Aplicación práctica de sensores en la detección en línea y la informatización de máquinas modernas de dimensionamiento

El textil es un pilar importante de la economía de nuestro pueblo y una fuente importante de ingresos en divisas de exportación, y los equipos modernos de tejido son la garantía de un alto rendimiento en la producción textil. El equipo de tejido moderno integra mecanizado de precisión, electrónica eléctrica, hidráulica, neumática, instrumentación, baño de aceite, * lubricación, control informático en el cuerpo, compuesto por los logros del desarrollo de la Ciencia y la tecnología multidisciplinarias. El proceso de dimensionamiento es el corazón de la fábrica textil, "el dimensionamiento dura minutos, la máquina de tela tiene una clase", y también hay una buena pulpa de hilo fuera, lo que equivale a la mitad del tejido. Sin embargo, la máquina de dimensionamiento es la base para lograr los objetivos del proceso de dimensionamiento. como varios sensores del "sistema nervioso" en la máquina de dimensionamiento, es un eslabón importante para lograr la detección automática y el control de varios objetivos del proceso. es la encarnación concreta de la tecnología electrónica en el campo textil moderno de la mecatrónica y un símbolo importante de la diferencia entre la máquina de dimensionamiento moderna y la máquina de dimensionamiento tradicional. La tendencia de desarrollo de las máquinas modernas de dimensionamiento es la automatización (detección y control automáticos) y la informatización (retroalimentación y procesamiento oportunos, precisos, completos, escritos, gráficos y en red). El uso de sensores es un requisito previo para la automatización y la construcción de información de las máquinas modernas de dimensionamiento. Los ingenieros y técnicos textiles deben abandonar el concepto anterior de "separación entre mantenimiento mecánico y mantenimiento eléctrico, separación entre gerentes, artesanos y personal de mantenimiento de equipos" para adaptarse a la nueva situación de "mecatrónica, penetración e integración entre procesos y equipos". Dominar la aplicación específica de la alta tecnología de sensores en la máquina de dimensionamiento puede ayudar a los técnicos a dominar el rendimiento integral del equipo y sentar las bases para el mantenimiento del equipo, la transformación tecnológica y la mejora del producto. Por lo tanto, es necesario explorar la aplicación específica de la máquina de autocuración del sensor.

1. tipos principales y evaluación del rendimiento de los sensores utilizados en la máquina de dimensionamiento

1.1 Definiciones y tipos principales

Los pares de sensores se definen de acuerdo con el estándar doméstico gb7665 - 87 como: dispositivos o dispositivos que pueden sentir que se miden y se convierten en señales disponibles de acuerdo con las leyes establecidas, generalmente compuestos por elementos sensibles y elementos de conversión. El sensor es un dispositivo de detección que cumple con los requisitos de transmisión, procesamiento, almacenamiento, visualización, registro y control de la información, por lo que es un requisito previo para la detección y el control automático y la informatización. Los sensores utilizados en la nueva máquina de dimensionamiento se dividen en resistencias eléctricas (principalmente sensibles al calor, sensibles a la humedad, etc.), inductores, salas, ultrasonido, medidores de tensión, fotoelectricidad y otros sensores. Según las medidas físicas medidas: sensores de fuerza, desplazamiento, velocidad, temperatura, humedad y ángulo.

1.2 evaluación del rendimiento

El rendimiento del sensor se mide por sus características estáticas y dinámicas, y los principales parámetros de las características estáticas son: lineal, sensibilidad, resolución y retraso. Las características dinámicas se expresan comúnmente en respuesta escalonada y respuesta de frecuencia.

2. aplicación de sensores en nuevas máquinas de dimensionamiento

El sensor se utiliza en la nueva máquina de dimensionamiento para el diámetro de devanado del eje de urdimbre, la tasa de recuperación de humedad, la temperatura del tubo de secado y la ranura de pulpa, la tensión de cada área, la tasa de extensión de cada área, la velocidad de funcionamiento, la detección, etc.

2.1 sensores de temperatura de resistencia térmica de platino para detección y control de temperatura

2.1.1 selección de sensores

En aplicaciones industriales, la detección de la temperatura tiene dos formas: termómetro y resistencia térmica, que son adecuados para medir temperaturas más altas por encima de 500 grados celsius. Para temperaturas medias y bajas por debajo de 500 ° c, el potencial termoeléctrico de la salida del termómetro es muy pequeño, lo que requiere un amplificador de instrumentos secundarios, medidas antiinterferencias, etc., de lo contrario es difícil lograr la medición; Y en las zonas de temperaturas más bajas, el error relativo causado por los cambios de temperatura en el extremo frío también es muy prominente. Por lo tanto, es más apropiado utilizar un medidor de temperatura de resistencia térmica para medir la temperatura media y baja. La temperatura de secado del cilindro de secado de la máquina de dimensionamiento es como inferior a 150 grados celsius, y la temperatura del purín es inferior o igual a 100 grados celsius, por lo que se puede adoptar un sensor de Resistencia térmica.

2.1.2 principio y selección de la medición de la temperatura del sensor de resistencia térmica

La resistencia térmica se mide sobre la base del efecto térmico de la resistencia, es decir, la característica de que la resistencia del cuerpo de resistencia cambia con la temperatura. Por lo tanto, siempre y cuando se mida el cambio de resistencia de la resistencia térmica térmica de temperatura sensible, se puede medir la temperatura. Hay principalmente resistencias térmicas metálicas y resistencias térmicas semiconductoras. La resistencia térmica metálica se caracteriza por una medición precisa, una buena estabilidad y un rendimiento confiable, y se aplica ampliamente en el control de ingeniería.

Los valores de resistencia y temperatura pueden adoptar la siguiente relación aproximada:

Rt = Rt0 [1+α(tt0)]

En la fórmula: rt es la resistencia a la temperatura t; Rt0 es el valor de resistencia correspondiente cuando la temperatura T0 (generalmente T0 = o ℃); Alfa es el sistema de temperatura.

2.1.3 aplicación del sensor de resistencia térmica de platino en la máquina de dimensionamiento

La máquina de dimensionamiento utiliza principalmente sensores de resistencia térmica de platino metálico. La máquina de hilado Zheng ga308, la máquina de dimensionamiento Sucker - s432, la máquina de dimensionamiento y otras máquinas de dimensionamiento utilizan resistencia térmica de platino PT - 100, rango de medición de 0 a 200 grados celsius, Zui gran corriente 20ma, en relación con la resistencia al cobre, la precisión de la resistencia al platino es alta, adecuada para medios neutros y oxidados, buena estabilidad, no lineal fija, cuanto mayor sea la temperatura, menor será la tasa de variación de la resistencia.

El sensor de temperatura de resistencia térmica de platino detecta y combina la unidad de control para controlar la temperatura del purín y la temperatura de secado dentro del alcance del proceso. El sensor pertenece al sensor de Resistencia térmica.

2.1.4 método de detección de la temperatura por sensores de resistencia térmica de platino

La temperatura del cilindro de secado o del purín detectada por el sensor de temperatura de resistencia térmica de platino, a través del puente eléctrico para producir una señal de voltaje proporcional a la temperatura, a través del amplificador operativo para entrar en el convertidor A / d, la señal analógica de voltaje se convierte en una señal de palabra, a través del aislador fotoeléctrico para enviar a la CPU del procesador, la diferencia entre la temperatura real y la temperatura predeterminada se calcula y emite de acuerdo con la ley establecida por la cpu, a través del aislador fotoeléctrico, el convertidor D / A y el conductor para formar una señal de corriente analógica; La unidad de control adopta el modo de control de desconexión o posición, el modo de control de desconexión es controlado por la válvula electromagnética para abrir y cerrar la válvula de película delgada, y el vapor se abre cuando la temperatura está por debajo del valor establecido. Este método es muy pobre para los cilindros de secado con gran inercia térmica, y ahora ha sido reemplazado por un método de control de posición con función de ajuste eip.

GA308、 Kalmaier, Tsuda Ju hs20, hs40, zuk s432, etc., adoptan este método, que se caracteriza por la posibilidad de ajustar linealmente la apertura de la válvula del cilindro a través de una válvula proporcional para controlar el flujo de vapor, es decir, cuanto más cerca del valor establecido, más pequeña es la válvula de vapor, y viceversa, para controlar la temperatura.

2.2 El sensor de desplazamiento ultrasónico se aplica a la detección del diámetro de devanado del eje longitudinal.

Garantizar la tensión de devanado de urdimbre entre los ejes de urdimbre en la zona de devanado es una parte importante del control del proceso de dimensionamiento. La máquina de dimensionamiento tradicional utiliza tiras de papel de miles de metros combinadas con pinzas de eje de urdimbre para ajustar la fuerza de frenado para controlar la tensión de devanado del eje de urdimbre y garantizar que la tensión de devanado de cada eje de urdimbre sea uniforme para reducir el devanado blanco de la máquina. el regulador de tensión AB de La nueva máquina de dimensionamiento zuke Sucker - s432 utiliza un dispositivo de detección de tensión mecánica para detectar la tensión de devanado. después de comparar la válvula de ajuste proporcional neumática de retroalimentación con el valor establecido, la señal de presión de salida para ajustar la tensión de devanado sigue siendo un dispositivo mecánico de retroalimentación y control.

La máquina de dimensionamiento ga301 de la máquina de hilado Zheng utiliza sensores ultrasónicos para detectar el diámetro de devanado del eje de urdimbre, y la computadora controla y ajusta automáticamente la presión del aire del cilindro de freno para mantener la tensión de devanado constante. El sensor ultrasónico utiliza las características de reflexión del ultrasonido para la medición espacial y el posicionamiento. Debido a la corta distancia de prueba, su atenuación puede ser ignorada.

2.3 sensores de medición de humedad para la detección y retroalimentación de la tasa de recuperación de humedad

La tasa de recuperación de humedad del tamaño es un indicador importante para medir la calidad del tamaño. La tasa de recuperación de humedad afecta directamente la elasticidad de la pulpa, la resistencia al desgaste de la pulpa, la claridad de la apertura del tejido y la tasa de recuperación de humedad demasiado alta también pueden conducir a tela de código estrecho y largo. Por lo tanto, es de gran importancia para la detección y el control de la tasa de recuperación. La máquina de dimensionamiento utiliza un sensor de resistencia sensible a la humedad para probar la tasa de recuperación de humedad del dimensionamiento.

2.3.1 principios de prueba

La conductividad eléctrica de los materiales textiles varía con el contenido de agua, y la tasa de recuperación de humedad coincide con la resistencia del tamaño de la siguiente relación:

W = a + blgr

En la fórmula: W es la tasa de recuperación de humedad de la pulpa (%); R es la resistencia al dimensionamiento (m omega); A, B es normal y está determinado por el tipo de fibra y la densidad del hilo.

Debido a la relación proporcional entre la resistencia y la tasa de recuperación, cuando la tasa de recuperación cambia ligeramente, el valor de la resistencia cambia mucho, por lo que el instrumento de medición diseñado de acuerdo con este principio puede lograr una alta sensibilidad y precisión.

2.3.2 métodos de prueba

La electricidad de medición de humedad que sirve como sensor de medición de humedad añade un voltaje de medición cuantitativo al tamaño. con el cambio de la tasa de recuperación, la resistencia del tamaño cambia, y la corriente a través del tamaño también cambia en consecuencia. la corriente cambiante se amplifica y convierte en una señal de voltaje en el controlador, en comparación con El voltaje de recuperación preestablecido, y luego el circuito de control emite una señal de pulso para controlar la velocidad de elevación del tamaño (combinada con el generador de medición de velocidad hall) para controlar la tasa de recuperación.

La máquina de dimensionamiento ga301 utiliza el medidor de humedad m601 producido por la compañía estadounidense strandberg; La máquina de dimensionamiento zuke Sucker - s432 utiliza un medidor de humedad rmsr - 7k, etc., que pertenecen al sensor de resistencia sensible a la humedad.

2.4 El sensor de tensión de la placa de tensión de resistencia eléctrica detecta la tensión del tamaño

La tensión de cada área de tamaño es una parte importante del proceso de tamaño. los principios de control de la tensión de cada área de tamaño general son: pequeña tensión de desenganche, tensión de ranura de micro - tamaño, tensión de secado uniforme, tensión de torsión media y tensión de devanado grande. Para lograr este objetivo del proceso, es necesario detectar cada área de tamaño, que es la premisa del control de ajuste del proceso.

2.4.1 aplicación del sensor de tensión del manómetro

El sensor de tensión de la placa de tensión se utiliza para detectar el tamaño de la tensión en cada área de la máquina de dimensionamiento (ranura de pulpa, secado, torsión y devanado), y utiliza cañones de hierro hipérbola (como la máquina de dimensionamiento zuke Sucker - s432), cañones de hierro hipérbola + xp1 (como Daya taya500, máquina de dimensionamiento Zheng ga301, etc.) y Gobernadores de frecuencia variable más regionales para controlar la velocidad del motor de cada unidad (como la máquina de hilado Zheng ga308, Suzhou shengyuan asga368) para ajustar la tensión.

Las máquinas de hilados de pulpa kalmaier y Tsuda utilizan sensores de presión de ancho de tensión para detectar la tensión de devanado. la fuerza conjunta de la tensión de devanado actúa sobre los sensores de presión ubicados en la parte inferior del rodamiento del rodillo de detección. las señales de corriente o tensión emitidas por los sensores se introducen en el sistema de control. el sistema de control compara y calcula los valores de medición y configuración, cambia la corriente de control o tensión de la válvula proporcional de control eléctrico, ajusta la presión de salida de la válvula proporcional y hace que el cilindro presurizado cambie la amortiguación de frenado del eje de urdimbre, y el valor de medición directa sea igual al valor de configuración. De esta manera, se mantiene la tensión de devanado constante, una forma de control que, debido a la fijación de los rodillos de detección y la necesidad de balancearse, puede reducir el impacto de la inercia, con una sensibilidad superior a la de la máquina de dimensionamiento zucker.

2.4.2 principio de funcionamiento del sensor de tensión de Resistencia

Sobre la base del principio del efecto de deformación de la resistencia, se utiliza un alambre de resistencia metálica para hacer un medidor de deformación de la resistencia y pegarlo al cuerpo elástico. En el momento de la medición, cuando el cuerpo elástico se deforma por la fuerza, la rejilla sensible del manómetro también se deforma con él, y su valor de resistencia cambia en consecuencia, convirtiéndose en un cambio de voltaje o corriente a través del Circuito de conversión.

Después de que el medidor de tensión de resistencia convierte la tensión mecánica en△ R / R (△ R es el cambio de resistencia y R es el valor de resistencia). Los cambios en la resistencia a la tensión son tan pequeños que los pequeños cambios en la resistencia son difíciles de medir directamente y se tratan directamente. Por lo tanto, se debe utilizar un circuito de conversión para convertir el cambio△ R / R del medidor de tensión en un cambio de voltaje o corriente. Esta conversión se realiza generalmente con el circuito de puente wheeler.

Las ventajas del puente huisden son la supresión de los efectos de los cambios de temperatura, la supresión de interferencias y la conveniencia de la compensación. El puente eléctrico se muestra en la figura 2, U0 es el voltaje de alimentación del puente, r1, r2, r3, R4 es el brazo del puente y USC es el voltaje de salida del puente eléctrico. Cuando USC = 0, el puente eléctrico está equilibrado, entonces las condiciones de equilibrio son: R1 / R2 = R4 / R3 o r1r3 = r2r4, lo que indica que para equilibrar el puente eléctrico, la relación entre sus resistencias adyacentes de dos brazos debe ser igual o el producto de las resistencias relativas de dos brazos debe ser igual. El medidor de tensión se conecta al circuito del puente eléctrico como resistencia del brazo. cuando la fuerza física elástica se deforma, el valor de la resistencia del medidor de tensión cambia en consecuencia, lo que hace que el puente eléctrico pierda el equilibrio. Usc≠0， El valor de voltaje de salida del puente eléctrico es directamente proporcional a la fuerza del sensor.

2.4 El sensor de tensión de la placa de tensión de resistencia eléctrica detecta la tensión del tamaño

La tensión de cada área de tamaño es una parte importante del proceso de tamaño. los principios de control de la tensión de cada área de tamaño general son: pequeña tensión de desenganche, tensión de ranura de micro - tamaño, tensión de secado uniforme, tensión de torsión media y tensión de devanado grande. Para lograr este objetivo del proceso, es necesario detectar cada área de tamaño, que es la premisa del control de ajuste del proceso.

2.4.1 aplicación del sensor de tensión del manómetro

El sensor de tensión de la placa de tensión se utiliza para detectar el tamaño de la tensión en cada área de la máquina de dimensionamiento (ranura de pulpa, secado, torsión y devanado), y utiliza cañones de hierro hipérbola (como la máquina de dimensionamiento zuke Sucker - s432), cañones de hierro hipérbola + xp1 (como Daya taya500, máquina de dimensionamiento Zheng ga301, etc.) y Gobernadores de frecuencia variable más regionales para controlar la velocidad del motor de cada unidad (como la máquina de hilado Zheng ga308, Suzhou shengyuan asga368) para ajustar la tensión.

Las máquinas de hilados de pulpa kalmaier y Tsuda utilizan sensores de presión de ancho de tensión para detectar la tensión de devanado. la fuerza conjunta de la tensión de devanado actúa sobre los sensores de presión ubicados en la parte inferior del rodamiento del rodillo de detección. la señal de corriente o tensión emitida por los sensores se introduce en el sistema de control. el sistema de control compara y calcula los valores de medición y configuración, cambia la corriente de control o tensión de la válvula proporcional de control eléctrico y ajusta la presión de salida de la válvula proporcional para que el cilindro presurizado cambie la amortiguación de frenado del eje de urdimbre. el valor de medición directa es igual al valor de configuración. De esta manera, se mantiene la tensión de devanado constante, una forma de control que, debido a la fijación de los rodillos de detección y la necesidad de balancearse, puede reducir el impacto de la inercia, con una sensibilidad superior a la de la máquina de dimensionamiento zucker.

2.4.2 principio de funcionamiento del sensor de tensión de Resistencia

Sobre la base del principio del efecto de deformación de la resistencia, se utiliza un alambre de resistencia metálica para hacer un medidor de deformación de la resistencia y pegarlo al cuerpo elástico. En el momento de la medición, cuando el cuerpo elástico se deforma por la fuerza, la rejilla sensible del manómetro también se deforma con él, y su valor de resistencia cambia en consecuencia, convirtiéndose en un cambio de voltaje o corriente a través del Circuito de conversión.

Después de que el medidor de tensión de resistencia convierte la tensión mecánica en△ R / R (△ R es el cambio de resistencia y R es el valor de resistencia). Los cambios en la resistencia a la tensión son tan pequeños que los pequeños cambios en la resistencia son difíciles de medir directamente y se tratan directamente. Por lo tanto, se debe utilizar un circuito de conversión para convertir el cambio△ R / R del medidor de tensión en un cambio de voltaje o corriente. Esta conversión se realiza generalmente con el circuito de puente wheeler.

Las ventajas del puente huisden son la supresión de los efectos de los cambios de temperatura, la supresión de interferencias y la conveniencia de la compensación. El puente eléctrico se muestra en la figura 2, U0 es el voltaje de alimentación del puente, r1, r2, r3, R4 es el brazo del puente y USC es el voltaje de salida del puente eléctrico. Cuando USC = 0, el puente eléctrico está equilibrado, entonces las condiciones de equilibrio son: R1 / R2 = R4 / R3 o r1r3 = r2r4, lo que indica que para equilibrar el puente eléctrico, la relación entre sus resistencias adyacentes de dos brazos debe ser igual o el producto de las resistencias relativas de dos brazos debe ser igual. El medidor de tensión se conecta al circuito del puente eléctrico como resistencia del brazo. cuando la fuerza física elástica se deforma, el valor de la resistencia del medidor de tensión cambia en consecuencia, lo que hace que el puente eléctrico pierda el equilibrio. Usc≠0， El valor de voltaje de salida del puente eléctrico es directamente proporcional a la fuerza del sensor.

2.5.2 codificadores fotoeléctricos para la detección de la tasa de extensión del tamaño

El Encoder fotoeléctrico es un dispositivo de detección de ángulo (velocidad angular), que convierte la cantidad de ángulo introducida en el eje en el pulso eléctrico o cantidad de palabra correspondiente utilizando el principio de conversión fotoeléctrica. el Encoder fotoeléctrico típico se compone de disco de código, rejilla de detección (mask), circuito de conversión fotoeléctrica (incluyendo fuente de luz, dispositivo sensible a la luz, Circuito de conversión de señal), componentes mecánicos, etc.

2.5.2 codificadores fotoeléctricos para la detección de la tasa de extensión del tamaño

El Encoder fotoeléctrico es un dispositivo de detección de ángulo (velocidad angular), que convierte la cantidad de ángulo introducida en el eje en el pulso eléctrico o cantidad de palabra correspondiente utilizando el principio de conversión fotoeléctrica. el Encoder fotoeléctrico típico consta de un disco de código (disco, ver figura 3), rejilla de detección (mask), circuito de conversión fotoeléctrica (incluyendo fuente de luz, dispositivo fotosensible, circuito de conversión de señal), componentes mecánicos, etc.

El anillo interior es el anillo de corriente, principalmente para mejorar las características dinámicas del sistema, mantener una corriente constante de Zui grande al arrancar para lograr un arranque rápido, etc. El anillo exterior es el anillo de velocidad, que constituye un sistema de regulación de velocidad de circuito cerrado del motor de corriente continua con retroalimentación de medición de velocidad de corriente continua. El generador de medición de velocidad de corriente continua mide el valor de la velocidad y realiza una retroalimentación negativa para corregir la velocidad a través de la comparación del enlace de retroalimentación de velocidad con el valor establecido.

La máquina textil Zheng ga301 utiliza un sistema de transmisión de frecuencia variable y velocidad variable. Durante el proceso de dimensionamiento, el generador de medición de velocidad de corriente continua se desconecta para convertir la velocidad real del motor en una señal de voltaje de corriente continua. el valor medido se compara con el valor establecido por el comparador de retroalimentación. su desviación se envía al microcomputador de un solo chip a través de la conversión a / d, rompiendo La frecuencia de la señal de control de ajuste y estabilizando la velocidad real del motor en la configuración para mejorar la precisión de la velocidad y eliminar los cambios de velocidad del motor causados por los cambios en la carga de funcionamiento del dimensionamiento.

3. observaciones finales

Varios sensores electrónicos son un requisito previo para el control de la participación tecnológica de las máquinas de dimensionamiento modernas y un símbolo importante de las máquinas de dimensionamiento modernas.

La temperatura de secado de la máquina de dimensionamiento se detecta con un sensor de temperatura de resistencia térmica de platino; La detección del diámetro de devanado del eje longitudinal adopta un sensor de desplazamiento ultrasónico; La detección de la tasa de recuperación de humedad utiliza un sensor de resistencia sensible a la humedad; La determinación de la tensión del tamaño adopta un sensor de ancho de tensión de resistencia; La tasa de extensión y la velocidad del tamaño se pueden detectar con sensores de interruptor de proximidad y codificadores fotoeléctricos; El generador de medición de velocidad Hall se aplica al sistema de regulación de velocidad de la máquina de dimensionamiento.