进一步详细研究这些样品，以使用离线测试仪器分析根本原因。
背景技术
在目前的情况下，测试所有样品的质量是不切实际的。因此，在线质量监测系统是非常重要的。但是，只能在实验室测试仪器中使用可用于识别超出限制的参数的根本原因的强大工具来进行详细的研究。
在线质量监测系统有一定的限制。它不详细分析质量偏差的原因。在线质量监测系统的主要目的在于将超过限制的参数即时通知给用户。如前所述，可在离线实验室仪器中使用强大工具来进行详细分析，以识别根本原因。
在纺纱行业，目前在线和离线质量监测系统之间没有联系，因此需要一种集成系统来快速识别超出限制的特定参数，并在短时间内采取整改措施，这是因为有缺陷的纱线一直是纺织品制造商烦恼的原因。
现有技术的描述
US 5381340公开了一种材料加工厂中的质量控制系统。该工厂包括几台加工机器，并生产几种中间产品。每个加工机器都提供有子处理器，用于监测所生产的产品的生产信息和质量信息。来自各种这样的子处理器的质量和生产信息都被引导到记录各种中间产品的加工历史的主处理器。
US 5497335(等同于WO 1993005477A1)公开了一种故障诊断系统，其使用基于生产的产品的质量的基于知识的信号评估。作为实例，第一评估单元检测频谱图中的偏差，并为每个偏差生成故障描述符。第二评估单元使用知识库来确定每个故障描述符的故障原因。
在所述发明中，不可能确定故障位于何处。
US 5517404公开了一种具有用于至少一组机器的主处理控制计算机的纺纱厂，由此每个机器提供有控制机器的致动器的机器控制单元。提供网络以用于计算机与组中的每台机器之间的双向通信。指令从计算机提供到机器控制单元，机器控制单元进一步向机器的致动器提供指令。
在所述发明中，仅提及在计算机和机器的机器控制单元之间使用网络的机器的控制。
US 2006/0079216公开了一种系统，包括用于检测和控制运行数据的控制计算机，所述数据诸如每个纺织机的速度、停机等。该发明具有控制计算机、中央计算机和无线传输单元。以集中方式接收生产数据，实现集中生产控制。
US 2015/0301521公开了一种集成传感器系统，用于监测、捕获、处理和分析在生产、包装和分配系统内实时或近实时运动的易损坏和易碎物品的数据。该系统包括传感器平台，其包含多个板上传感器，用于检测多个力、环境和运动变量。与所述传感器模块通信的手持数据接收器应用用于发出命令并处理所捕获的数据。
所涉及的发明涉及一种具有用于至少一组机器的处理控制计算机的纺纱装置，该组中的每个机器装配有自己的控制单元，该控制单元控制机器的所有操作。提供通信网络以用于计算机与组中每台机器之间的双工通信。
WO 1993009279A1仅公开了控制计算机与一组机器之间的通信。
CN 1802613 B(CA 2528782 A1)公开了一种方法和装置，其允许以快速、可再现和廉价的方式识别故障的原因，即使对于高度复杂的工业过程。用于识别工业过程中的故障原因的所发明的装置包括用于检测过程变量和故障的时间和/或位置的检测单元，用于确定检测到的过程变量与故障的时间和/或位置之间的相关性的评估单元以及用于输出与故障的时间和/或位置相关的过程变量的输出单元。所述发明仅是故障原因的分析，与本发明不同，没有两个系统相互连接。
与上述领域中的现有技术相比，本发明将纺织机的在线质量测量模块与纺纱厂实验室的离线测试仪器相集成。关于在线质量测量模块中的质量的偏差的信息被传输到实验室的离线仪器，其帮助用户立即关注质量偏差的样品，并在离线测试仪器中对这样的样品进行详细分析，以采取快速纠正措施。
发明内容
本发明的目的
本发明的主要目的在于将来自纺织机器的在线质量监测系统的质量数据与实验室中的离线测试仪器集成，以进一步分析超出容许限度的样品。限制可以是用户设置的绝对限制值，也可以是用户手动设置的统计限制，或者可替代地统计限制可由系统自动导出。统计限制可以是像标准偏差、置信范围等离差量度。
在线监测系统监测的质量数据可为U％、CV％、各种切割长度的CV％、薄段、厚段、棉结、不良纱线瑕疵、纱线毛羽、纱线计数、纱线捻度等。
不仅识别纺织品生产过程中超出限制的样品是重要的，而且立即详细分析这些偏离样品以确定根本原因同样重要。
例如，如果在质量超出限制的过程中出现在线监测系统针对纺织材料通知的报警，则需要在实验室的离线仪器中对相同的纺织材料进行测试以进行进一步的详细分析从而识别根本原因。
发明概述
在一个实施例中，本发明是一种用于将纺织品制造单元的在线监测装置与离线测试仪器集成的系统，其中，在线质量监测装置包括安装在多个生产位置上的多个传感器，多个传感器连续地生成生产过程的质量数据，并且每当它们超过预设质量参数，就将所述质量数据传输到离线实验室测试仪器，从而有助于用户立即注意偏离所述设定的质量标准的样品或生产位置，并且能够立即分析所述在线监测装置信号通知的这种缺陷的原因，以启用适当的纠正措施。
在另一个实施例中，本发明是一种用于将纺织品制造单元的在线监测装置与离线测试仪器集成的方法，其中，安装在多个生产位置上的在线监测装置的传感器连续地生成关于生产过程的质量参数的数据，并且每当所生成的数据偏离预设质量标准，就将所述生成的数据传输到所述离线实验室测试仪器，以便所述用户立即注意偏离所述预设质量标准的样品或生产位置，并且分析所述在线监测装置信号通知的这些缺陷的原因，以采取必要的纠正措施。
附图说明
图1描绘了在线质量监测系统和离线测试仪器如何以用户友好的方式集成。
图2描绘了在线质量监测系统和离线测试仪器的集成的替代实施例。
图3描绘了在线传感器具有指示引起纺织材料中的瑕疵的原因的指示器的替代实施例。
具体实施方式
定义：
本说明书中使用的某些术语需要的定义和注释说明如下：
发明描述
现在将参照附图描述本发明。
图1示出了在本发明的一个实施例中集成在一起的在线质量监测系统和离线测试仪器。该系统包括安装在每个生产位置上的多个在线传感器(3)，其连续地测量从一对输送辊(drafting rollers，牵伸辊)(1)传送并卷绕在包装管纱(4)上的纺织材料(2)的质量。当纺锤(7)连续旋转并且纱线被传送到在钢领(ring)(5)上旋转的钢丝圈(traveller)(6)时，会发生生产。在线传感器(3)测量的各种质量测量包括U％、CV％、各种切割长度的CV％、薄段、厚段、棉结、不良纱线瑕疵、纱线毛羽、纱线计数、纱线捻度等。测量数据被传送到可用于每个纺织机器的数据收集单元(8)。数据接收单元(12)从纺织机器的各种数据收集单元(8)收集数据，并将数据发送到离线实验室仪器的计算机。各种离线实验室仪器包括均匀性测试仪(9)、拉伸测试仪(10)、纱线分类系统(11)和捻度测试仪(15)。
从在线传感器到数据收集单元(8)或从数据收集单元(8)到数据接收单元(12)或从数据接收单元(12)到离线仪器的计算机的数据传输可通过诸如RS232、RS422、TCP/IP、CAN的有线技术或通过诸如Wi-Fi、蓝牙等无线技术实现。综合数据分析在离线实验室仪器的计算机中完成。
图2示出了本发明的替代实施例中的在线质量监测系统和离线测试仪器的集成。这里，系统包括安装在每个生产位置上的多个在线传感器(3)，其连续地测量从一对输送辊(1)传送并卷绕在包装管纱(4)上的纺织材料(2)的质量。当纺锤(7)连续旋转并且纱线被传送到在钢领(5)上旋转的钢丝圈(6)时，会发生生产。在线传感器(3)测量的各种质量测量包括U％、CV％、各种切割长度的CV％、薄段、厚段、棉结、不良纱线瑕疵、纱线毛羽、纱线计数、纱线捻度等。测量数据被传送到可用于每个纺织机器的数据收集单元(8)。数据接收单元(12)从纺织机器的各种数据收集单元(8)收集数据，并将数据发送到集中式服务器(13)。同样，来自离线实验室仪器的数据，即来自均匀性测试仪(9)、拉伸测试仪(10)、纱线分类系统(11)和捻度测试仪(15)的数据也被传送到集中式服务器(13)。在集中式服务器(13)中对集合的数据进行详细分析。
在实施例中，集中式服务器可仅从数据接收单元(12)接收数据，并将数据传送到执行集合的数据分析的离线实验室仪器的计算机。
图3示出了在线传感器(3)具有指示纺织材料(2)中发生瑕疵的原因的指示器(14)的实施例。缺陷的原因由图1和图2所示的均匀性测试仪(9)识别。在线传感器中缺陷原因的这种指示将有助于在发生这样的指示(14)时立即注意到纺织机器中的故障。
在本发明的实施例中，该系统将来自纺织机的在线质量数据如环锭纺纱与离线实验室测试仪器集成，所述实验室测试仪器诸如均匀性测试仪(9)、拉伸测试仪(10)、纱线分类系统(11)或捻度测试仪(15)，以便在这些离线仪器中提供有用的数据，以方便用户对超出限制的纺织材料进行详细分析。
作为实例，在线质量监测系统可找到针对特定生产位置超出限制的参数，并提供如机器细节、生产位置、纱线计数、线密度和纺织材料的其他质量参数等信息。这些细节从在线监测系统传输到相关的离线测试仪器，以便用户可通过在相关离线测试仪器中测试纺织材料来详细解释。应该注意的是，计算机是“离线仪器”的组成部分，并且从在线监测系统传输到离线仪器的数据由这些计算机处理。
在线监测系统包括位于环锭细纱机的各个输送点上的传感器(3)，其监测纺织材料(2)的状态。从输送辊(1)输送后的纺织材料(2)进一步通过在钢领(5)上旋转的钢丝圈(6)传送。纺织材料(2)最终缠绕在纺锤(7)上旋转的管纱(4)上。
作为更具体的实例，如果通过纺织机的在线监测系统识别到纺织材料中的较高的薄段瑕疵，则将机器编号、纺锤编号、线密度和纺织材料的其他质量参数等细节传送到相关在线实验室仪器。在这种情况下，当在均匀性测试仪(9)和纱线分类系统(11)中测量薄段瑕疵，而且当由于薄段瑕疵导致低强度，而在拉伸测试仪(10)中测量强度时，来自在线监测系统的数据被传输到所有三种离线仪器，诸如均匀性测试仪(9)、拉伸测试仪(10)和纱线分类系统(11)。一旦传输细节，用户可在离线系统中评估缺陷的根本原因。在这种情况下，作为实例，用户可测试来自环锭细纱机的纺织材料，并且可分析纺织材料的光谱图以识别是否发生任何周期性的薄段瑕疵。在任何周期性缺陷的情况下，离线仪器能够识别负责周期性的更高薄段瑕疵的环锭细纱机的组件。因此，这种集成系统有助于立即注意到缺陷的根本原因。
在本发明的优选实施例中，在线质量监测系统可具有安装在每个生产位置上的多个传感器(3)，其连续地测量从输送辊(1)传送的纺织材料(2)的质量，并且所测量的数据传送到每台机器可用的数据收集单元(8)。数据接收单元(12)从纺织机器的多个数据收集单元(8)收集数据，并将数据传送到离线实验室仪器(9，10，11和15)的计算机。
在替代实施例中，来自数据接收单元(12)的数据可被传送到集中式服务器(13)。同样地，来自离线实验室仪器的数据也传输到集中式服务器(13)。可在集中式服务器中进行详细分析，将在线和离线数据进行关联，以进一步研究质量。
在先前说明的实施例中，稍微改变，集中式服务器(13)可从数据接收单元(12)收集数据并将数据传送到离线仪器(9，10，11和15)。
在线和离线数据的集成还包括智能分析。作为实例，来自在线质量监测系统的纺织材料的厚段的数据以及离线均匀性测试仪(9)中的频谱图数据可一起用于找到产生这种周期性瑕疵的机器的组件以及这种偏差发生的时间。这将进一步有助于对机械组件进行详细的故障分析。
在这样的上述情况下，在优选实施例中，在线监测系统中可有一个光指示(14)，该光指示(14)警告用户机器中存在可用于引起该周期瑕疵的组件。光指示(14)可以是引起周期性瑕疵的组件的文本、图标或图像，从而警告部门的技术人员立即注意有缺陷的组件。
类似地，对于在线监测系统检测到的各种缺陷，不同的颜色灯指示可用稳定发光、闪烁或以不同频率闪烁表示。这些信息也可在相关的离线实验室仪器中进行视觉传递和表示。
附图标号列表
1.输送辊
2.纺织材料
3.传感器
4.管纱
5.钢领
6.钢丝圈
7.纺锤
8.数据收集单元
9.均匀性测试仪
10.拉伸测试仪
11.纱线分类系统
12.数据接收单元
13.集中式服务器
14.光指示装置
15.捻度测试仪
Claims (26)
1.一种用于将纺织品制造单元的在线质量监测装置与离线实验室测试仪器集成的系统，其中，所述在线质量监测装置包括安装在多个生产位置上的多个传感器(3)，所述多个传感器连续地生成生产过程的质量数据，并且每当所述质量数据超过预设质量参数，就将所述质量数据传输到所述离线实验室测试仪器(9，10，11和15)，从而有助于用户立即注意偏离设定的质量标准的样品或生产位置，并且能够立即分析所述在线监测装置用信号通知的这种缺陷的原因，以启用适当的纠正措施。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述多个传感器(3)安装在每个生产位置以连续测量从辊(1)传送的纺织材料(2)的质量；数据收集单元(8)，在传输测量的数据的每个机器处可用并用于数据收集；数据接收单元(12)，收集来自每个纺织机器的多个所述数据收集单元(8)的数据；以及用于每当传输的数据没有达到预设的质量标准将所述数据传送到所述离线实验室测试仪器(9，10，11和15)的装置，以进行进一步分析。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，来自所述数据接收单元的数据被直接发送到中央服务器(13)，并且来自所述离线实验室测试仪器的数据也被发送到所述中央服务器(13)，在所述中央服务器，执行将在线数据和离线数据相关联的详细分析以进一步研究偏离预设质量标准的原因。
4.根据权利要求1所述的系统，其中，中央服务器(13)从数据接收单元(12)收集数据并将数据发送到所述离线实验室测试仪器(9，10，11和15)用于进一步分析。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述数据传输通过选自RS 232、RS422、TCP/IP和控制器区域网络CAN中的一种的有线技术或通过选自Wi-Fi和蓝牙中的一种的无线技术进行。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中，所述离线实验室测试仪器包括用于测量纺织材料的质量的均匀性测试仪(9)、拉伸测试仪(10)、纱线分类系统(11)和捻度测试仪(15)。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，纺织材料中的瑕疵由纺织机器的所述在线质量监测装置识别，并且包括机器编号、纺锤编号、线密度和所述纺织材料的质量参数的细节被传送到相关离线实验室测试仪器。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，所述系统使得所述用户能够在所述离线实验室测试仪器中评估所述缺陷的根本原因。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，以包括数字信息或光信号的任何形式向机器用户通知有缺陷的机器或所述有缺陷机器的部分。
10.根据权利要求9所述的系统，其中，所述在线质量监测装置上的光指示装置(14)在每当所述有缺陷的机器中的组件导致周期性瑕疵时警告所述机器用户。
11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述光指示装置生成引起所述缺陷和瑕疵的所述有缺陷的机器的组件的文本、图标或图像，从而提醒部门的技术人员立即注意有缺陷的组件以设置正确的位置。
12.根据权利要求11所述的系统，其中，所述在线质量监测装置检测到的缺陷由不同的颜色灯指示器以稳定发光、闪烁或以不同频率闪烁的方式发出信号，以表示纺织材料的各种状况。
13.根据权利要求12所述的系统，其中，由所述在线质量监测装置检测和可视地指示的缺陷被发送到所述离线实验室测试仪器，并通过光指示装置或彩色灯指示器视觉地表示。
14.一种将纺织品制造单元的在线质量监测装置与离线实验室测试仪器进行集成的方法，其中，所述在线质量监测装置的安装在多个生产位置上的传感器(3)连续地生成关于生产过程的质量参数的数据，并且每当所述数据超出了预设质量标准，将所生成的数据传输到所述离线实验室测试仪器(9，10，11和15)，以使得用户立即注意到偏离所述预设质量标准的样品或生产位置，并且分析所述在线质量监测装置用信号通知的这些缺陷的原因，以采取必要的纠正措施。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，由所述在线质量监测装置生成的数据首先在数据收集单元(8)收集，然后将来自多个数据收集单元的数据收集在数据接收单元(12)中，所述数据从所述数据接收单元(12)传输到所述离线实验室测试仪器以进行分析。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述数据接收单元处收集的数据和由所述离线实验室测试仪器生成的数据都被发送到中央服务器(13)，以分析纺织材料的质量。
17.根据权利要求15所述的方法，其中，中央服务器(13)从所述数据接收单元收集所述数据，并将所述数据发送到所述离线实验室测试仪器，以进行进一步分析。
18.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述数据通过选自RS 232、RS422、TCP/IP和控制器区域网络CAN中的一种的有线技术或通过选自Wi-Fi和蓝牙中的一种的无线技术传输。
19.根据权利要求14至18中任一项所述的方法，其中，所述离线实验室测试仪器包括用于测量纺织材料的质量的均匀性测试仪(9)、拉伸测试仪(10)、纱线分类系统(11)和捻度测试仪(15)。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，纺织材料中的瑕疵由纺织机器的所述在线质量监测装置识别，并且包括机器编号、纺锤编号、线密度和所述纺织材料的质量参数的细节被传送到相关离线实验室测试仪器。
21.根据权利要求14至17中任一项所述的方法，其中，所述用户能够根据所述离线实验室测试仪器的读数来评估所述缺陷的根本原因。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，引起瑕疵的有缺陷的机器或所述有缺陷的机器的部分以包括数字信息或光信号的任何形式被识别和通知给所述用户。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述在线质量监测装置上的光指示装置(14)在每当所述有缺陷的机器中的组件导致周期性瑕疵时警告所述用户。
24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述光指示装置生成引起所述周期性瑕疵的所述有缺陷的机器的组件的文本、图标或图像，从而提醒部门的技术人员立即注意有缺陷的组件以设置正确的位置。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述在线质量监测装置检测到的缺陷由不同的颜色灯指示器以稳定发光、闪烁或以不同频率闪烁的方式发出信号，以表示纺织材料的各种状况。
26.根据权利要求25所述的方法，其中，由所述在线质量监测装置检测和视觉指示的缺陷信息被传送到所述离线实验室测试仪器，并且通过光指示装置或颜色灯指示器视觉地表示。
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