Application pratique des capteurs dans la détection en ligne et l'informatisation des machines à lisier modernes

Le textile est un pilier important de notre économie populaire et une source importante de création de devises pour les exportations, et l'équipement de tissage moderne est la garantie d'un rendement élevé de la production textile. L'équipement de tissage moderne combine l'usinage de précision, l'électro - électronique, l'hydraulique, le pneumatique, l'instrumentation, le bain d'huile *, la lubrification, le contrôle informatique du corps, le résultat du développement scientifique et technologique multidisciplinaire composite. Le processus de sertissage est le cœur de l'usine textile, "minutes de sertissage, classe de machine à tissu", en dehors, il y a aussi une bonne pâte de fil, égale à la moitié du tissu tissé. Cependant, la machine à lisier est la base pour atteindre les objectifs du processus de lisier, en tant que divers capteurs du « système nerveux» dans la machine à lisier est le lien pour atteindre la détection automatique et le contrôle des différents objectifs du processus, est la manifestation concrète de la technologie électronique dans le domaine textile moderne de la mécanisation et de l'électromécanique, est le signe important de la machine à lisier moderne qui la distingue de la machine à lisier traditionnelle. La tendance du développement de la machine à lisier moderne est l'automatisation (détection et contrôle automatiques) et l'informatisation (rétroaction et traitement opportuns, précis, complets, verbaux, graphiques et en réseau des données). L'utilisation de capteurs est la prémisse de l'automatisation et de la construction informatisée des machines à lisier modernes. Les techniciens en génie Textile doivent abandonner le concept du passé de « maintenance mécanique et de maintenance des appareils séparés les uns des autres, de gestion, de personnel de processus et de personnel de maintenance de l'équipement» pour s'adapter à la nouvelle situation de « mécanisation, interpénétration de processus et d'équipement, intégration mutuelle». Maîtriser les capteurs l'application spécifique de cette technologie de pointe sur les machines à lisier peut aider les techniciens à maîtriser les performances globales de l'équipement et à jeter les bases de la maintenance de l'équipement, de la modification technique et du levage des produits. Il est donc nécessaire d'explorer des applications spécifiques sur les machines à auto - enduire de capteurs.

1, principaux types et évaluation des performances des capteurs utilisés par la machine à lisier

1.1 définitions et principaux types

Selon la norme domestique gb7665 - 87, un capteur est défini comme: un dispositif ou un dispositif qui se sent mesuré et converti en un signal utilisable selon une loi définie, généralement composé d'un élément sensible et d'un élément de conversion. Les capteurs sont des dispositifs de détection et répondent aux exigences de transmission, de traitement, de stockage, d'affichage, d'enregistrement et de contrôle de l'information, ce qui constitue une condition préalable à la détection, au contrôle automatique et à l'informatisation. Le capteur utilisé par la nouvelle machine à pâte selon le principe de fonctionnement: divisé en résistances électriques (principalement sensibles à la chaleur, sensibles à l'humidité, etc.), inductance, Hall, ultrasons, feuilles de contrainte, capteurs photoélectriques, etc. Par mesure physique mesurée: capteurs de force, de déplacement, de vitesse, de température, d'humidité et d'angle.

1.2 Évaluation du rendement

Les performances du capteur sont mesurées par ses caractéristiques statiques et dynamiques, dont les principaux paramètres sont: linéarité, sensibilité, résolution et hystérésis, etc. Les caractéristiques dynamiques sont couramment représentées par la réponse en échelon et la réponse en fréquence.

2, application du capteur dans la nouvelle machine à lisier

Le capteur est utilisé sur la nouvelle machine à lisier pour le diamètre de dévidage de la chaîne, le taux de retour d'humidité, la température du four et de la cuve de coulée, la tension des zones, l'allongement des zones, la vitesse de fonctionnement, la détection, etc.

2.1 capteur de température thermorésistif en platine pour la détection et le contrôle de la température

2.1.1 sélection des capteurs

Dans les applications industrielles, la détection de la température, il existe deux formes de thermocouple et de résistance thermique, le type de thermocouple convient à la mesure de températures supérieures à 500 ℃. Pour des températures moyennes et basses inférieures à 500°c, le potentiel thermique de la sortie du thermocouple est faible, ce qui impose des exigences élevées pour les amplificateurs, les mesures anti - brouillage, etc. du compteur secondaire, sinon la mesure est difficile à réaliser; Et dans les régions plus froides, les erreurs relatives causées par les variations de la température à l'extrémité froide sont également remarquables. Il est donc plus approprié d'utiliser un thermomètre à résistance thermique pour mesurer des températures moyennes et basses. La température de séchage du four de la machine à lisier est généralement inférieure à 150 ℃, la température du lisier est inférieure ou égale à 100 ℃, de sorte que vous pouvez prendre un capteur thermorésistif.

2.1.2 principe de thermométrie et sélection des capteurs à résistance thermique

La résistance thermique est mesurée en température sur la base de l'effet thermique de la résistance, c'est - à - dire la caractéristique du corps résistif dont la valeur de résistance varie en fonction de la température. Il est donc possible de mesurer la température tant que l'on mesure la variation de résistance de la résistance thermique de l'inductance. Il existe principalement deux catégories de thermistances métalliques et de thermistances semi - conductrices. La résistance thermique métallique est caractérisée par des mesures précises, une bonne stabilité, des performances fiables et son application généralisée dans le contrôle technique.

Les valeurs de résistance et de température peuvent prendre les relations approximatives suivantes:

Rt = Rt0 [1 + α(tt0)]

Où: RT est la valeur de résistance à la température T; Rt0 est la valeur de résistance correspondante à la température T0 (typiquement T0 = o°c); α est le système de température.

2.1.3 application du capteur de résistance thermique au platine sur la machine à lisier

La machine à lisier utilise principalement un capteur de résistance thermique métal - platine. Zheng machine de filature GA308, Sucker - s432 machine à lisier, etc. la machine à lisier est Pt - 100 résistance thermique au platine, plage de mesure 0 ~ 200 ℃, zui grand courant 20ma, par rapport à la résistance au cuivre, haute précision de la résistance au platine, convient aux milieux neutres et oxydants, bonne stabilité, avec une non - linéarité définie, plus la température est élevée, plus le taux de changement de résistance est faible.

Le capteur de température de résistance thermique de platine détecte et combine l'unité de contrôle pour contrôler la température de boue, la température de séchage dans la gamme de processus. Ce capteur est un capteur à thermistance.

2.1.4 méthode de détection de la température par un capteur à résistance thermique au platine

Température du four ou de la boue détectée par le capteur de température à résistance thermique en platine, sortie du pont avec un signal de tension proportionnel à la température, entrée dans le convertisseur A / D par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel, conversion du signal analogique de tension en un signal de mot, entrée dans le microprocesseur CPU par un isolateur optoélectronique, différence entre la température réelle et la température prédéterminée, sortie de calcul régulière par le CPU, formation d'un signal de courant analogique après isolation optoélectronique, convertisseur D / A et pilote; L'unité de commande adopte le type de commande de déconnexion ou de position, le type de commande de déconnexion est commandé par l'électrovanne pour activer et fermer la vanne à membrane, qui ouvre la vapeur lorsque la température est inférieure à la valeur de consigne. De cette manière, la précision de détection est médiocre pour les fours à inertie thermique importante et a maintenant été remplacée par un mode de contrôle de position avec fonction de régulation PID.

GA308、 Kalmeyer, tsudani hs20, hs40, Zucker s432 machine à lisier et ainsi de suite, la caractéristique est qu'il est possible de régler linéairement l'ouverture de la soupape du cylindre à l'aide d'une vanne proportionnelle, contrôler le débit de vapeur, c'est - à - dire plus près de la valeur de consigne, plus la vanne de vapeur est ouverte et moins, et vice versa, pour contrôler la température.

2.2 capteur de déplacement ultrasonique appliqué à la détection du diamètre de dévidage de l'axe longitudinal

Garantir la tension de déroulement des fils de chaîne entre les différents axes de la chaîne dans la zone de déroulement est un élément important du contrôle du processus de sertissage. La machine à lisier traditionnelle utilise une bande de papier de serrage kilométrique combinée à une pince de chaîne pour ajuster la force de freinage pour contrôler la tension de déroulement de la chaîne, pour garantir que la tension de déroulement de la chaîne individuelle est uniforme et ajustée afin de réduire le rembobinage blanc de la machine, le régulateur de tension Ab de la nouvelle machine à lisier Zucker Sucker - s432 utilise un dispositif de détection de tension mécanique pour détecter la tension de déroulement, la vanne de régulation proportionnelle pneumatique de rétroaction et la valeur de consigne après comparaison, le signal de pression atmosphérique de sortie pour ajuster la tension de déroulement, toujours un type de rétroaction mécanique, un dispositif de contrôle.

La machine à lisier ga301 de Zheng spun utilise un capteur à ultrasons pour détecter le diamètre de dévidage de l'arbre de chaîne, le contrôle par ordinateur ajuste automatiquement la pression du cylindre de frein pour maintenir la tension de dévidage constante. Les capteurs à ultrasons utilisent les propriétés réfléchissantes des ultrasons pour la mesure spatiale et le positionnement. En raison de la courte distance d'essai, son atténuabilité peut ignorer le compteur.

2.3 capteur hygrométrique pour la détection, la rétroaction du taux de retour d'humidité

Le taux de reflux du Slurry est un indicateur important de la qualité du Slurry. Le taux de retour d'humidité affecte directement l'élasticité du film de lisier, la résistance à l'usure du fil de lisier, la clarté de l'ouverture de tissage, le taux de retour d'humidité trop élevé peut également conduire à une bande étroite de tissu Long Yard. Il est donc important pour la détection et le contrôle du taux de reflux. La machine à lisier utilise un capteur de sensibilisateur humide pour tester le taux de retour d'humidité du lisier.

2.3.1 principe de l'essai

La conductivité électrique des matériaux textiles varie en fonction de la teneur en eau et le taux de retour d'humidité correspond à la relation suivante avec la résistance du Slurry:

W = a + blgr

Où: W est le taux de retour d'humidité (%); R est la résistance du Slurry (mΩ); A, B est normal, déterminé par le type de fibre, la densité du fil.

En raison de la relation proportionnelle entre la résistance et le taux de reflux, lorsque le taux de reflux varie peu, la valeur de la résistance varie considérablement, de sorte que les instruments de mesure conçus selon ce principe peuvent atteindre une sensibilité et une précision élevées.

2.3.2 méthode d'essai

L'électricité de mesure de l'humidité en tant que capteur de mesure de l'humidité ajoute une tension de mesure quantitative au fil, avec la variation du taux de retour d'humidité, la résistance du fil change, le courant à travers le fil change également en conséquence, le courant changeant est amplifié dans le Contrôleur et transformé en un signal de tension, comparé à la tension de retour d'humidité prédéterminée, puis un signal impulsionnel est émis par le circuit de commande, qui contrôle la vitesse de montée et de descente de la machine à lisier (en combinaison avec le générateur tachymétrique Hall) pour contrôler le taux de retour d'humidité.

La machine à lisier ga301 utilise un hygromètre m601 fabriqué par la société meistrandberg; La machine à lisier Zucker Sucker - s432 adopte le compteur d'humidité rmsr - 7K et ainsi de suite, tous appartiennent au capteur de thermistance humide.

2.4 capteur de tension à feuille de déformation résistive détecte la tension du lisier

La tension des secteurs de la pâte est un élément important du processus de la pâte, le principe de contrôle de la tension des secteurs de la pâte est: petite tension de déroulage, tension de fente de micro - pâte, tension de séchage, tension de torsion moyenne, grande tension de bobinage. Pour atteindre cet objectif de processus, il est nécessaire d'effectuer des tests sur les différents secteurs du lisier, ce qui est une condition préalable au contrôle de la régulation du processus.

2.4.1 application des capteurs de tension des lames de contrainte

Le capteur de tension à feuille de déformation est utilisé pour détecter la taille de la tension dans les zones de la machine à lisier (fente à lisier, séchage, bouturage et enroulement) et utilise des canons en fer à double courbure (tels que la machine à lisier Zucker Sucker - s432), des canons en fer à double courbure + xp1 (tels que Daya taya500, Cheng spun ga301 machine à lisier, Taiwan, Chine, etc.) et des régulateurs à fréquence variable plus régionaux pour contrôler la vitesse du moteur de l'unité (tels que Zheng spun GA308, Suzhou Shengyuan asga368) pour ajuster le rapport de vitesse des zones pour ajuster la tension.

Kalmeyer, tsugana machine à lisier utilise un capteur de pression de type feuille de contrainte pour détecter la tension de déroulage, la résultante de la tension de la chaîne agit sur le capteur de pression situé au fond du roulement du rouleau de détection, le signal de courant ou de tension émis par le capteur entre dans le système de contrôle, le système de contrôle compare la valeur mesurée et la valeur de consigne, calcule, modifie le courant de commande ou la tension de la vanne proportionnelle à commande électrique, ajuste la pression de gaz de sortie de la vanne proportionnelle, de sorte que le cylindre pressurisé modifie l'amortissement du freinage de l'arbre de chaîne, la mesure directe est égale à la valeur de consigne. En maintenant ainsi constante la tension de dévidage, cette forme de contrôle, grâce à la fixation du rouleau de détection, qui nécessite un basculement, permet de réduire l'effet de l'inertie, avec une sensibilité supérieure à celle de la machine à pâte Zucker.

2.4.2 principe de fonctionnement du capteur de contrainte résistif

Basé sur le principe de l'effet de contrainte résistive, le fil résistif métallique est fabriqué en une feuille de contrainte résistive qui est collée sur l'élastomère. Lors de la mesure, lorsque l'élastomère est déformé sous force, la grille sensible de la lame de contrainte accompagne également la déformation, dont la valeur de résistance varie en conséquence, se traduisant par une variation de tension ou de courant par l'intermédiaire du circuit de conversion.

La jauge de contrainte résistive convertit la contrainte mécanique en△r / R (△r est la variation de la résistance, R est la valeur de la résistance). Les variations de résistance de déformation sont minuscules, de sorte que les petites variations de résistance sont difficiles à mesurer directement et à traiter directement. Par conséquent, un circuit de conversion doit être utilisé pour convertir la variation △r / R de la jauge de contrainte en une variation de tension ou de courant. Cette conversion est généralement réalisée à l'aide d'un circuit de pont whisden.

Les avantages du pont whisden sont la suppression des effets des changements de température, la suppression des interférences, la commodité de compensation, etc. Le pont est représenté sur la figure 2, u0 est la tension d'alimentation du pont, R1, R2, R3, R4 sont les bras du pont et USC est la tension de sortie du pont. Lorsque USC = 0, le pont est équilibré, la condition d'équilibre est: R1 / R2 = R4 / r3 ou r1r3 = r2r4, ce qui signifie que pour équilibrer le pont, le rapport des résistances des deux bras adjacents doit être égal ou le produit des résistances des deux bras opposés égal. Connecter la lame de contrainte en tant que résistance de bras au circuit de pont, lorsque la force élastique est déformée, la valeur de résistance de la lame de contrainte change en conséquence, de sorte que le pont est déséquilibré, Usc≠0， La valeur de la tension de sortie du pont est proportionnelle à la force du capteur.

2.4 capteur de tension à feuille de déformation résistive détecte la tension du lisier

La tension des secteurs de la pâte est un élément important du processus de la pâte, le principe de contrôle de la tension des secteurs de la pâte est: petite tension de déroulage, tension de fente de micro - pâte, tension de séchage, tension de torsion moyenne, grande tension de bobinage. Pour atteindre cet objectif de processus, il est nécessaire d'effectuer des tests sur les différents secteurs du lisier, ce qui est une condition préalable au contrôle de la régulation du processus.

2.4.1 application des capteurs de tension des lames de contrainte

Le capteur de tension à feuille de déformation est utilisé pour détecter la taille de la tension dans les zones de la machine à lisier (fente à lisier, séchage, bouturage et enroulement) et utilise des canons en fer à double courbure (tels que la machine à lisier Zucker Sucker - s432), des canons en fer à double courbure + xp1 (tels que Daya taya500, Cheng spun ga301 machine à lisier, Taiwan, Chine, etc.) et des régulateurs à fréquence variable plus régionaux pour contrôler la vitesse du moteur de l'unité (tels que Zheng spun GA308, Suzhou Shengyuan asga368) pour ajuster le rapport de vitesse des zones pour ajuster la tension.

Kalmeyer, tsugana machine à lisier utilise un capteur de pression de type feuille de contrainte pour détecter la tension de déroulage, la résultante de la tension de la chaîne agit sur le capteur de pression situé au fond du roulement du rouleau de détection, le signal de courant ou de tension émis par le capteur entre dans le système de contrôle, le système de contrôle compare la valeur mesurée et la valeur de consigne, calcule, modifie le courant de commande ou la tension de la vanne proportionnelle à commande électrique, ajuste la pression de gaz de sortie de la vanne proportionnelle, de sorte que le cylindre pressurisé modifie l'amortissement du freinage de l'arbre de chaîne, la mesure directe est égale à la valeur de consigne. En maintenant ainsi constante la tension de dévidage, cette forme de contrôle, grâce à la fixation du rouleau de détection, qui nécessite un basculement, permet de réduire l'effet de l'inertie, avec une sensibilité supérieure à celle de la machine à pâte Zucker.

2.4.2 principe de fonctionnement du capteur de contrainte résistif

Basé sur le principe de l'effet de contrainte résistive, le fil résistif métallique est fabriqué en une feuille de contrainte résistive qui est collée sur l'élastomère. Lors de la mesure, lorsque l'élastomère est déformé sous force, la grille sensible de la lame de contrainte accompagne également la déformation, dont la valeur de résistance varie en conséquence, se traduisant par une variation de tension ou de courant par l'intermédiaire du circuit de conversion.

La jauge de contrainte résistive convertit la contrainte mécanique en△r / R (△r est la variation de la résistance, R est la valeur de la résistance). Les variations de résistance de déformation sont minuscules, de sorte que les petites variations de résistance sont difficiles à mesurer directement et à traiter directement. Par conséquent, un circuit de conversion doit être utilisé pour convertir la variation △r / R de la jauge de contrainte en une variation de tension ou de courant. Cette conversion est généralement réalisée à l'aide d'un circuit de pont whisden.

Les avantages du pont whisden sont la suppression des effets des changements de température, la suppression des interférences, la commodité de compensation, etc. Le pont est représenté sur la figure 2, u0 est la tension d'alimentation du pont, R1, R2, R3, R4 sont les bras du pont et USC est la tension de sortie du pont. Lorsque USC = 0, le pont est équilibré, la condition d'équilibre est: R1 / R2 = R4 / r3 ou r1r3 = r2r4, ce qui signifie que pour équilibrer le pont, le rapport des résistances des deux bras adjacents doit être égal ou le produit des résistances des deux bras opposés égal. Connecter la lame de contrainte en tant que résistance de bras au circuit de pont, lorsque la force élastique est déformée, la valeur de résistance de la lame de contrainte change en conséquence, de sorte que le pont est déséquilibré, Usc≠0， La valeur de la tension de sortie du pont est proportionnelle à la force du capteur.

2.5.2 codeur optoélectronique pour la détection de l'allongement du lisier

Le codeur optoélectronique est un type de dispositif de détection d'angle (vitesse angulaire), il va entrer une quantité angulaire à l'axe, en utilisant le principe de conversion optoélectronique pour convertir en impulsions électriques ou en mots correspondants, un codeur optoélectronique typique est composé d'un disque de code, d'un réseau de détection (mask), d'un circuit de conversion optoélectronique (y compris une source de lumière, un dispositif photosensible, un circuit de conversion de signal), d'un composant mécanique, etc.

2.5.2 codeur optoélectronique pour la détection de l'allongement du lisier

Un codeur optoélectronique est un type de dispositif de détection angulaire (vitesse angulaire), il va entrer une quantité angulaire à l'axe, en utilisant le principe de conversion optoélectronique pour convertir en impulsions électriques correspondantes ou en mots, un codeur optoélectronique typique est composé d'un disque de code (Disk, voir figure 3), d'un réseau de détection (mask), d'un circuit de conversion optoélectronique (y compris une source de lumière, un dispositif photosensible, un circuit de conversion de signal), d'un composant mécanique, etc.

L'anneau interne est un anneau de courant, principalement pour améliorer les caractéristiques dynamiques du système, maintenir un courant constant de zui grand au démarrage pour un démarrage rapide, etc. L'anneau extérieur est un anneau de vitesse de rotation qui constitue un moteur à courant continu avec un système de régulation de vitesse en boucle fermée avec rétroaction tachymétrique à courant continu. Le générateur tachymétrique à courant continu mesure la valeur de la vitesse, effectue une rétroaction négative pour corriger la vitesse de rotation en comparant la liaison de rétroaction de la vitesse à la valeur de consigne.

La machine de filage de Zheng ga301 utilise un système de transmission à vitesse variable. Pendant le processus de slurry, le générateur tachymétrique à courant continu déconnecté convertit la vitesse de rotation réelle du moteur électrique en un signal de tension continue, cette valeur mesurée est comparée à la valeur de consigne par le Comparateur de rétroaction, dont l'écart est envoyé à la machine monobloc par conversion A / D, déconnecter la fréquence du signal de commande de régulation, de sorte que la vitesse de rotation réelle du moteur électrique est stabilisée sur la consigne pour améliorer la précision du réglage de la vitesse, éliminer les variations de vitesse du moteur causées par les changements de charge de fonctionnement du Slurry.

3. Conclusion

Divers capteurs électroniques sont la condition préalable au contrôle de référence du processus de la machine à lisier moderne, qui est un signe important de la machine à lisier moderne.

La température de séchage de la machine à lisier est détectée par un capteur de température thermorésistif au platine; La détection du diamètre de dévidage de l'axe longitudinal utilise un capteur de déplacement ultrasonique; La détection du taux de retour d'humidité utilise un capteur à thermistance humide; La détermination de la tension du Slurry utilise un capteur à feuille de contrainte résistive; L'allongement du lisier et la vitesse du véhicule peuvent être détectés à l'aide d'un capteur de commutation de proximité et d'un codeur optoélectronique; Le générateur tachymétrique Hall est appliqué au système de régulation de vitesse de la machine à lisier.