CN109626126B - 一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，在丝卷卷绕过程中在线测试长丝张力后，分别计算张力波动绝对值|ηT|和张力差波动绝对值|ηTm|，根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率；ηTm是通过在线测试M分钟内长丝的张力大小，每隔S秒记录一次，按时间顺序将张力数据分为n组，并对n组数据进行处理得到的；根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率是指当|ηT|<2％且|ηTm|≤4％时，不作任何调整；当|ηT|>8％或|ηTm|>4％时，停机检查；其他情况，则按

Description

一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法
技术领域
本发明属于化纤丝卷卷绕控制技术领域，涉及一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，具体涉及一种通过测试长丝张力计算张力波动和张力差波动并基于此控制丝卷卷绕超喂率的方法。
背景技术
在长丝的生产过程以及以长丝作为原材料的后道生产工序中，长丝所受张力与其性能直接相关，因此往往需要保证长丝张力稳定在一定范围内，否则长丝性能会存在较大的波动。此外张力波动过大，还会极大的影响丝卷的卷装外观。
现阶段一般还是通过定时人工检测长丝质量以保证长丝质量的稳定，这主要是通过人眼进行判别，而人眼的辨别能力有限且不同人有着不同的检测标准，难以统一，反馈较慢，难以实时反映长丝的状态。还有在长丝丝卷的外观判别上，只有长丝张力远超出正常张力范围时才能通过丝卷的形态判别，大多数情况下，长丝张力过大或过小反映在丝卷上的形态差异并不足以通过人眼辨别。如不能精确地将生产过程的异常状态检测出来，会给后道工序留下诸多隐患，这不仅会极大地影响后续产品的质量，给企业带来财产损失，而且也会极大地影响企业的声誉。此外，即使判别出了长丝张力过大，需依靠操作人员的经验对长丝张力进行调整，难以准确控制长丝张力波动。
因此，开发一种反馈迅速且控制精度高的能够保证长丝卷装质量的方法极具现实意义。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术控制精度差、反馈缓慢的缺陷，提供一种反馈迅速、控制精度高的通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率从而保证卷装质量的方法。本发明成功解决了纺丝卷绕过程中由于卷绕装置的不稳定亦或是卷绕装置机构本身的问题所带来的长丝张力差别过大所导致的长丝质量差异以及丝卷卷装不良的问题，很大程度地弥补了现有技术无法保证长丝张力稳定以及丝卷卷装质量的缺陷。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，在丝卷卷绕过程中，在线测试长丝张力后，分别计算张力波动绝对值|ηT|和张力差波动绝对值|ηTm|，根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率；
张力波动ηT的计算公式如下：
ηT＝(T1-T0)/T0×100％；
式中，T1为实际卷绕张力，T0为历史长丝卷绕张力的平均值，历史长丝是指已经生产的与当前长丝品种和规格相同的长丝；
张力差波动ηTm是通过在线测试M分钟内长丝的张力大小，每隔S秒记录一次，共记录M*60/S个张力数据，按时间顺序将张力数据分为n组，再对n组张力数据进行处理得到的，i＝1,2,…,n，张力差波动ηTm的计算公式如下：
ηTm＝(ΔTmax-ΔTmin)/ΔT0×100％；
ΔT0＝(ΔT1+ΔT2+...ΔTi...ΔTn)/n；
ΔTi＝Timax-Timin；
式中，Timax和Timin分别为第i组张力数据的最大值和最小值，ΔTmax和ΔTmin分别为ΔT1～ΔTn中的最大值和最小值；
根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率是指当|ηT|<2％且|ηTm|≤4％时，不作任何调整；当|ηT|>8％或|ηTm|>4％时，停机检查；其他情况，则按调整公式调整丝卷卷绕超喂率，调整公式如下：
Figure BDA0001952694180000021
式中，ηD为期望丝卷卷绕超喂率，
Figure BDA0001952694180000022
为当前丝卷卷绕超喂率；
所述丝卷卷绕超喂率为长丝卷绕过程中牵引罗拉的圆周线速度与喂入罗拉线速度的比率。
本发明控制张力波动和张力差波动保证长丝张力始终维持在一定范围内，本发明在张力波动和张力差波动在一定范围内时还可通过调整丝卷卷绕超喂率保证长丝张力的稳定。本发明的反馈迅速，调节精度高，极大地简化了现有工艺，降低了人力成本。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述在线测试为持续过程，从丝卷开始卷绕时开始，到丝卷结束卷绕时结束。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述在线测试采用张力检测元件。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述调整丝卷卷绕超喂率是通过调整牵引罗拉和/或喂入罗拉的电机的转速实现的。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述牵引罗拉和喂入罗拉的电机上分别设有驱动器，牵引罗拉和喂入罗拉的电机上的驱动器同时与PLC连接，PLC与张力检测元件连接；
所述驱动器用于调控电机的转速，同时用于将电机的实时转速发送至PLC；
所述PLC用于根据长丝张力计算|ηT|和|ηTm|，根据电机的实时转速计算当前丝卷卷绕超喂率，根据|ηT|、|ηTm|和当前丝卷卷绕超喂率计算期望丝卷卷绕超喂率，根据期望丝卷卷绕超喂率调整电机的转速并发送指令至驱动器。此处仅以此为例，本发明的方法并不仅限于此，其他控制系统也可适用于本发明。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述张力检测元件为纱线张力检测仪。本发明的张力检测元件并不仅限于此，其他能完成张力在线监测的设备均可适用于本发明。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述历史长丝卷绕张力的平均值是通过在线测试历史长丝在整个卷绕过程中的实际卷绕张力后进行平均化处理得到的。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述M分钟为5分钟，所述S秒为5秒，所述n组为5组。
如上所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，所述停机检查是指检查卷绕设备的磨损情况以及是否存在异物干扰纺丝工序。
发明机理：
本发明首先通过在线测试长丝张力，计算得到张力波动值和张力差波动值，然后根据张力波动绝对值和张力差波动绝对值确定调整方法，当张力波动绝对值和张力差绝对波动值均在正常范围内即较小时(|ηT|<2％且|ηTm|≤4％)，不对丝卷卷绕超喂率进行调整即不调整长丝张力；当张力波动绝对值或张力差波动绝对值过大时(|ηT|>8％或|ηTm|>4％)，停机检查；当张力波动绝对值和张力差波动绝对值偏离正常范围时(除上述2种情况外的其他情况)，本发明按照
Figure BDA0001952694180000031
调整丝卷卷绕超喂率，以保证长丝张力在一定范围内，如一次调整未能使得张力波动绝对值和张力差波动绝对值均在正常范围内，系统将继续调整直至其均在正常范围内。
有益效果：
(1)本发明的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，可实现对长丝张力波动的实时反馈，反馈速度快，自动化程度高；
(2)本发明的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，调整精度高，降低了人力成本，极具应用前景。
具体实施方法
下面结合具体实施方法，进一步阐述本发明。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，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，具体步骤如下：
(1)在丝卷卷绕过程(从丝卷开始卷绕时开始，到丝卷结束卷绕时结束)中，使用纱线张力检测仪在线测试5分钟内长丝张力，纱线张力检测仪将信号传输给PLC；
(2)PLC计算张力波动绝对值|ηT|和张力差波动绝对值|ηTm|；
张力波动ηT的计算公式如下：
ηT＝(T1-T0)/T0×100％；
式中，T1为实际卷绕张力，T0为历史长丝卷绕张力的平均值，历史长丝是指已经生产的与当前长丝品种和规格相同的长丝，T0是通过在线测试历史长丝在整个卷绕过程中的实际卷绕张力后进行平均化处理得到的；
张力差波动ηTm是通过在线测试5分钟内长丝的张力大小，每隔5秒记录一次，共记录60个张力数据，按时间顺序将张力数据分为5组，再对5组张力数据进行处理得到的，张力差波动ηTm的计算公式如下：
ηTm＝(ΔTmax-ΔTmin)/ΔT0×100％；
ΔT0＝(ΔT1+ΔT2+...ΔTi...ΔT5)/5；
ΔTi＝Timax-Timin；
式中，Timax和Timin分别为第i组张力数据的最大值和最小值，i∈[1,5]，ΔTmax和ΔTmin分别为ΔT1～ΔT5中的最大值和最小值，具体测试时长、记录的时间间隔及组数并不局限于此，本领域技术人员可根据实际情况进行选择；
(3)PLC根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率；
具体为：
当|ηT|<2％且|ηTm|≤4％时，不作任何调整；
当|ηT|>8％或|ηTm|>4％时，PLC发出停机信号，提示工作人员检查卷绕设备的磨损情况以及是否存在异物干扰纺丝工序；
其他情况，则PLC按调整公式调整丝卷卷绕超喂率，调整公式如下：
Figure BDA0001952694180000051
式中，ηD为期望丝卷卷绕超喂率，
Figure BDA0001952694180000052
为当前丝卷卷绕超喂率；
调整过程具体为：PLC根据计算得到的ηD发送指令给牵引罗拉和/或喂入罗拉的电机驱动器，调整牵引罗拉和/或喂入罗拉的电机的转速使得牵引罗拉的圆周线速度与喂入罗拉线速度的比率等于ηD。
经验证，本发明的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，可实现对长丝张力波动的实时反馈，反馈速度快，自动化程度高，调整精度高，能够保证长丝张力稳定在一定范围内，降低了人力成本，极具应用前景。

Claims (8)

1.一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征是：在丝卷卷绕过程中，在线测试长丝张力后，分别计算张力波动绝对值|ηT|和张力差波动绝对值|ηTm|，根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率；
张力波动ηT的计算公式如下：
ηT＝(T1-T0)/T0×100％；
式中，T1为实际卷绕张力，T0为历史长丝卷绕张力的平均值，历史长丝是指已经生产的与当前长丝品种和规格相同的长丝；
张力差波动ηTm是通过在线测试M分钟内长丝的张力大小，每隔S秒记录一次，共记录M*60/S个张力数据，按时间顺序将张力数据分为n组，再对n组张力数据进行处理得到的，i＝1,2,…,n，张力差波动ηTm的计算公式如下：
ηTm＝(ΔTmax-ΔTmin)/ΔT0×100％；
ΔT0＝(ΔT1+ΔT2+...ΔTi...ΔTn)/n；
ΔTi＝Timax-Timin；
式中，Timax和Timin分别为第i组张力数据的最大值和最小值，ΔTmax和ΔTmin分别为ΔT1～ΔTn中的最大值和最小值；
所述M分钟为5分钟，所述S秒为5秒，所述n组为5组；
根据|ηT|和|ηTm|调整丝卷卷绕超喂率是指当|ηT|<2％且|ηTm|≤4％时，不作任何调整；当|ηT|>8％或|ηTm|>4％时，停机检查；其他情况，则按调整公式调整丝卷卷绕超喂率，调整公式如下：
Figure FDA0002426474280000011
式中，ηD为期望丝卷卷绕超喂率，
Figure FDA0002426474280000012
为当前丝卷卷绕超喂率。
2.根据权利要求1所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述在线测试为持续过程，从丝卷开始卷绕时开始，到丝卷结束卷绕时结束。
3.根据权利要求1所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述在线测试采用张力检测元件。
4.根据权利要求3所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述调整丝卷卷绕超喂率是通过调整牵引罗拉和/或喂入罗拉的电机的转速实现的。
5.根据权利要求4所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述牵引罗拉和喂入罗拉的电机上分别设有驱动器，牵引罗拉和喂入罗拉的电机上的驱动器同时与PLC连接，PLC与张力检测元件连接；
所述驱动器用于调控电机的转速，同时用于将电机的实时转速发送至PLC；
所述PLC用于根据长丝张力计算|ηT|和|ηTm|，根据电机的实时转速计算当前丝卷卷绕超喂率，根据|ηT|、|ηTm|和当前丝卷卷绕超喂率计算期望丝卷卷绕超喂率，根据期望丝卷卷绕超喂率调整电机的转速并发送指令至驱动器。
6.根据权利要求3所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述张力检测元件为纱线张力检测仪。
7.根据权利要求1所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述历史长丝卷绕张力的平均值是通过在线测试历史长丝在整个卷绕过程中的实际卷绕张力后进行平均化处理得到的。
8.根据权利要求1所述的一种通过测试长丝张力以控制丝卷卷绕超喂率的方法，其特征在于，所述停机检查是指检查卷绕设备的磨损情况以及是否存在异物干扰纺丝工序。
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