梳棉机自调匀整控制设备的制作方法

本发明属于纺织机械机电一体化技术领域，具体地涉及一种梳棉机自调匀整装置结构的改进。

背景技术：

梳棉机自调匀整装置是一种用来控制梳理机输出生条粗细不匀的自动调节装置，根据喂入纤维层不同时刻的厚度差异自动调节牵伸倍数，使生条单位长度粗细稳定在一定的水平，从而达到人们预期的要求。

早期的纯机械式自调匀整装置早已被淘汰，近年来的电子式自调匀整装置得到了较好的发展，国内外主要机型有法国SACM型、美国ST型以及无锡YZ-1型和青岛FT021型自调匀整装置等，但是国外先进机型技术由于保密等原因难以复制，国内短开环式自调匀整装置通常由于延迟时间、测量不准确以及采用定时法延迟控制算法等原因，难以实现针对性匀整。

技术实现要素：

本发明就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供一种梳棉机自调匀整控制设备；本发明可有效改善生条质量，相比于无自调匀整装置时，棉纤维生条质量不匀率明显下降，腈纶纤维生条质量不匀率明显下降，为后续纺纱工序打下良好基础，应用前景较好。

为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。

本发明梳棉机自调匀整控制设备，包括给棉检测机构、控制机构、执行机构；其结构要点是：所述给棉检测机构包括位移传感器、给棉板、给棉罗拉、压棉辊、喂棉帘子，所述控制机构为PLC，所述执行机构包括变频器和给棉电动机；所述PLC的输出端连接变频器的输入端，变频器的信号输出端连接给棉电动机，所述给棉电动机连接给棉板；所述给棉板设置在给棉罗拉的上方；所述PLC的信号输入端还分别连接有触摸屏、编码器，所述位移传感器的输出端连接PLC的输入端，所述PLC的输入端还连接有开关量按钮。

作为本发明的一种优选方案，所述PLC采用欧姆龙CP1H-XA40DT-D型PLC。

作为本发明的另一种优选方案，所述变频器采用SViG5LS 变频器。

作为本发明的另一种优选方案，所述给棉电动机采用三相异步电动机。

本发明的有益效果是。

1、本发明提供的梳棉机自调匀整控制设备，包括位移传感器、给棉板、给棉罗拉、压棉辊、喂棉帘子，PLC、触摸屏、编码器、三变频器、相异步电动机，通过触摸屏、编码器、位移传感器、PLC及变频电动机协调配合，共同组成窄幅数字化梳棉机自调匀整。采用测长标记法测定了匀整机构的延迟时间，解决了其延迟时间不易测量的难题；舍弃常规的定时延迟算法，采用定位移法设计延迟控制程序，实现针对性匀整的要求。本发明有效地改善了生条质量，相比于无自调匀整装置，棉纤维生条1m和5m的质量不匀率分别改善15.36%和6.42%，腈纶生条1m和5m的质量不匀率分别改善14.85%和6.82%。

附图说明

图1是本发明梳棉机自调匀整控制设备的给棉检测机构示意图。

图2是本发明梳棉机自调匀整控制设备的自调匀整控制系统连接框图。

图中标记：1为喂棉帘子、2为压棉辊、3为给棉罗拉、4为给棉板、5为位移传感器。

具体实施方式

结合附图1和2所示，本发明梳棉机自调匀整控制设备，包括给棉检测机构、控制机构、执行机构；其结构要点是：所述给棉检测机构包括位移传感器、给棉板、给棉罗拉、压棉辊、喂棉帘子，所述控制机构为PLC，所述执行机构包括变频器和给棉电动机；所述PLC的输出端连接变频器的输入端，变频器的信号输出端连接给棉电动机，所述给棉电动机连接给棉板；所述给棉板设置在给棉罗拉的上方；所述PLC的信号输入端还分别连接有触摸屏、编码器，所述位移传感器的输出端连接PLC的输入端，所述PLC的输入端还连接有开关量按钮。

所述PLC采用欧姆龙CP1H-XA40DT-D型PLC。

所述变频器采用SViG5LS变频器。

所述给棉电动机采用三相异步电动机。

结合本发明的技术方案阐述自调匀整实现过程：当纤维层未进入握持钳口时提取位移传感器初始数据，多个值取平均(采用多块分段式给棉板)，即得到初始位置值。当纤维层喂入钳口时，由于棉层厚度的存在，使给棉板偏离原来的位置，进而带动位移传感器运动到新的位置，此时提取理论位置数据，多个值取平均即为理论位置值。理论位置与初始位置的差值就是棉层的理论厚度。

此后，每次采样即得到棉层的实时厚度，与理论厚度相比较，求出偏差，经过延时，根据偏差求出给棉罗拉电动机频率的调节量，进而调节给棉速度，达到匀整的效果。

如图2所示，为本发明梳棉机自调匀整控制设备的自调匀整控制系统连接框图。图中，采用欧姆龙CP1H-XA40DT-D型PLC作为控制机构，根据设定的理论厚度和检测到的实时厚度计算给棉罗拉电动机频率的调节方向和调节量；采用SViG5LS变频器和三相异步交流电动机组成执行机构，根据PLC输出的频率调节方向和调节量控制给棉罗拉的转速，给棉罗拉的转速经编码器反馈到PLC。

本发明自调匀整控制的算法采用定位移延迟控制算法，即预先测量棉层从检测点到匀整点的距离，然后对采样点采样，经预先测量的距离后再调节给棉罗拉转速实现匀整效果。传统设备普遍采用延时控制算法，即预先计算棉层从检测点到匀整点所需要的时间，然后对采样点采样，经预先计算时间后再调节给棉罗拉转速实现匀整效果，但是在自调匀整装置运行条件下给棉罗拉速度频繁变化导致该延时不恒定，会导致累计误差，无法满足开环式自调匀整装置针对性匀整的要求。

本发明通过控制给棉电动机变频器的输出频率来实现转速控制，输出频率越高，电动机速度就越高，反之越低。

本发明自调匀整控制的流程：首先上电完成系统的初始化，然后读取触摸屏输入的工艺参数，再根据纤维层初始厚度计算出理论的给棉频率；之后，通过编码器发出的脉冲数来对棉层进行定长检测，每个检测值放入对列表的头端，同时使原有数据依次后移，经过延迟，待其到达对列表尾端即检测点纤维到达匀整点时按照此厚度值调节给棉罗拉转速即进行定长匀整，以此来保证单位时间内喂入纤维量恒定不变，实现自调匀整的目的。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。