CN111636124B - 一种智能并条管理系统 - Google Patents
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Abstract
一种智能并条管理系统，该系统包括监测模块、喂入控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块和远程管理中心，所述监测模块、喂入控制控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块分别与远程管理中心相连，所述远程管理中心根据监测数据计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，并分别发送至喂棉控制模块、牵伸控制模块和输棉控制模块，对并条工序进行控制处理，通过实时监测棉条质量，对牵伸速度进行实时调控，实现牵伸速度与棉条匀整率的最佳适配调控，从而显著提高输出棉条的匀整率。
Description
技术领域
本发明属于纺纱技术领域，尤其涉及一种智能并条管理系统。
背景技术
并条机通常包括喂入机构、牵伸机构和并条机构，主要用于棉、化纤纺织等加工工艺中，通过牵伸、并合、混合和成条这几道工序制成条干均匀的纤维条，可以将若干纤维加工成具有一定品质要求的纤维条。为了提高并条机的出条质量，通常需要对牵伸机构的牵伸罗拉速度进行精确控制，通过改变牵伸罗拉的速度来调节牵伸比，进而匀整棉条的粗细。现有技术通常采用自调匀整系统控制棉条匀整率，通过检测机构对棉条厚度或线密度进行检测，并将检测到的信号与标准值比较，然后通过控制牵伸机构中伺服电机的转速来改变棉条的牵伸倍数，从而实现自调匀整，达到改善出条质量的目的。
目前自调匀整控制系统可分为三种控制方式：开环控制系统、闭环控制系统和混合环控制系统。开环控制系统是先检测后匀整，即先检测棉条的线密度，检测点位于喂入棉条处，将测量值与给定值进行比较后的偏差送给控制器，然后再调节后罗拉的转速，从而调整输出棉条的线密度。此方法不能对牵伸过程中出现的不匀进行补偿，无法消除牵伸干扰的影响，适应性较差。闭环控制系统的特点是先匀整后检测，在调节机构正常工作的动态过程中，闭环系统输出棉条的精细波动幅度比开环系统大，但闭环系统由于反馈回路的作用，能自动的修正各环节参数变化以及环境干扰的影响，解决生条重量的“漂移”，从而使输出棉条的平均粗细能保持稳定，因此长片段和定量控制较好。但闭环控制系统不能匀整波长等于或小于匀整点到检测点距离的不匀波，从匀整点到检测点之间的距离称为匀整死区，所需时间称为匀整死时。由于匀整死区的存在，它只能匀整较长片段的不匀。匀整死区越大，能匀整的片段越长，而且由于系统的误动作可能造成中、短片段棉条均匀度的恶化。混合环控制系统兼具开环和闭环系统的优点，并能够克服各自的缺点，综合性能较好。但混合环控制系统要同时解决开环和闭环系统中的问题，机构和技术上要复杂得多，成本也较高，急需进一步完善和简化。
基于此，本发明提供一种智能并条管理系统，将模拟运算和机器学习应用于并条管理系统，实现并条工序的高精度控制，显著改善棉条出条质量。
发明内容
针对上述现有技术存在的缺陷，本发明目的在于提供一种智能并条管理系统，通过牵伸速度计算出匀整死区延时时间，进而模拟消除匀整死区造成的监测和控制误差，通过机器学习不断优化喂棉、牵伸和输棉调控参数，实现并条工序的高精度控制，显著改善棉条出条质量。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种智能并条管理系统，其特征在于，包括监测模块、喂入控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块和远程管理中心，所述监测模块、喂入控制控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块分别与远程管理中心相连，所述远程管理中心根据监测数据计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，并分别发送至喂棉控制模块、牵伸控制模块和输棉控制模块，对并条工序进行控制处理。
进一步的，所述远程管理中心包括数据接收单元、模拟计算单元、机器学习单元、数据库单元和数据输出单元；所述数据接收单元用于接收监测数据，所述模拟计算单元根据监测数据模拟计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，所述机器学习单元用于对监测数据进行深度反馈和学习，并对调控参数进行逐级优化，所述数据库单元用于存储监测数据和调控参数以及标准值，所述数据输出单元用于输出喂棉、牵伸和输棉调控参数。
进一步的，所述喂入控制控制模块用于控制喂棉罗拉的喂棉速度，所述牵伸控制模块用于控制牵伸罗拉的牵伸速度，所述输出控制模块用于控制紧压罗拉速度。
进一步的，所述监测模块包括棉条监测单元和速度监测单元，所述棉条监测单元用于监测喂入和输出棉条数据，所述速度监测单元用于监测喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度。
进一步的，所述棉条监测单元采用传感器实时监测喂入棉条和输出棉条厚度，所述速度监测单元采用转速编码器监测喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度。
进一步的，所述棉条监测单元还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测喂入棉条和输出棉条重量；所述远程管理中心根据喂入棉条和输出棉条重量计算喂入棉条和输出棉条线密度。
进一步的，所述远程管理中心将喂入棉条和输出棉条厚度或线密度与标准值进行比较，计算机械牵伸倍数，并根据机械牵伸倍数计算喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度，然后通过数据输出单元分别输出至喂入控制模块、牵伸控制模块和输出控制模块，控制喂棉速度、牵伸速度和紧压罗拉速度。
进一步的，所述远程管理中心的模拟计算单元根据喂入棉条和输出棉条实时厚度或线密度，以棉条长度为横坐标，分别模拟出喂入棉条和输出棉条在长度尺度上的厚度或线密度曲线图。
进一步的，所述远程管理中心的模拟计算单元根据喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度及喂入罗拉与紧压罗拉之间的距离，计算棉条从喂入到输出所经历的延时时间，并根据延时时间将喂入棉条厚度和输出棉条厚度模拟整合在同一长度尺度坐标系中进行等点比对。
进一步的，所述远程管理中心的机器学习单元对喂入棉条和输出棉条的厚度或线密度等点比对结果和调控参数进行深度学习和反馈，实现喂棉、牵伸和输棉调控参数的逐步优化。
有益效果
与现有技术相比，本发明提供的一种智能并条管理系统具有如下有益效果：
(1)本发明通过实时监测棉条质量，对牵伸速度进行实时调控，实现牵伸速度与棉条匀整率的最佳适配调控，从而显著提高输出棉条的匀整率。
(2)本发明通过牵伸速度及匀整死区计算出匀整死区延时时间，并根据延时时间将喂入棉条和输出棉条质量模拟整合在同一长度尺度坐标系中进行等点比对，进而消除匀整死区造成的监测和控制误差，实现并条工序的高精度管控。
(3)本发明通过机器学习单元对喂入棉条和输出棉条的厚度或线密度等点比对结果和调控参数进行深度学习和反馈，实现喂棉、牵伸和输棉调控参数的逐步优化。
附图说明
图1为本发明的并条管理系统的示意图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
一种智能并条管理系统，包括监测模块、喂入控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块和远程管理中心，所述监测模块、喂入控制控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块分别与远程管理中心相连，所述远程管理中心根据监测数据计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，并分别发送至喂棉控制模块、牵伸控制模块和输棉控制模块，对并条工序进行控制处理。
所述远程管理中心包括数据接收单元、模拟计算单元、机器学习单元、数据库单元和数据输出单元；所述数据接收单元用于接收监测数据，所述模拟计算单元根据监测数据模拟计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，所述机器学习单元用于对监测数据进行深度反馈和学习，并对调控参数进行逐级优化，所述数据库单元用于存储监测数据和调控参数以及标准值，所述数据输出单元用于输出喂棉、牵伸和输棉调控参数。
进一步的，所述喂入控制控制模块用于控制喂棉罗拉的喂棉速度，所述牵伸控制模块用于控制牵伸罗拉的牵伸速度，所述输出控制模块用于控制紧压罗拉速度。
进一步的，所述监测模块包括棉条监测单元和速度监测单元，所述棉条监测单元用于监测喂入和输出棉条数据，所述速度监测单元用于监测喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度。
进一步的，所述棉条监测单元采用传感器实时监测喂入棉条和输出棉条厚度，所述速度监测单元采用转速编码器监测喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度。
进一步的，所述棉条监测单元还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测喂入棉条和输出棉条重量；所述远程管理中心根据喂入棉条和输出棉条重量计算喂入棉条和输出棉条线密度。
进一步的，所述远程管理中心将喂入棉条和输出棉条厚度或线密度与标准值进行比较，计算机械牵伸倍数，并根据机械牵伸倍数计算喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度，然后通过数据输出单元分别输出至喂入控制模块、牵伸控制模块和输出控制模块，控制喂棉速度、牵伸速度和紧压罗拉速度。
进一步的，所述远程管理中心的模拟计算单元根据喂入棉条和输出棉条实时厚度或线密度，以棉条长度为横坐标，分别模拟出喂入棉条和输出棉条在长度尺度上的厚度或线密度曲线图。
进一步的，所述远程管理中心的模拟计算单元根据喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度及喂入罗拉与紧压罗拉之间的距离，计算棉条从喂入到输出所经历的延时时间，并根据延时时间将喂入棉条厚度和输出棉条厚度模拟整合在同一长度尺度坐标系中进行等点比对。
进一步的，所述远程管理中心的机器学习单元对喂入棉条和输出棉条的厚度或线密度等点比对结果和调控参数进行深度学习和反馈，实现喂棉、牵伸和输棉调控参数的逐步优化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种智能并条管理系统，其特征在于，包括监测模块、喂入控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块和远程管理中心，所述监测模块、喂入控制模块、牵伸控制模块、输出控制模块分别与远程管理中心相连，所述远程管理中心根据监测数据计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，并分别发送至喂棉控制模块、牵伸控制模块和输棉控制模块，对并条工序进行控制处理；
所述远程管理中心包括数据接收单元、模拟计算单元、机器学习单元、数据库单元和数据输出单元；所述数据接收单元用于接收监测数据，所述模拟计算单元根据监测数据模拟计算喂棉、牵伸和输棉调控参数，所述机器学习单元用于对监测数据进行深度反馈和学习，并对调控参数进行逐级优化，所述数据库单元用于存储监测数据和调控参数以及标准值，所述数据输出单元用于输出喂棉、牵伸和输棉调控参数；
所述远程管理中心的模拟计算单元根据喂入棉条和输出棉条实时厚度或线密度，以棉条长度为横坐标，分别模拟出喂入棉条和输出棉条在长度尺度上的厚度或线密度曲线图；
所述远程管理中心的模拟计算单元根据喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度及喂入罗拉与紧压罗拉之间的距离，计算棉条从喂入到输出所经历的延时时间，并根据延时时间将喂入棉条厚度和输出棉条厚度模拟整合在同一长度尺度坐标系中进行等点比对。
2.根据权利要求1所述的一种智能并条管理系统，其特征在于，所述喂入控制模块用于控制喂棉罗拉的喂棉速度，所述牵伸控制模块用于控制牵伸罗拉的牵伸速度，所述输出控制模块用于控制紧压罗拉速度。
3.根据权利要求2所述的一种智能并条管理系统，其特征在于，所述监测模块包括棉条监测单元和速度监测单元，所述棉条监测单元用于监测喂入和输出棉条数据，所述速度监测单元用于监测喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度。
4.根据权利要求3所述的一种智能并条管理系统，其特征在于，所述棉条监测单元采用传感器实时监测喂入棉条和输出棉条厚度，所述速度监测单元采用转速编码器监测喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度。
5.根据权利要求4所述的一种智能并条管理系统，其特征在于，所述棉条监测单元还包括称重传感器，所述称重传感器用于检测喂入棉条和输出棉条重量；所述远程管理中心根据喂入棉条和输出棉条重量计算喂入棉条和输出棉条线密度。
6.根据权利要求5所述的一种智能并条管理系统，其特征在于，所述远程管理中心将喂入棉条和输出棉条厚度或线密度与标准值进行比较，计算机械牵伸倍数，并根据机械牵伸倍数计算喂入罗拉、牵伸罗拉和紧压罗拉的速度，然后通过数据输出单元分别输出至喂入控制模块、牵伸控制模块和输出控制模块，控制喂棉速度、牵伸速度和紧压罗拉速度。
7.根据权利要求1所述的一种智能并条管理系统，其特征在于，所述远程管理中心的机器学习单元对喂入棉条和输出棉条的厚度或线密度等点比对结果和调控参数进行深度学习和反馈，实现喂棉、牵伸和输棉调控参数的逐步优化。
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