专利名称：一种漂染控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及漂染技术领域，更具体地说，涉及一种漂染控制装置。
背景技术：
传统的漂染技术中，通常的方法是将需要漂染的产品巻绕在巻绕筒子上， 通过染液的流动达到漂染的目的。目前漂染领域的控制技术，在漂染的某一加 工工序段，染液的流量一般都保持恒定，这样就会导致如下的问题当染液的 流量过大，就会磨损布料或纱线；染液的流量过小，又会使得布料或纱线染色 不均匀。因此，漂染的产品匀染性差、染色浴比较高、劳动强度较高、产品合 格率较低、耗能较高。这种技术难题，在筒子纱的漂染领域中也相当突出。提 出一种节约能源，使染液流量根据实际需要有规律的波动的控制方法，已迫在 眉睫。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种染色均匀、 染液频率可实现无级流量控制、染色效果好、节约能源的漂染控制装置。
本实用新型的目的通过下述技术方案予以实现本漂染控制装置，包括染 色电脑、染色设备控制器、脉流变频器、流向调节器，所述染色电脑与染色设 备控制器、流向调节器相连；所述染色设备控制器分别与染色电脑、脉流变频 器相连接；所述脉流变频器分别与染色设备控制器、水泵连接；所述流向调节 器与染色电脑、水泵相连。
更具体的，所述染色设备控制器包括主可编程逻辑器件、辅可编程逻辑器 件、时钟芯片、带光电隔离电路的双向10口、电源芯片、复位电路；所述主可 编辑逻辑器件分别与辅可编程逻辑器件、时钟芯片、复位电路、电源芯片、带 光电隔离电路的双向10口相连接。
所述主可编程逻辑器件为单片机，所述辅可编程逻辑器件是CPLD。
所述单片机包括A/D转换模块、数学逻辑运算模块、存储模块、控制模 块、通信模块、复位模块。所述辅可编程逻辑器件包括输入模块、可编程单元模块、输出模块。 本漂染控制装置的工作原理，包括下述步骤
第一步，将漂染产品的种类、所处工艺阶段输入染色电脑，染色电脑将数 据传送给染色设备控制器进行数学、逻辑运算，计算出所处工艺阶段所需的漂 染时间T二mTl+nT2;染色设备控制器按照设定公式计算出脉流数据，发送到脉 流变频器，由脉流变频器控制水泵电机的频率；同时染色设备控制器将计算出 来的数据发送到染色电脑，由染色电脑控制流向调节器的方向，使得在T1时间 段内，染液负循环流动，在T2时间段内，使染液正循环流动；
其中，Tl为染液负循环流动时间，Tl二t。+t,+t2+t3+"U+t5+t6+t7+t8+t9+tH)， T2
为染液正循环流动时间，T2=tu+t12+t13; n、 m分别为染液正、负循环流动的次 数，n、 m为整数，n》0， m〉0;
m、 n、染液负循环流动时间T1、染液正循环流动时间T2根据漂染产品的种 类、比重、水泵扬程、水的压力、染液温度、染色浴比、工艺阶段确定；
所述设定公式为
,ki(t)， 0<^<1， to〈t《ti;
f" 0<&(1:)<50， t^t《t2;
k2(t)+f" 0<k2<l， 0<&<50， t2<t《t3;
fi+fo， 0< (fi+fo) <50， t3<t《t4;
—k3(t)+ (h+f。)， 0<—k3<l， 0< (f一fo) <50， t4<t《t h， (Xf,〈50, t5<t《t6;
f(x)=、 k4(t)+f" 0<k4<l， 0<:^<50， t6<t《t7; f,+fo， 0< (fi+f。) <50， t7<t《t8;
—k5(t)+ (fi+fo)， 0<—k5<l， 0< (fi+fo) <50， t8<t《t9;
t， 0<^<50， t9<t《t10;
-k6(t)+f" 0<-k6<l, 0<f\<50, t10<t《tu;
-f" 0<&<50， tu<t《t12;
V k7(t)-f" 0<k7<l， (XfK50， t12<t《t13;
其中，f(X)为水泵电机的频率，f。、 fi为频率设定值，单位均为HZ; k2、 k3、 k4、 k5、 k6、 k7为升温系数；t为水泵电机运行的时间；
第二步，当染色设备控制器的计时等于T时，染色设备控制器发送停止指
令，使染色电脑进入待机状态，同时通过脉流变频器控制水泵停止工作。 所述染液正循环流动是指染液从产品巻绕的筒内向筒外流动，所述染液负循环流动是指染液从产品巻绕的筒外向筒内流动。
其中，所述mTl〉nT2。
通过本漂染控制装置，与现有技术相比，具有如下优点与有益效果
(1) 通过本漂染控制装置，在漂染过程中使染液在产品间的"恒流"改 变为有如浪涌般的"脉流"，较大地改善了染液与漂染产品的交换效果，减 少了由于染液与产品交换接触不充分而导致的色花、层差等疵品的产生，提 高了漂染产品的正品率。
(2) 通过本漂染控制装置，可实现染液流量呈脉流波似的平稳的上升或 下降变化，由此水泵电机的平均运行频率较低，可节约大约50%的能源。由 于水泵输出扬程大大低于常规未安装脉流的染机，可大幅减少高压液流对漂 染产品的长时间冲击，避免磨损布料或纱线。
(3) 本实用新型自动化程度高，操作方便，劳动强度低，劳动生产率高。
图1是本实用新型漂染控制装置的工作原理示意图2是图1的染色设备控制器与脉流变频器和染色电脑的具体连接图3是图1的染色设备控制器的结构框图4是图3的辅可编程逻辑器件的内部结构方框图5是本实用新型漂染控制装置的漂染频率特性曲线图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型 的实施方式不限于此。 实施例
本漂染控制装置的结构如图l所示，包括染色电脑l、染色设备控制器2、 脉流变频器3、流向调节器4，染色电脑1采用GFC883，染色电脑l向染色设备控 制器2传送数据，并根据染色设备控制器2的指令控制流向调节器4自动换向； 染色设备控制器2分别与染色电脑1、脉流变频器3相连接，染色设备控制器2 接收染色电脑l传送的数据并进行数学、逻辑运算，将数据发送到染色电脑l， 由染色电脑1控制流向调节器4的自动换向；同时染色设备控制器2按照设定公 式计算出脉流数据，发送到脉流变频器3，由脉流变频器3控制水泵电机5的频 率。染色设备控制器的结构如图3所示，包括主编程逻辑器件——单片机8、 辅可编程逻辑器件9、时钟芯片10、带光电隔离电路的双向10 口 11、电源芯 片12、复位电路12、 JTAG调试接口 12，单片机8分别与辅可编程逻辑器件9、 时钟芯片10相连接，单片机8外接带光电隔离电路的双向10 口 11、电源芯 片12、复位电路12、 JTAG调试接口 12。单片机8采用由美国Microchip生 产的单片机PIC16F877A，其具有高速度、宽电压输入、低功耗、彻底的保密 性等特点。辅可编程逻辑器件9采用Altera公司的可编程逻辑器件^CPLD。 单片机8实现时间锁的加密算法，进行染色电脑1和脉流变频器3之间的数据 交互，具体连接如图2所示，单片机8通过RS232串口 13与脉流变频器3进 行通讯，单片机8通过带光电隔离电路的双向10 口 11与染色电脑1的DM88 口连接，实现与染色电脑l的通讯。如图4所示，CPLD包括输入模块、可编 程单元模块和输出模块。CPLD协助单片机进行数学、逻辑运算。光电隔离电 路实现输入和输出的信号隔离。时钟芯片10采用万年历芯片DS12C887，为时 间锁功能提供实时时钟。电源芯片12采用LM7805为单片机各芯片提供5V稳 压电源，复位电路12采用RC复位逻辑，JTAG调试接口12，可以连接计算机 进行仿真、下载等。
本漂染控制装置是这样实现其漂染控制过程的
第一步，将漂染产品的种类、所处工艺阶段输入染色电脑，染色电脑将数 据传送给染色设备控制器进行数学、逻辑运算，计算出所处工艺阶段漂染的时 间T， T=mTl+nT2，其中
Tl为染液负循环流动时间，Tl二t。+ti+t2+t3+t4+t5+t6+t7+t8+t9+tu);
T2为染液正循环流动时间，T2=tn+t12+t13;
n、 m分别为染液正、负循环流动的次数，n、 m为整数，n》0， m>0;
染液正循环流动是指染色缸6内的染液从产品巻绕筒7的筒内向筒外流 动，染液负循环流动是指染液从产品巻绕的筒外向筒内流动；为了保证匀染和 漂染产品巻绕形状的稳定， 一般情况下mTl〉nT2。在实际漂染操作工艺中，m、 n、染液负循环流动时间T1、染液正循环流动时间T2，可以根据漂染产品的种 类、比重、水泵扬程、水的压力、染液温度、染色浴比、工艺阶段等实际工况 进行确定。
染色设备控制器按照设定公式计算出脉流数据，发送到脉流变频器，由脉 流变频器控制水泵电机的频率；同时染色设备控制器将计算出来的数据发送到 染色电脑，由染色电脑控制流向调节器的方向，使得在T1时间段内，染液负循环流动，在T2时间段内，染液正循环流动； 脉流数据的计算公式为
,k!(t)， 0<匕<1， t。<t《t1; f\， 0d(t)〈50， "U〈t《t2; k2(t)+f" 0<k2<l， 0<厶<50， t2<t《t3; h+fo， 0< (f,+f。) <50， t3<t《t4; —k3(t)+ (fi+f。)， 0<—k3<l， 0< (h+f。) <50， t4<t《t f\， (XfK50， t5<t《t6;
f(x)=、 k4(t)+f" 0<k4<l， 0<:^<50， t6<t《t7;
fi+fo， 0< (fi+fo) <50， t7<t《t8;
—k5(t)+ (fi+fo)， 0<—k5<l， 0< (t+f。) <50， t8<t《t9;
f" 0<^<50， t9<t《t10;
-k6(t)+t， 0<-k6<l， (XfK50， t10<t《t11; -f" 0<^<50， tu<t《t12; V k7(t)—f!， 0<k7<l， 0<&<50， t12<t《t13;
其中，f(X)为水泵电机的频率，f。、 fi为频率设定值，单位均为HZ; kh k2、 k3、 k4、 k5、 k6、 k7为升iU系数；t为水泵电机运行的时间；
第二步，当水泵电机开始工作时，脉流变频器向染色设备控制器发送数据，
染色设备控制器中的时钟芯片开始计时，当计时时间等于T时，复位电路启动，
单片机复位，同时发送停止指令，使染色电脑进入待机状态，使脉流变频器控 制水泵电机停止工作。
水泵电机实现的漂染频率特性曲线图如图5所示，这样就实现了染液的正、
负循环有如浪涌般的"脉流"，较大的改善了染液与漂染产品的交换效果，而 且染液脉流波呈平稳的上升或下降变化，可大幅减少高压水流对漂染产品的长 时间冲击，避免漂染产品的损坏。上述控制装置和控制过程应用在筒子纱染色
机上，对纯麻纱、晴纶纱、晴棉纱(晴比例大于50%)、毛晴纱；全棉、涤棉、 晴棉(晴比例小于50%)、麻棉、纯涤纶纱(短纤)、涤长纤(低弹丝)；粘胶、
莫旦尔、天丝纱及上述原料混纺比超过50%之混纺纱、强捻棉纱、丝光棉纱、 20V2以下股线纱、涤长纤(牵伸丝)等纱种进行漂染，在练漂、染色、水洗、 柔软、13(TC降温(减粉)等环节，节能可达约50%，而且纱线染色均匀，纱柱与纱柱之间、筒纱与筒纱之间的色差明显减小，纱线发毛或断纱的现象明显减 少。
上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不 受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作 的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用 新型的保护范围之内。
权利要求1、一种漂染控制装置，其特征是，包括染色电脑、染色设备控制器、脉流变频器、流向调节器，所述染色电脑与染色设备控制器、流向调节器相连；所述染色设备控制器分别与染色电脑、脉流变频器相连接；所述脉流变频器分别与染色设备控制器、水泵连接；所述流向调节器与染色电脑、水泵相连。
2、 根据权利要求l所述漂染控制装置，其特征是，所述染色设备控制器包 括主可编程逻辑器件、辅可编程逻辑器件、时钟芯片、带光电隔离电路的双向 IO口、电源芯片、复位电路；所述主可编辑逻辑器件分别与辅可编程逻辑器件、时钟芯片、复位电路、电源芯片、带光电隔离电路的双向io口相连接。
3、 根据权利要求2所述漂染控制装置，其特征是，所述主可编程逻辑器件 为单片机，所述辅可编程逻辑器件是CPLD。
4、 根据权利要求3所述漂染控制装置，其特征是，所述单片机包括A/D 转换模块、数学逻辑运算模块、存储模块、控制模块、通信模块、复位模块。
5、 根据权利要求2或3所述漂染控制装置，其特征是，所述辅可编程逻 辑器件包括输入模块、可编程单元模块、输出模块。
专利摘要本实用新型提供一种漂染控制装置，该控制装置包括染色电脑、染色设备控制器、脉流变频器、流向调节器，染色电脑与染色设备控制器、流向调节器相连；染色设备控制器分别与染色电脑、脉流变频器相连接，脉流变频器分别与染色设备控制器、水泵连接；流向调节器与染色电脑、水泵相连。本实用新型的控制装置可实现染液的脉流波动，达到节约能源并使漂染产品染色均匀、色差小，正品率高的良好效果。
文档编号D06B1/14GK201242668SQ20082018882
公开日2009年5月20日 申请日期2008年8月19日 优先权日2008年8月19日
发明者俞鸿滨, 杨艳娟, 萧振林, 钟汉如 申请人:俞鸿滨;萧振林