Способ автоматического управления процессом производства пряжи из хлопкового волокна

 

Изобретение относится к текстильной промышленности. Цель изобретения - повышение качества и количества вырабатываемой пряжи при минимуме ее себестоимости. Способ позволяет обеспечить оптимальный выбор скоростей вращения ножевых и рабочих барабанов и значений разводок колесников колосниковых решеток машин рыхлительно-трепального агрегата по критерию минимума прогноза себестоимости для выбранного сорта пряжи с учетом входных параметров волокна: средней штапельной длины, средней прочности волокна, отходов и т.п. Минимизация себестоимости выработки заданного сорта пряжи производится также с учетом оптимизации степени крутки пряжи на прядильных машинах. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК п 4 Р 01 С 21/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР

1 (21) 4321856/30-12 (22) 14.08.87 (46) 07. 12.89. Бюл. У 45 (71) Институт проблем управления н

Московский текстильный институт

-,им. А.Н.Косыгина (72) В.Г.Гончаров, В.Н.Дынькин, В.В.Макаров и В.М.Чадеев (53) 677.05 1.152(088.8) (56) Васильев Л.И. и Еремина Н.А.

Автоматизированная система управления технологическим процессом в хлопкопрядильном производстве. — М.:

Легкая и пищевая промышленность, 1984, с. 12-14, 22-26. (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ПРОИЗВОДСТВА ПРЯЖИ ИЗ

ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

Изобретение относится к текстильной промышленности.

Цель изобретения — повышение качества и количества вырабатываемой пряжи при минимуме ее себестоимости °

На фиг.1 приведена функциональная схема технологического процесса обработки хлопкового волокна и получения пряжи; на фиг.2 — функциональная схема системы автоматического управления поточной линией.

Поточная линия содержит кипорыхлители 1, смеситель 2, наклонный очиститель 3, дифференциальный очиститель 4, горизонтальный разрыхлитель 5, разрыхлительно-трепальный агрегат 6, резервный питатель 7, „„SU„„1527 4 А1

2 (S7) Изобретение относится к текстильной промыпленности. Цель изобретения — повьиаение качества и количества вырабатываемой прями при минимуме ее себестоимости. Способ позволяет обеспечить оптимальный выбор скоростей вращения ножевых и рабочих барабанов и значений разводок колосников колосниковых решеток ма— шин рыхлительно-трепального агрегата по критерию минимума прогноза себестоимости для выбранного сорта прями с учетои входных параметров волокна: средней штапельной длины, средней прочности волокна, отходов и т.д. Минимизация себестоимости выработки заданного сорта прями производится также с учетом оптимизации степени крутки прями на прядильных машинах. 2 ил. чесальные машины 8,,ленточные машины 9 и прядильные машины 10.

Система автоматического управления процессом производства прями из хлопкового волокна содержит блоки

11-17 контроля прочности, штапельной длины и сумиы пороков волокна, подключенные к входам вычислительного блока 18, связанного также с входами блоков 19-25 контроля количества волокна и сора. Блоки 26-28 контроля скорости вращения рабочих барабанов и разводок колосниковых решеток связаны с соответствующими входами вычислительного блока 18, выходами соединенного с входами блоков 29-31 регулирования скорости

1527334 вращения рабочих барабанов и разводок колосников колосниковых решеток.

Блок 32 контроля количества обратов и рвани и блок 33 контроля количества мычки, степени крутки пряжи и ее обрывности соединены с соответствующими входами вычислительного блока 18, один из выходов которого подключен к входу блока 34 регулирования степени крутки пряхи.

Способ осуществляют следующим образом.

Каждая машина рассматривается как аппарат, преобразующий некоторым образом характеристики обрабатываемого материала. Передаточная функция аппарата зависит от параметров настройки. Большинство машин описываются векторными передаточными функциями. Векторная передаточная функция преобразует вектор, определя» ющий характеристики поступающего сырья или полупродукта, в вектор, определяющий характеристики вьмодящего полупродукта или готовой продукции.На разных машинах преобразуемые векторы могут содержать разное количество компонент.

В ходе экспериментальных исследований установлено, что для каждой машины поточной линии средняя прочность волокна на входе в машину не равна средней прочности волокна на выходе из машины. Поэтому каждая машина может характеризоваться коэффициентом передачи по прочности, который рассчитывается по формуле (;) .1

P() (1 1) (1) где P (j ) — средняя прочность волок на на выкоде j-й машйны;

К р(1) — коэффициент передачи по прочности 1-й машины.

Как правило, К (j) c 1, т.е. каждая

P из машин поточной линии вследствие физико-механических воздействий на волокно снижает его прочность. Для всей поточной линии коэффициент пеО редачи определяется следующим обpasом:

К = К (1) К (2) . ° . К (j) х х ... Кр(Ы), (2) где N — - количество машин поточной линии, Аналогично предлагается характе- ризовать каждую машину коэффициентом передачи средней штапельной длины волокна, который рассчитывается по формуле

К () ->el ó

Р 1 ()-1) (3) 25

K = K (1) Kp(2) ° .:Kg(j) x х ... К (N) (4) Зная прочность волокна в кипе на входе в кипорыхлители и величину

30 коэффициента передачи по прочности поточной линии (2), с учетом выражения (1) можем определить оценку прочности пряжи следующим образом:

35 P(N) = Крр(0), (5) где P(0) — прочность волокна в кипе на входе в кипорыхлители;

P(N) — прочность волокна в пряже.

Среднюю штапельную длину волокна в пряже можно определить, как и в предыдущем случае (5), с ис45 пользованием выражений (3) и (4):

1(N) = К.1(0) (б) 1(0) — средняя штапельная длина волокна в кипе на входе в кипорыхлители;

l(N) — средняя штапельная длина волокна в пряже °

Выражения (5) и (6) учитывают изменение средней прочности и средней штапельной длины волокна в пряже.

Величины P(N) и 1(N) определяют сорт и, следовательно, прогноз стоимости пряжи и обратов. где

10 где 1()) — средняя штапельная длина на выходе j-й машины;

К <(j) — коэффициент передачи по средней штапельной длине

j-й машины.

Как правило, К () < 1, т.е. каждая из машин поточной -линии вследствие фиэико-механических воздействий на волокно снижает его среднюю штапельную длину.

Для всей поточной линии коэффициент передачи определяется следующим образом:

1527334

+ бр

С где

С„р

2о (12) Ьр

Р (1) m Ь„.Ве(0) (8) 55 ор «) (9) Прогноз себестоимости пряжи определялся по следующей зависимости:

С = (1 (д ор + Ь о + 8об обр

Cnp (op op ) Сор (ебр + U (7) прогноз себестоимости пряжи выработанной иэ тонны волокна; цена тонны пряжи прогнозируемого сорта; цена тонны орешка; цена тонны обратов; приращение стоимости ввиду изменения степени крутки пряжи; и

2. d, (j ) — прогнозиja! руемое значение суммарного количества сора, выделяющегося в орешке на всех машинах; и

$, (j ) — прогноja 1 зируемое значение суммарного количества волокна, выделяницегося в орешке на всех машинах; м

S =,Е S (i) — прогноo5p . обр зируемое значение суммарного количества обратов, выделяющегося на чесальных машинах;

D — - среднее количество невидимых отходов;

N — - число машин поточной

ЛИНИИ;

М вЂ” число чесальных машин.

Прогнозируемое значение количества волокна и сора, выделяющегося в орешке на каждой машине поточной линии, и сумму пороков волокна после механического воздействия каждой из машин определяют по следующим формулам: на кипорыхлителях количество сора количество волокна сумма пороков волокне на выходе

Ч.(1) а „% (0) (10) 5 на наклонном очистителе количество cops ор (2) b2 ° + Ь11 1(1) +

+ Ь,. V(1) + Ь„.4 (1), (11) количество волокна (2) = С о + С, q(1) + C„. Ч(1)+ сумма пороков волокна на выходе

20 1(2) d2 + а1%(1) +

+ d2 Ч(1) + d2> д (1); (13) на дифференциальном очистителе

25 количество сора

Р, 3) = Ьзо Ь31 % (2) + Ьзг Ч(2) + Ьз 4 (2), (14) количество волокна

S (3) = С„+ С„q(2) +

+ СЗ1. Ч(2) + C> 4 (2);(15) сумма пороков волокна на выходе

d>î + d 1(2) +

+ d)1. Ч(2) + dз,.4; (16) на горизонтальном очистителе количество сора

4 (4) = Ь4о + Ь4, <(3) +

+ Ь41 V(3) + Ь .h (3); (17) количество волокна

8ор (4) с 4о + с» "L(3) +

+ С „Ч(3) + С„4 (3),(18) сумма пороков волокна на выходе

"1(4) и 4o + d 4r 1. (3) +

+ d 41 ° V(3) + d4> о(3) s (19) 1527334 количество волокна количество сора (23) количество волокна количество рвани количество обратов (28) количество обратов (30) h „+ h„(6) 50

55 на резервном питателе количество сора,Р, (5) =* Ъюо + Ь, (4), (20) S (5) = С, + С, (4)> (21) сумма пороков волокна на выходе 1 (5) = д о + с1 5» ((4); (22) на чесальных машинах у (6) = b, + b„.y(5);

Б,р (6) = С g, + С„ (5); (24) сумма пороков волокна на выходе î + о „y (5) (25

Б (6) = а + а„ (5), (26) Б а р (6) = 1- о + 16, 1(5) э (27) на прядильных машинах количество мычки

Б (7) = я„, + 8,. (6);

Sîá 7) = S p(6) + Бм(7), (29) количество обрывов пряжи где «1 (О) — сумма пороков волокна на входе в кипорыхлите— ли, т;

V(j) — скорость вращения ножевых и рабочих барабанов, об/мин;

4(j) — разводка колосников колосниковых решеток, мм;

Коэффициенты а „,...,h „ оцениваются при отладке процесса по результатам однократных измерений параметров процессаизвестными статистиче10

45 скими методами, например методом наименьших квадратов.

При поступлении новой партии сырья однократно при отладке процесса в блоке 11 контроля контролируют

Hd входе в кипорыхлители 1 входные параметры хлопкового волонка (среднюю штапельную длину, среднюю прочность и сумму пороков). Контролируют среднюю штапельную длину, среднюю прочность и сумму пороков в блоке 12 контроля на входе в смеситель

2, на входе колосниковых решеток и ножевых барабанов каждой из машин

3-5 рыхлительно-трепального агрегата 6 в блоках 13-15 контроля и резервных питателей 7 в блоке 16 контроля. Контролируют количество сора и волокна, выделяющееся в кипорыхлителях 1, в блоке 19 контроля и смесителе 2 — в блоке 20 контроля при различных значениях регулируемых параметров: скоростей вращения ножевых и рабочих барабанов и разводок колосников колосниковых решеток машин разрыхлительно-трепального агрегата 6, контроль за которыми осуществляется в блоках 26-28. Контролируют количество сора и волокна, выделяющееся в орешке на каждой машине разрыхлительно-трепального агрегата 6, в блоках 2 1-23 контроля, сумму пороков хлопкового волокна на входе чесальных машин 8 — в блоке

17 контроля, количество сора и волокна, выделяющееся в орешке, - B блоке 25 контроля, количество обратов и рвани, выделяющееся при чесании, — в блоке 32 контроля, количество мычки, степень крутки пряжи и ее обрывность — в блоке 33 контроля на прядильных машинах 10. С блоков контроля сигналы поступа-, ют на обработку в вычислительный блок 18.

На основании экспериментальных данных составляют уравнения (8) (29) ° Структура уравнений вводится в память электронно-вычислительного блока 18. По результатам экспериментов оценивают коэффициенты а „, ° уравнений (8) — (29) .известными статистическими методами, например методом наименьших квадратов. Определяют зависимость между суммарным количеством сора, волокна, обратов, себестоимостью, сортом и значениями регулируемых параметров всех машин рыхлительно-трепаль9 15273 ного агрегата Ь и входными параметрами хлопкового волокна. Затем для каждой партии сырья контролируют входные параметры хлопкового волокна в блоке 11 контроля на входе в ки5 порыхлители 1. По этим параметрам для различных допустимых значений регулируемых параметров машин рыхлительню-трепального агрегата в 10 блоке 18 прогнозируют суммарное количество сора и волокна, выделяющегося в орешке, суммарное количество обратов согласно зависимостям (8) (29). Учитывая требования на прочность, штапельную длину и сумму пороков волокна в пряже определяют прогноз сорта волокна, из которого фактически формируется пряжа с учетом изменения средней прочности 20 волокна, оцениваемой по формуле (5), и средней штапельной длины волокна, оцениваемой по формуле (6). Определяют прогноз обрывности пряжи согласно зависимости (30). Определяют сорт пряжи на основании прогноза прочности и прогноза суммы пороков в пряже в соответствии с требованиями. Если сорт пряжи не удовлетворяет поставленным требованиям, то выбирают степень крутки пряжи таким образом, чтобы изменить прочность пряжи и, следовательно, если возможно, изменить ее сорт. Для выбранного сорта прогнозируют в блоке 18 себестоимость пряжи согласно зависимости (7). Определяют в .блоке 18 тот набор скоростей вращения ножевых и рабочих барабанов и разводок колосников колосниковых решеток

1 который обеспечивает минимум прогно за себестоимости пряжи:

Я зп C(j)>

J=-1 где N — число возможных вариантов 45 режимов работы поточной линии.

По минимальному значению прогноза себестоимости устанавливают степень механического воздействия на 50 волокно путем изменения скорости вращения ножевых и рабочих барабанов и разводки колосников колосниковых решеток каждой из машин рыхлительнотрепального агрегата 6 с помощью 55 блоков 29-31 регулирования и степень крутки пряжи на прядильных машинах 10 через блок 34 регулирования степени крутки пряжи. юормулаизобретения

Способ автоматического управления процессом производства пряжи из хлопкового волокна, заключающийся в последовательном силовом воздействии на хлопоковое волокно путем разборки и рыхления кип хлопка, смешения разрыхленного хлопкового волокна, его очистки, дополнительного рыхления, чесания хлопкового волокна и формирования мычки, а затем пряжи путем вытягивания мычки и придания ей крутки, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения качества и количества вырабатываемой пряжи при минимуме ее себестоимости,однократно перед разборкой и рыхлением кип волокна контролируют среднюю штапельную длину, среднюю прочность и суммарное количество пороков хлопкового волокна, характеризующие входные качественные параметры исходного хлопкового волокна, при разных режимах интенсивности силового воздействия на хлопковое волокно контролируют среднюю штапельную длину, среднюю прочность, суммарное количество пороков волокна, количество сора и и отходов хлопкового волокна на каждом этапе силового воздействия на него, для каждого режима силового воздействия на хлопковое волокно контролируют количество мычки, выделяющейся в отходы при ее обрыве, степень крутки и сорт вырабатываемой пряжи, рассчитывают зависимости между суммарным количеством сора, количеством отходов волокна, сортом выработанной пряжи, ее себестоимостью, значениями режимов интенсивности силового воздействия на хлопковое волокно и входными качественными параметрами исходного хлопкового волокна, затем для каждой партии кип хлопка контролируют его входные качественные параметры, по полученным зависимостям для разных режимов силового воздействия на волокно рассчитывают суммарное количество сора, отходов волокна и сорт пряжи, а для выработки требуемого сорта пряжи определяют режимы силового воздействия на волокна, минимизирующие количество отходов волокна и степень крутки для выработки требуемого сорта пряжи .

1527334

Составитель Б.Кисин

Редактор В.Петраш Техред М.Ходаннч Корректор Н.Король г.

Заказ 7488/38 Тирах 413 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101