автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматическое управление вытяжкой полотна ткани в потоковых линиях отделочного производства

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Е$^)Н(^СИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

АГАТЬЄВ ГЕННАДІИ ПЕТРОВИЧ

УДК 677.059:677.861.32

АВТОМАТИЧНЕ КЕРУВАННЯ ВИТЯЖКОЮ ПОЛОТНА ТКАНИНИ В ПОТОКОВИХ ЛІНІЯХ ОЗДОБЛЮВАЛЬНОГО ВИРОБНИЦТВА

05.13.07 - Автоматизація технологічних процесів

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук

ХЕРСОН-2000

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано в Херсонському державному технічному університеті Науковий керівник доктор технічних наук, професор Храпливий Анатолій Петрович, Херсонський державний технічний університет, зав. кафедрою автоматизації виробничих процесів

Офіційні опоненти: 1. Доктор технічних наук, професор Тодорцев Юрій

Костянтинович, Одеський державний політехнічний університет, зав.каф. автоматизації теплоенергетичних процесів.

2. Доктор технічних наук, професор Аркадьєв Віктор Юрійович, Херсонський державний технічний університет, зав. каф. автоматики і управління в технічних системах.

Провідна установа: Київський державний технічний університет будівництва і

архітектури.

Захист відбудеться “____”_____________2000р. о______годині на засіданні спеціалізованної

вченої ради К.67.052.01 у Херсонському державному технічному університеті за адресою 73008, м. Херсон, Бериславське шосе, 24, корпус 3, ауд. 320.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Херсонського державного технічного університету за адресою: Україна, 73008, м. Херсон, Бериславське шосе, 24.

Автореферат розіслано “ 2 ” червня 2000р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради«,

В.О. Костін

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Витяжка полотна тканини є одним з найпоширеніших ‘фектів у текстильному виробництві, що значно знижує якість продукції, ротягування полотна тканини по технологічному устаткуванню не може юходити без його натягнення і витяжки. Надмірні зусилля натягнення ікликають залишкову витяжку. Витяжка виникає під час обробки тканини на ;доблювальних лініях як наслідок неоднаковості швидкості просування тканини і потоковому обладнанні і натягнення тканини в процесі обробки, яке перевищує :жу пружності. Залишкова витяжка полотна тканини є основним фактором, який >межує можливість збільшення кількості секцій в багатосекційних машинах і лькості машин у потокових лініях оздоблювального виробництва.

Відомі системи автоматичного керування витяжкою не забезпечують >статню якість регулювання. В умовах виробництва це призводить до додаткових ітрат, пов’язаних з необхідністю проведення додаткової технологічної операції >робки з усадки кінцевого продукту.

Очевидна необхідність створення системи, яка б могла забезпечити :рування витяжкою під час процесу обробки полотна тканини і була б здатна безпечити протягування тканини по багатосекційному обладнанню, потоковій нії без залишкової витяжки.

Таким чином, необхідно розв’язати наступні задачі:

1. Створити систему контролю та керування витяжкою текстильного матеріалу на тканинах широкого асортименту в умовах протягування тканини по багатосекційному обладнанню, потоковій лінії.

2. Розробити виконавчий механізм керування, що забезпечує керування витяжкою у межах пружної складової витяжки.

Відомі розробки системи контролю і регулювання натягнення полотна :анини не враховують залежність погіршення якісних показників від залишкового ітягнення, що призводить до появлення необоротної складової витяжки. У домих розробках не розглядається питання автоматичного керування »анспортуванням полотна тканини в потокових лініях та багатосекційних шшнах за результатами контролю витяжки полотна.

Питання керування транспортуванням полотна тканини по потоковому ;таткуванню оздоблювального виробництва з натягненням полотна, що безпечує витяжку. в межах значень пружної складової, не досліджувалось, иникла потреба в детальному дослідженні систем, що контролюють натягнення і

витяжку полотна тканини в процесі математичного моделювання транспортуванн матеріалів і на етапі макетування системи контролю та керування витяжкою.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виходячи дійсної потреби виробництва у розв’язанні задачі створення систем автоматичного керування витяжкою полотна тканини, починаючи з 1986 рок проведено комплекс наукових і дослідницько-конструкторських робіт зі створенн системи контролю й керування витяжкою полотна тканини.

Роботи виконувались на кафедрі автоматизації виробничих процесі Херсонського державного технічного університету у рамках госпдоговірни тематик № 18/86, номер держреєстрації N° 01860064099; 15/87, номе

держреєстрації № 01870028964.

Мета досліджень: розробка автоматичної системи контролю витяжки полотн тканини на ділянках натягнення й системи керування транспортуванням тканин по багатосекційній машині у межах пружної деформації тканини усіх видів.

О’бект дослідження: процес керування витяжкою полотна тканини, як підлягає натягненню при транспортуванні по потоковому устаткуваннк багатосекційній машині під час технологічної обробки. Предметом досліджень пружні властивості полотна тканини під час натягнення і виявлення допустими показників витяжки.

Загальні методи дослідження: в основу досліджень покладено теоретични аналіз поведінки полотна тканини при транспортуванні по потоковом устаткуванню, розроблено метод виявлення складових частин витяжки і вплив н якісний показник кінцевого продукту.

Для рішення задач моделювання та обробки експериментальних дани використано пакети програм “МагІаЬ 5.2”, “СигуеЕхреіІ”, “МаШСАО 8.0” т оригінальні програми мовою Сі.

Наукова новизна отриманих результатів міститься у наступному:

• Запропоновано нову методику транспортування полотна тканини багатосекційних машинах і потокових лініях з натягненням, що забезпечу витяжку полотна в межах значень пружної деформації;

• Вперше розроблена система управління швидкістю обертання транспортуючи валів у динаміці процесу транспортування полотна тканини на потоковом устаткуванні.

• Розроблено метод транспортування полотна тканини по потоковом устаткуванню без залишкової витяжки.

з

Дістало подальший розвиток дослідження різних складових витяжки полотна тканини в зоні обробки.

Розроблено методику зменшення базової довжини вимірювання витяжки.

Практичне значення отриманих результатів:

Розроблено давач витяжки полотна тканини, який працює в динаміці процесу транспортування та дозволяє змінювати базову довжину вимірювання залежно від кількості встановлених оптопар;

Розроблено й випробувано в лабораторних умовах зразок системи керування витяжкою полотна тканини на п’ять зон транспортування;

Для забезпечення допустимих показників витяжки, систему необхідно впроваджувати при проектуванні потокових ліній і багатосекційного устаткування оздоблювального виробництва.

Особистий внесок здобувача. Всі положення, які виносяться на захист, шежать особисто автору і не містять результатів, ідей або розробок, що належать іівавторам, разом з якими опубліковані наукові праці.

Апробація результатів роботи. Основні положення дисертації та її окремі зультати було обговорено на конференціях та нарадах: на IV Українській інференції «Автоматика-97», Черкаси, 1997; «Проблемы легкой и текстильной юмышленности на пороге нового века», Херсон, 1999; наукових семінарах ікультету “Кібернетики”, кафедр “ЕОМ, комплекси, системи і мережі”, Автоматизації виробничих процесів”.

Публікації: Основний зміст дисертації відбито в 10 публікаціях, з них: статті-доповіді-1, тези доповідей-1, заявка на патент України-1.

Структура та обсяг роботи: дисертація складається зі вступу, 4 розділів, існовку, списку літератури й додатків. Матеріал викладено на 130 сторінках, збота містить 45 рисунків, 8 таблиць і 4 додатків. Список літератури включає 105 ійменувань.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, сформульовано мету та дачі дослідження, відзначено новизну та практичну цінність роботи. Показано ислий зміст основних наукових результатів, що виносяться на захист.

У першому розділі - “Аналітичний огляд методів і засобів побудови систем штролю і керування натягненням та витяжкою полотна тканини” проведено

аналіз існуючих пристроїв контролю і регулювання витяжки полотна тканини при транспортуванні по технологічному устаткуванню. ,

Аналіз сучасного стану проблеми усунення витяжки показує, що не існує задовільних систем контролю і керування витяжкою полотна тканини при транспортуванні по технологічному устаткуванню оздоблювального виробництва.

Для вимірювання деформації текстильних матеріалів розроблено цілий ряд спеціальних приладів, які поділяються на дві групи: прилади, які визначають вид деформації та вимірюють її величину, прилади що вимірюють деформацію визначеного типу. За способами обробки інформації прилади діляться на прилади з обробкою інформації в аналоговому або цифровому виді.

Значно обмежує область застосування приладів контролю деформації той факт, що більшість технологічних процесів потребує проведення контролю з точністю до десятих часток відсотка.

Для вирішення питання регулювання витяжки необхідно створити систему керування швидкістю обертання тягнульних валів багатосекційної машини, потокової лінії в динаміці транспортування полотна тканини. Враховуючи, що тканина, як об’єкт керування, має складний характер, необхідно на базі дослідження динаміки об’єкта побудувати алгоритм, що забезпечує задовільне керування процесом витяжки при транспортуванні полотна тканини по багатосекційній машині, потоковій лінії оздоблювального виробництва.

У другому розділі - “Теоретичні дослідження і розробка математичної моделі витяжки полотна тканини в процесі її протягування по багатосекційній машині, потоковій лінії-” виконано моделювання і дослідження ряду властивостей тканини при її натягненні. Виявлено основні складові витяжки, розглянуто їх залежність від умов обробки полотна тканини на технологічному устаткуванні.

Властивості полотна тканини можливо проаналізувати по моделі Кукіна— Соловйова (рис. 1-а), де всі види витяжки полотна [пружна Єу, еластична є3 і пластична (залишкова) єп] представлено ланками Кельвіна— Фойхта— Майєра.

аі Я

Т У

V і?

Рис. 1. Модель полотна тканини з усіма складовими витяжки

Для пружної витяжки полотна тканини модель Кукіна— Соловйова потребує гонанпя співвідношення:

£і»тіь (1)

)ТО демпфер Тії фактично відсутній, і процес розвитку пружної витяжки ¡начається лише пружньою ланкою з модулем пружності Ех.

Аналіз кривих змін витяжки полотна тканини в часі під впливом статичного іантаження, яке обмежується значеннями, присутніми в оздоблювальному юбництві, показує необов’язковість безумовного виконання співвідношення (1). ідель в цьому випадку відповідає рис. 1-6. Контакт К править позначення оборотності пластичної витяжки. '

Моделі відповідає рівняння:

' / а

Єу + є3 + сп —

Ех и,

СГ

--с30 ехі

)ех]

есл ИСТ 2 £,£ „

її єст&ь Е3ег

Е, ] о

-,1+Г

— ЄМ ЄХ]

(2)

деє — повна витяжка полотна тканини;

Розглянемо процес витяжки полотна тканини на дільниці між суміжними ивідними точками (Рис. 2)

Рис.2.Модель витяжки полотна тканини на одній ділянці Для опису справедливий вираз

£•, = F/£+(£•0 - Аехр(-—А*,),

Е г)

(3)

сля перетворення якого маємо остаточне рівняння статичної моделі тканини, що мається

а

Р =[т~ ехр (аЕ/Ь - с)]/

-ехр{аЕ/Ь~с)-п

(4)

Також можливий інший підхід до математичної моделі тканини. Оскільї витяжка Е; елементарної ділянки полотна тканини залежить від часу перебувай: його у зоні протягнення, то повна витяжка тканини є середньою витяжкс елементарних ділянок вср:

Е а Е Е

(

о

Звідси визначені залежності натягнення полотна тканини у функції значе параметрів моделі, що з достатньою вірогідністю відтворює в’язкопруж властивості полотна тканин різної ваги, а також реальні середні значен

параметрів зони протяжки й швидкісні режими існуючого оздоблювано устаткування.

Результати дослідження моделі дозволяють оцінити вплив різних фактор (параметрів полотна тканини й зони протяжки) на натягнення полотна тканина режимі, що встановився.

Можливо також отримання спрощеної математичної моделі полот тканини. •

1-ехр(-£і/2Ь) (

Створення автоматичних пристроїв протягнення полотна тканини оброблювальній машині пов’язано з розробкою статичної та динамічної моделі що дозволяють встановити залежність між швидкістю руху полотна, йс натягненням, в’язкопружними властивостями та довжиною зони протягнення.

Тоді рівняння витяжки і-ї ланки Кельвіна — Фойгта для елементарної ділян під дією сили /•", що рухається зі швидкістю V (х, і), буде

Г-/А дє(х,і) .дє(х,ї) п

= ^—- + г]\(х,і)———-+Еє(х,1). і

д! ' дх

Сукупність подовжень усіх елементарних відрізків з урахуванням положень у зоні протяжки в даний момент часу визначає середню витяжк; середнє натягнення полотна. По мірі пересування кожен відрізок безперерв подовжується, що обумовлює зниження з плином часу їх прискорення руху.

На підставі сказаного записуємо вираз для прискореного руху полотна у з< протяжки з врахуванням його безперервного подовження та умови постійно лінійних швидкостей V! и у2:

¿V(і) /(И=Оу(()~Уі]/ (,

Зв’язок між натягненням Р(() і витяжкою г(1) виражається рівністю

ЯО = г, + Гг = 7, +Г-У{ - (9)

Л <#

5 У12—деякі сталі, обумовлені відповідно пружними й в’язкими властивостями элотна.

При протяжці полотна тканини по багатосекційній машині, потоковій лінії стяжка полотна має в основному накопичувальний характер. В кожну зону элотно входить з вихідними даними витяжки, отриманими у попередній зоні, гзультуюча витяжка єр в останній секції машини або потокової лінії (Рис.З-а) /де

Єр = ЕГ +г2 +...+ єп (10)

Можливість скорочення результуючої витяжки полотна тканини на виході ігатосекційної машини, потокової лінії грунтується на тому, що друга складова стяжки ( эластича є3) може бути вповільненою є3, і прискореною є?у у процесі глаксації.

При наявності накопичуючих компенсаторів у кожній зоні протяжки, де элотно зможе знаходитись час, потрібний для релаксації,

а)

зона

обробки

_а

о

секція

обробі

ЭКИ

8—N

секціяі2

б)

обробки

секція N

Рис.З. Розподілення витяжки по зонам обробки гзультуюча витяжка може скоротитися на величину, що відповідає прискореній глаксації еластичної складової витяжки. Тоді

- — £у[ + Є3[3+£у2 + £32з"^ ■■ ^зпз. 0^)

при натягненні у межах значень, що викликають тільки пружню витяжку (о < Ь є3) (Рис.З-б)., єр буде

, (12

при цьому у вихідному накопичивачі багатосекційної машини, потокової лін витяжка полотна єрн буде

£Р„=0

У багатосекційних машинах та потокових лініях, при натягненні у межа значень, що викликають тільки пружню витяжку, оберти наступного тягальног вала можуть бути менше обертів попереднього, при достатній витяжці полотна н попередній дільниці і автоматичному підтриманні заданого діапазона зусил натягнення для полотна, що оброблюється. Цим пояснюється наявність знака ± пр: врахуванні результуючої витяжки в формулі (12).

У третьому розділі - “Експериментальна частина і перевірк адекватності”описано експериментальні дослідження властивостей полотн тканини як об’єкта транспортування по багатосекційній машині, потоковій лінії проведено макетні іспити електронного блоку автоматичної системи контролі-витяжки в динаміці обробки матеріалу.

Експериментальні дослідження проводились для оцінки нелінійни властивостей полотна тканини і визначення можливості регулювання витяжкі полотна у процесі його обробки. За методикою експерименту полотно тканині фіксованого розміру підлягало навантаженню на розтягнення. При цьом послідовно і плавно збільшували навантаження, фіксували значення витяжкі (деформації) і після зняття навантаження, контролювали відновлення (релаксацію початкових розмірів полотна текстильного матеріалу. Досліджувався ступін проявлення пружних властивостей полотна тканини, тобто до якої межі збільшенн розтягувального зусилля полотно тканини буде зберігати пружні властивості, і прі яких навантаженнях з’явиться еластична і пластична (необоротна) витяжка (Рис.4’ Виміряна при цих умовах пружна витяжка складається з пружної складової еластичної складової витяжки що швидко зникає.

При проведенні досліджень, вибір параметрів (величини навантаження тривалості дії навантаження) наближався до реальних умов обробки полотн тканини на технологічному устаткуванні. Час релаксації залежить від тип полотна й артикула.

Метою експериментальних досліджень є • визначення можливосі автоматичного керування проводкою полотна тканини по багатосекційном;

нологічному устаткуванню з параметрами лроцеса в межах пружної складової яжки.

Рис. 4. Діаграма розтягнення при разовому навантаженні, оа — крива витяжки в процесі навантаження; оаі - повна витяжка при розтягненні; ав - крива релаксації при розвантаженні; а) в - оборотна витяжка при розвантаженні; вс - оборотна витяжка після відпочинку; со - необоротна витяжка.

Експериментальні дані були отримані для тканин різних типів і артикулів, :их як камвольні, костюмні, бавовняні.

іфіки змінювання відносної витяжки при рості навантаження наведені на рис.5.

2.Камвольиа тканина З .Бавовняна тканина

Рис.5. Залежність витяжки від натягнення полотна для різних типів тканини

Для проведення експериментальних досліджень, що дозволяють перевіри' працездатність вузлів принципової схеми системи контролю, що розробляється, ■ регулювання були сконструйовані і виготовлені імітатор ділянки технологічної устаткування, на якому відбувається витяжка полотна тканини, і електронний бл< контролю витяжки 2 (Рис.6),

Імітатор ділянки витяжки складається з двох растрових дисків, встановлені на загальному валі 1 в підшипниках катіння 2. Між дисками встановлені пружш стискування 3, що впираються одним з торців у кільце 4, яке знаходиться мі ними, й жорстко з’єднані з валом і. Вал 1 приводиться у обертані електродвигуном 5 через відкриту пару зубчатих коліс Z\ і 72. Кожен з диск являє собою пустотілий циліндр з однією кільцевою основою

Рис.6. Кинематична схема імітатора витяжки тканини

Циліндри дисків мають по 18 наскрізних пазів, рівномірно розташованих і колу. Між дисками в корпусі 6 встановлені два фотоелектронних давачі, я складаються з пари “фотодіод ФД-К-195 - світлодіод АЛ 107 Б”. Фотоелемен-розташовані так, щоб світловий потік від світлодіода потрапляв на фотодіод тільї при проходженні між ними пазів відповідного диска.

Встановлення дисків на загальному валу 1 в підшипниках 2 забезпеч; можливість їх обертання зі швидкістью, відмінною від швидкості вала. П] відсутності зовнішнього гальмівного момента на дисках пружини 3 забезпечують обертання зі швидкістю вала 1. Привід вала 1 забезпечує його обертання з частото від 900 до 5000 мин що дозволяє імітувати всі швидкісні режими багатосекційн машини з врахуванням конструктивних даних фотоелектронного давача.

На основі проведених досліджень зроблено висновок щодо можливості застосування фотоелектронного давача для контролю показників витяжки і працездатності системи автоматичного керування транспортуванням полотна тканини по потоковому устаткуванню оздоблювального виробництва.

Наведено результати перевірки адекватності запропонованої математичної моделі.

Регресивна математична модель, отримана за даними експеримента з традиційним методом планування, має наступний поліноміальний вид:

м м

У ~ ао +2^0,^,2 (із) '

При визначенні регресивної моделі для об’єкта з одним виходом проводився експеримент в широкому діапазоні зміни фактора X з врахуванням числа рівней фактора.

Величина складових частин витяжки (пружної, еластичної, пластичної) і їхнє співвідношення в загальній витяжці не можуть бути отримані із звичайних кривих розтягнення, а визначаються з кривих навантаження-розвантаження-відпочинок (Рис.7.). _

Рвзгрузха

Рис.7. Зміна деформації розтягнення у часі

Діаграма, що отримується, має вигляд «гистерєзисної петлі», тому що крива навантаження не співпадає з кривою розвантаження зразка. Площина утворена петлею, відповідає теплу, яке виділяється матеріалом при розтягненні.

Обробка отриманих результатів проводилась за допомогою програми “МайСАО-8.0 . В результаті проведених експериментів було виявлено, що:

1. В’язкопружна складова пов’язана з якістю полотна тканини і сильно залежить від натягнення, але виявлення цих властивостей не повторюється на

- кожній наступній ділянці, а має накопичювальний характер і не піддається прогнозуванню результату. Тому необхідно забезпечити роботу системи в межах значень пружної складової витяжки.

2. Статичні характеристики поведінки полотна тканини під дією навантаження адекватні математичній моделі і в робочому діапазоні значень пружної складової витяжки описуються лінійною залежністю.

У четвертому розділі - .¿‘Розробка автоматичного регулювання витяжки полотна тканини при її протягуванні в багатосекційній машині, потоковій лінії” описана реалізація системи регулювання витяжки і відображено зв’язок при взаємодії давача та виконуючого механізму.

Система контролю і регулювання витяжки, що розробляється, дозволяє керувати обертами транспортного, в тому числі наступного, вала з врахуванням отриманої полотном тканини витяжки і пружного повернення полотна до вхідного стану тканини, що мав місце до процесу витягнення. У такій системі проводки полотна тканини по машині, оберти наступного по ходу тканини транспортного вала можуть бути дещо менше попереднього і величина витяжки не буде мати накопичювального характеру. .

Це досягається за рахунок того, що вимірювання робляться у кожній зоні відносно нульового давача, розташованого на вході машини, система автоматичного керування регулює оберти тягнульного валу, який знаходиться на виході зони обробки (Рис.8.). В кожній зоні транспортування система автоматичного керування витяжки працює незалежно від показників попередніх зон і виконує регулювання витяжки відносно нульового давача, призводячи значення витяжки в зоні у межі пружної складової.

Сигнал, що відповідає заданій витяжці тканини, впливає на виконуючий механізм і підтримує необхідний обертаючий момент на транспортуючому валі.

зона зона зона зона

Рис.8.Система регулювання витяжки в діапазоні пружної складової для готокової лінії, багатосекційнної машини.

Найбільш доцільним за критерієм потрібної точності вимірювання витяжки, ивидкодії і простоті конструкції є використання у якості давана витяжки эотоелектричного растрового перетворювача кутових переміщень в послідовність нформаційних імпульсів (Рис.9.).

Рис.9. Фотоелектричний растровий перетворювач кутових переміщень Де 1- світлодіод- випромінювач '

2- фотодіод-приймач

3- дисковий радіально-секторний растр. .

Растровий диск давача витяжки встановлюється на транспортуючий вал. Іоряд нього з різних сторін встановлюсться світлодіод- випромінювач і фотодіод-риймач. •

При прохожденні щілини у диску кріз лінію оптопари спрацьовує гатоприймач і виробляється одиничний імпульс, передній фронт якого фіксується истемою керування. Мінімально можливою різницею між кількістю імпульсів ічільника (давача) бази і, за той же час, кількістю імпульсів дільничного

лічільника (давана) витяжки є один імпульс. Для того, щоб цей імпульс відповідав мінімальній витяжці, яку можливо виявити, тобто точність вимірювання 0,1 %, приймається базове число імпульсів давачів, яке дорівнює за один цикл

вимірювання 1000.

Мінімальне значення абсолютної витяжки тканини Діб на базовій довжині вимірювання, тобто за один цикл вимірювання, яке може бути зафіксовано давачем, виявляється за рівнянням

лсІЬ * а0

д і =----------------------------Г]4)

360*« 4 '

Завдання вибору оптимальної базової довжини підпорядковане виявленню

оптимальної кількості пар фотоелементів давана і полягає в тому, щоб

наближаючись до максимальної оперативності в керуванні процесом витяжки, урахувати інерційність виконуючих механізмів машини і забезпечити можливість візуального контролю за показниками на цифрових індикаторах витяжки одночасне на декількох ділянках витяжки. Це вкрай необхідно особливо при переналадці системи контролю витяжки для різних артикулів тканини.

В потоковій лінії(Рис.8) автоматичне керування витяжкою має місце у межа» кожної ділянки протягування. В зв’язку з тим, що давачі витяжки виконують вимірювання відносно вхідних даних стану полотна тканини і регулювання здійснюється через ведучі транспортуючі вали, то показник витяжки для будь-яко' ділянки не залежатиме від показників витяжки на інших ділянках.

Виходячи з цього, модель системи керування витяжкою в динаміц транспортування достатньо скласти для однієї ділянки протягування.

В силу своїх нелінійних властивостей полотно тканини можливо описати відповідно до моделі пружного полотна, рівнянням

Кп

тТр 2 + Тр +‘1 (15)

Елементи автоматичної системи керування вытяжкою полотна тканини, так як транспортуючий двиїун, генератор виконуючого механізму і давач витяжкі описуються стандартними рівняннями передаточних функцій, представлених у вид аперіодичної ланки першого порядку.

При моделюванні використано пакет прикладних програм "Бітиііпк". Моделювання виконано із застосуванням імітаційного метода, що дозволило виділити елементи системи, які впливають на динамічні характеристики системи. Результати моделювання і експериментальна крива розгону приведено на рис. 10,11

Рис.10. Перехідні характеристики для т=1пружнього матеріалу

Т гапзроЛ Оеіау

Ityc.ll. Структурна схема моделі автоматичного керування витяжкою

Бсор«і

Рис. 12. Графік перехідного процесу керування по заданому значенню витяжки Як видно з рис. 12, час керування складає приблизно 4 секунди, що забезпечує

необхідну швидкість регулювання витяжки.

ВИСНОВКИ

1. Спроектовано виконуючий механізм, що забезпечує керування

транспортуванням полотна тканини з витяжкою, що не перевищує значення пружної складової. '

2. Отримано модель керування витяжкою, яка враховує як фізичні особливості полотна тканини, так і особливості технологічного устаткування.

3. Систему автоматичного керування транспортуванням полотна тканини необхідно впроваджувати при проектуванні потокових ліній і багатосекційного устаткування в оздоблювальному виробництві.

4. Експериментальні і теоретичні дослідження в’язкопружних властивостей полотна тканини довели можливість транспортування матеріалу по потоковому обладнанню з натинанням, що забезпечує витяжку у межах пружної складової.

5. Протягування полотна тканини з нульовою результуючою витяжки на виході технологічного устаткування доводить можливість зняття обмежень на збільшення кількості секцій в багатосекційних машинах і потокових лініях.

6. Розроблено систему керування швидкістю обертання тягнульних валії багатосекційних машин, потокових ліній у динаміці транспортування полотне тканини.

7. Проведені експериментальні дослідження довели, що характер витяжкі залежить від рівня зусилля, швидкості та тривалості дії навантаження Виявлено, що межа можливої витяжки складається тільки з пружної та миттєво еластичної складової.

РАЦІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЙНОЇ РОБОТИ:

Агатьєв Г.П. Можливості проведення рулонного матеріалу по багатосекційному технологічному устаткуванню без залишкової витяжки. //Легка промисловість. 1999 №4 с.56.

Агатьєв Г.П., Храпливый А.П., Подольская Э.А. К вопросу протяжки рулонного материала по машине при его технологической обработке. //Вестник ХГТУ. 1997 №2 с.322-324.

Подольская Э.А., Агатьєв Г.П., Храпливый А.П. О классификации датчиков контролирующих толщину ткани.//Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины. 1998. №1 с.191-194.

Агатьєв Г.П., Храпливый А.П., Подольская Э.А. К вопросу качества регулирования натяжения и вытяжки транспортируемых ленточных материалов.//Вестник ХГТУ. 1998 №2(4) с.350-351.

Агатьєв Г.П., Подольская Э.А. О проблеме регулирования вытяжки рулонного материала при проводке по поточному оборудованию. // Вестник ХГТУ. 1999 №3(6) с.393-395.

Агатьєв Г.П., Подольская Э.А., Храпливый А.П. К вопросу реализации датчика в системе автоматического управления вытяжкой полотна ткани. //Проблемы легкой и текстильной промышленности Украины.1999. №2 с.191-193.

Подольская Э.А., Агатьєв Г.П., Храпливый А.П. К вопросу проектирования измерительного преобразователя, контролирующего толщину полотна ткани.// Вестник ХГТУ. 1998 №2(4) с.348-349.

Агатьєв Г.П., Подольская Э.А. Моделирование процесса вытягивания текстильного материала.//«Автоматика-97».Тез.докладов. Черкассы. 1997.С.6. Агатьєв Г.П., Подольская Э.А., Храпливый А.П. О возможности проводки полотна ткани по поточному оборудованию без остаточной вытяжки.//Проблемы легкой и текстильной промышленности на пороге нового века. Тез.докладов, Херсон,1999. С.150-151.

Заява на патент України, МКИ 0050 13/00. Спосіб транспортування полотна тканини в багатосекційних машинах, потокових лініях і пристрій для його реалізації./ Г.ГГ.Агатьев, А.П.Храпливий, Е.О.Подольська(Україна).-№ 99127179, заявлено 28.12.1999.

АНОТАЦІЯ

Агатьєв Г.П. Автоматичне керування витяжкою полотна тканини в потокових лініях оздоблювального виробництва. Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук з£ фахом 05.13.07 - автоматизація технологічних процесів. - Херсонський державний технічний універсітет, Херсон, 2000.

Дисертацію присвячено питанню контролю і керування витяжкою полотне тканини при її протягуванні в потокових лініях, багатосекційних машинах Відображено можливість транспортування полотна тканини з натинанням створюючим витяжку полотна в межах значень пружної складової, тобто бе: залишкової витяжки. При реалізації системи на різних технологічних перехода? з’являється можливість виключити технологічну операцію по збіганню полотнг тканини. Проведені експериментальні дослідження пружних властивостей полотнг тканини і аналіз математичної моделі полотна, що транспортується показал* можливість реалізації розробленої системи на нових проектуемих багатосекційнго машинах і потокових лініях.

Ключові слова: полотно тканини, витяжка, пружна складова, потокова лінія багатосекційна машина, натинання *

АННОТАЦИЯ

Агатьєв Г.П. Автоматическое управление вытяжкой полотна ткани і поточных линиях отделочного производства. Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук пс специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов. - Херсонскиі государственный технический университет, Херсон, 2000.

Диссертация посвящена вопросу контроля и автоматического управленш вытяжкой полотна ткани при ее протяжке в поточных линиях, многосекционны; машинах. Из двух связанных между собой параметров протяжки - натяжение і вытяжка, предпочтение в существующих системах протяжки полотна ткані отдается натяжению. В диссертации доказана необходимость управлять вьітяжкоі полотна ткани, разработано теоретическое обоснование и ряд технически: решений, позволяющие реализовать такое управление, показаны преимуществ; предлагаемого варианта управления протяжкой.

В существующих системах протяжка осуществляется с натяжением полотна вызывающим остаточную вытяжку, которая в многосекционных машинах і поточных линиях имеет накопительный характер. Этот фактор ограничивав

озможность наращивать число участков протяжки и, следовательно, роизводительность отделочного производства.

В диссертации показана возможность протяжки полотна ткани с натяжением, оздающим вытяжку полотна в пределах значений упругой составляющей, т. е. без статочной вытяжки. При реализации системы на различных технологических ереходах появляется возможность исключить технологическую операцию по садке полотна ткани.

'роме того, значительно сокращается вероятность появления перекоса утка в тделочном производстве.

Проведенные экспериментальные исследования упругих свойств полотна кани и анализ математической модели транспортируемого полотна показали озможность реализации разработанной системы на вновь проектируемых ногосекционных машинах и поточных линиях.

Для автоматического управления вытяжкой в пределах значений упругой оставляющей разработан датчик фотоэлектронного типа, позволяющий рименительио к геометрическим параметрам действующих машин измерять ытяжку на базовой длине 610 мм, что, как показали исследования, позволяет истеме автоматического управления устойчиво работать на разных скоростях ротяжки полотна ткани, типичных для отделочного производства текстильной ромышленности, и визуально контролировать значения вытяжки на всех участках ротяжки полотна. ч

С целью создания системы управления была разработана модель етулирования вытяжки полотна ткани, которая учитывает особенности ткани и ействующего оборудования

лючевые слова: полотно ткани, вытяжка, упругая составляющая, поточная нния, многосекционная машина, натяжение.

THE SÜMMARY

Agatyev G.P. Automatic control with linen fabric extension in production lines of nishing. Manuscript.

Dessertation for candidate degree in technical sciences in speciality 05.13.07 -jtomation of tecnological processes - Kherson State Technical University, Kherson, 300.

Dessertation is denoted to the problem of checking and control with linen fabric extension in its stretching in production lines. The possibility of linen fabric transportation with stretch causing linen extension with in values of springy componen i.e. without remaining extension is shown. In relizing the system on differen technological transition there appears the possibility to exclude the technologica operation on linen fabric shrinkage. Experimental researches made in linen fabri< properties and analysis of mathematical model of the transported fabric have shown th< realization of the developed system on the newly designed multisectional mashines anc production lines. ' .

Key words: linen fabric, extension, springy component, production line multisectional mashine, stretch.