CN108646808B - 染色机的温度控制系统及其温度控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种染色机的温度控制系统，包括下位机和上位机。上位机通过通讯适配器与下位机进行通讯连接。下位机分别与继电器模块、模拟量输出模块和温度检测模块连接，继电器模块包括直接加热继电器和间接加热继电器，直接加热继电器和间接加热继电器分别与直接加热电磁阀和间接加热电磁阀连接，模拟量输出模块连接有蒸汽比例调节阀，温度检测模块用于检测染色机的染缸的染液的温度。一种温度控制系统的温度控制方法包括如下步骤：设定目标温度、升温速率和保温时间；选择继电器加热模式或者模拟量加热模式对染缸的染液进行加热。本发明的染色机的温度控制系统及其温度控制方法，能灵活控制染液的温度，且温度控制精度高，温度控制稳定。
Description
技术领域
本发明属于染色机技术领域，涉及一种染色机的温度控制系统以及温度控制方法。
背景技术
染色机染色过程中，染缸内染液的温度是非常重要的工艺参数之一，如果染液的温度控制精度较差，容易导致产生色差、色花和色圈等不良现象，从而影响到纺织物的整体染色质量。染色过程中染缸的染料的温度控制是分段式控制的，温度控制模型是非线性的，在规定时间内必须严格按照设定的温度工艺曲线执行。
目前，很多染色机的温度控制系统往往存在一些不足点：温度控制不够灵活，温度控制精度不高，温度控制稳定性较差，容易导致染缸内染液的温度偏高或者偏低，无法满足染色工艺的要求，从而影响染色质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种控制精度高和控制稳定的染色机的温度控制系统以及温度控制方法。
就染色机的温度控制系统而言，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种染色机的温度控制系统，包括下位机和上位机，所述上位机通过通讯适配器与所述下位机进行通讯连接，所述下位机分别与继电器模块、模拟量输出模块和温度检测模块连接，所述继电器模块包括直接加热继电器和间接加热继电器，所述直接加热继电器和间接加热继电器分别与直接加热电磁阀和间接加热电磁阀连接，所述直接加热电磁阀和间接加热电磁阀分别用于控制直接加热气动阀和间接加热气动阀，所述模拟量输出模块连接有蒸汽比例调节阀，所述温度检测模块用于检测染色机的染缸的染液的温度。
进一步的，所述温度检测模块包括温度传感器和AD转换器，所述温度传感器与AD转换器连接，所述AD转换器与所述下位机连接。
进一步的，所述蒸汽比例调节阀的一端与蒸汽发生器连接，所述蒸汽比例调节阀的另一端与染色机的染缸连接。
进一步的，还包括输入模块、USB接口模块和显示模块，所述输入模块、USB接口模块和显示模块分别与所述下位机连接。
就温度控制系统的温度控制方法而言，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种温度控制系统的温度控制方法，包括如下步骤：
步骤A.设定目标参数：设定目标温度、升温速率和保温时间；
步骤B.选择加热模式：如果选择继电器加热模式则执行步骤C，如果选择模拟量加热模式则执行步骤D；
步骤C.在设定直接加热有效的情况下，所述下位机通过所述继电器模块中的间接加热继电器控制所述间接加热电磁阀，所述间接加热电磁阀控制所述间接加热气动阀开启，蒸汽发生器向间接加热器输入蒸汽，所述间接加热器对染缸的染液进行间接加热，当所述间接加热气动阀全开仍达不到设定的升温速率时，所述下位机会通过所述继电器模块中的直接加热继电器控制所述直接加热电磁阀，所述直接加热电磁阀控制所述直接加热气动阀开启，蒸汽发生器直接向染缸的染液输入蒸汽进行直接辅助加热，使染液的升温速率接近并达到设定的升温速率，并保持升温速率稳定，当染缸的染液的温度升到目标温度时，所述下位机控制所述直接加热气动阀关闭停止对染缸的染液进行直接辅助加热，所述下位机控制所述间接加热气动阀继续开启对染缸的染液进行控温，使染液按设定的保温时间进行保温；
步骤D.所述下位机控制所述模拟量输出模块向所述蒸汽比例调节阀连续输出模拟电流，连续调节蒸汽比例调节阀，蒸汽发生器向染缸输入蒸汽加热染液，使染液的温度按照设定的升温速率升到目标温度，并按设定的保温时间进行保温。
进一步的，设定第一段至第N段的目标温度、升温速率和保温时间，其中N为正整数，N ≤99。
进一步的，间接加热完毕后，所述目标温度减去染缸的染液的实时温度等于所述补偿值。
进一步的，所述升温速率≤9.9℃/min。
进一步的，所述步骤C中，所述下位机根据PID算法控制所述直接加热继电器，进而控制所述直接加热电磁阀，所述直接加热电磁阀控制所述直接加热气动阀，从而对染缸的染液进行直接辅助加热。
本发明有益效果：本发明的染色机的温度控制系统和温度控制方法，可实现继电器加热和模拟量加热，可根据染液选择不同的加热方式，控制灵活方便；采用继电器加热方式对染液进行加热，当间接加热无法满足升温速率要求时，会启动直接加热对染液进行辅助加热，以满足升温速率要求，提高了温度控制的精准度和稳定性；模拟量加热方式通过精准控制蒸汽比例调节阀也实现了精准和稳定控温，温度控制的精准度也高，温度控制也稳定。
附图说明
图1是本发明实施例的温度控制系统的原理图。
附图标记说明：
上位机1、通讯适配器2、下位机3、输入模块4、USB接口模块5、温度检测模块6、显示模块7、模拟量输出模块8、蒸汽比例调节阀9、继电器模块10、直接加热电磁阀11、间接加热电磁阀12；
AD转换器61、温度传感器62；
直接加热继电器101、间接加热继电器102。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本实施例的染色机的温度控制系统，包括下位机3和上位机1。
上位机1通过通讯适配器2与下位机3进行通讯连接，上位机1用于对下位机3下载工艺，并全程监控下位机3的控温工作。
下位机3分别与继电器模块10、模拟量输出模块8和温度检测模块6连接。继 电器模块10 包括直接加热继电器101和间接加热继电器102，直 接加热继电器101和间接加热继电器102 分别与直接加热电磁阀11和间接加热电磁阀12连接，直接加热电磁阀11和间接加热电磁阀 12分别用于控制直接加热气动阀和间接加热气动阀，直接加热气动阀的一端与蒸汽发生器连接，直接加热气动阀的另一端与染缸连接，间接加热气动阀的一端与蒸汽发生器连接，间接加热气动阀的另一端与间接加热器连接，间接加热器用于间接加热染缸的染液。模 拟量输出模块8连接有蒸汽比例调节阀9，蒸汽比例调节阀9的入口端通过输气管与蒸汽发生器连接，蒸汽比例调节阀9的出口通过输气管与染色机的染缸连接。温度检测模块6用于检测染色机的染缸的染液的温度，温度检测模块6包括温度传感器62和AD转换器61，温度传感器62 与AD转换器61连接，AD转换器61与下位机3连接。
温度控制系统还包括输入模块4、USB接口模块5和显示模块7，输入模块4、USB接口模块5和显示模块7分别与下位机3连接。
一种温度控制系统的温度控制方法，该温度控制方法包括如下步骤：
第一步：设定目标参数：设定第一段至第五段的目标温度、升温速率和保温时间，其中升温速率≤9.9℃/min；
第二步：选择加热模式：如果选择继电器加热模式则执行第三步，如果选择模拟量加热模式则执行第四步；
第三步：在设定直接加热有效的情况下，下位机3通过继电器模块10中的间接加热继电器102控制间接加热电磁阀12，间接加热电磁阀12控制间接加热气动阀开启，蒸汽发生器向间接加热器输入蒸汽从而对染缸的染液进行间接加热，由于蒸汽压力不够，间接加热气动阀全开仍达不到设定的第一段升温速率时，下位机3根据PID算法控制继电器模块10中的直接加热继电器101从而控制直接加热电磁阀11，直接加热电磁阀11控制直接加热气动阀开启，蒸汽发生器直接向染缸的染液输入蒸汽进行直接辅助加热，使染液的升温速率接近并达到设定的第一段升温速率，并保持升温速率稳定，当染缸的染液的温度升到第一段目标温度时，下位机3控制直接加热气动阀关闭停止对染缸的染液进行直接辅助加热，下位机3控制间接加热气动阀继续开启对染缸的染液进行控温，使染液按设定的第一段保温时间进行保温，第一段保温时间结束后依次进行第二段到第五段的控温，第二段到第五段的控温原理与第一段的控温原理相同；
第四步：下位机3控制模拟量输出模块8向蒸汽比例调节阀9连续输出模拟电流，模拟电流的范围为4-20mA，连续调节蒸汽比例调节阀9，蒸汽发生器向染缸输入蒸汽对染缸的染液进行加热，使染液的温度按照设定的第一段升温速率升到第一段目标温度，并按设定的第一段保温时间进行保温，第一段保温时间结束后依次进行第二段到第五段的控温，第二段到第五段的控温原理与第一段的控温原理相同。
本发明的染色机的温度控制系统和温度控制方法，可实现继电器加热和模拟量加热，可根据染液选择不同的加热方式，控制灵活方便；采用继电器加热方式对染液进行加热时，当间接加热无法满足升温速率要求时，会启动直接加热对染液进行辅助加热，以满足升温速率要求，提高了温度控制的精准度和稳定性；模拟量加热方式通过精准控制蒸汽比例调节阀也实现了精准和稳定控温，温度控制的精准度也高，温度控制也稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种染色机的温度控制系统，包括下位机(3)和上位机(1)，所述上位机(1)通过通讯适配器(2)与所述下位机(3)进行通讯连接，所述下位机(3)分别与继电器模块(10)、模拟量输出模块(8)和温度检测模块(6)连接，所述继电器模块(10)包括直接加热继电器(101)和间接加热继电器(102)，所述直接加热继电器(101)和间接加热继电器(102)分别与直接加热电磁阀(11)和间接加热电磁阀(12)连接，所述直接加热电磁阀(11)和间接加热电磁阀(12)分别用于控制直接加热气动阀和间接加热气动阀，所述模拟量输出模块(8)连接有蒸汽比例调节阀(9)，所述温度检测模块(6)用于检测染色机的染缸的染液的温度；
所述温度检测模块(6)包括温度传感器(62)和AD转换器(61)，所述温度传感器(62)与AD转换器(61)连接，所述AD转换器(61)与所述下位机(3)连接；
所述蒸汽比例调节阀(9)的一端与蒸汽发生器连接，所述蒸汽比例调节阀(9)的另一端与染色机的染缸连接；
还包括输入模块(4)、USB接口模块(5)和显示模块(7)，所述输入模块(4)、USB接口模块(5)和显示模块(7)分别与所述下位机(3)连接；
其特征在于：所述温度控制系统的温度控制方法，包括如下步骤：
步骤A.设定目标参数：设定目标温度、升温速率和保温时间；
步骤B.选择加热模式：如果选择继电器加热模式则执行步骤C，如果选择模拟量加热模式则执行步骤D；
步骤C.在设定直接加热有效的情况下，所述下位机(3)通过所述继电器模块(10)中的间接加热继电器(102)控制所述间接加热电磁阀(12)，所述间接加热电磁阀(12)控制所述间接加热气动阀开启，蒸汽发生器向间接加热器输入蒸汽，所述间接加热器对染缸的染液进行间接加热，当所述间接加热气动阀全开仍达不到设定的升温速率时，所述下位机(3)会通过所述继电器模块(10)中的直接加热继电器(101)控制所述直接加热电磁阀(11)，所述直接加热电磁阀(11)控制所述直接加热气动阀开启，蒸汽发生器直接向染缸的染液输入蒸汽进行直接辅助加热，使染液的升温速率接近并达到设定的升温速率，并保持升温速率稳定，当染缸的染液的温度升到目标温度时，所述下位机(3)控制所述直接加热气动阀关闭停止对染缸的染液进行直接辅助加热，所述下位机(3)控制所述间接加热气动阀继续开启对染缸的染液进行控温，使染液按设定的保温时间进行保温；
步骤D.所述下位机(3)控制所述模拟量输出模块(8)向所述蒸汽比例调节阀(9)连续输出模拟电流，连续调节蒸汽比例调节阀(9)，蒸汽发生器向染缸输入蒸汽加热染液，使染液的温度按照设定的升温速率升到目标温度，并按设定的保温时间进行保温。
2.根据权利要求1所述的一种染色机的温度控制系统，其特征在于，设定第一段至第N段的目标温度、升温速率和保温时间，其中N为正整数，N≤99。
3.根据权利要求1所述的一种染色机的温度控制系统，其特征在于，间接加热完毕后，所述目标温度减去染缸的染液的实时温度等于补偿值。
4.根据权利要求1所述的一种染色机的温度控制系统，其特征在于，所述升温速率≤9.9℃/min。
5.根据权利要求1所述的一种染色机的温度控制系统，其特征在于，所述步骤C中，所述下位机(3)根据PID算法控制所述直接加热继电器(101)，进而控制所述直接加热电磁阀(11)，所述直接加热电磁阀(11)控制所述直接加热气动阀，从而对染缸的染液进行直接辅助加热。
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