СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ТКАЧЕСТВА Российский патент 1998 года по МПК D03D49/04 

Изобретение относится к области текстильного производства и может быть использовано для управления режимом ткачества на станках любого типа при наличии при нем необходимых измерительных датчиков, исполнительных устройств для измерения натяжения основных нитей и частоты вращения главного вала ткацкого станка.

Известны способы управления режимом ткачества путем ручной корректировки натяжения основы в зависимости от уровня обрывности, например [1], путем автоматического регулирования заправочного натяжения нитей по значению уработки основы [2] , путем регулирования частоты вращения главного вала ткацкого станка в зависимости от уровня обрывности нитей [3].

Упомянутые способы не обеспечивают такого режима ткачества, при котором достигается минимальная себестоимость ткани, так как управление ведется раздельно по таким показателям, как уработка и обрывность нитей. Существующая реально взаимозависимость натяжения основных нитей, их уработки, обрывности и частоты вращения главного вала при этих способах управления не обеспечивает поддержание рационального режима, так как увеличение натяжения основы сопровождается, с одной стороны, снижением уработки и расхода сырья, а с другой - ростом обрывности и уменьшением производительности. Увеличение частоты вращения главного вала сопровождается, с одной стороны, ростом теоретической производительности, с другой - увеличением обрывности и соответствующим снижением фактической производительности. В свою очередь себестоимость ткани, формируемой непосредственно на ткацком станке (условная), является конечным параметром, определяющим эффективность производства, и складывается из расходов на сырье и заработную плату за произведенную продукцию, которые зависят от фактических значений уработки, обрывности нитей и частоты вращения главного вала ткацкого станка.

Условная себестоимость отличается от себестоимости как экономического признака, тем, что включает в себя кроме двух экономических (цена пряжи и тарифная ставка) только технологические параметры, изменяющиеся в процессе ткачества, и не учитывают другие изменяющиеся характеристики, такие, как, например, расходы на эксплуатацию оборудования, дополнительная заработная плата, энергозатраты и т.д.

Если бы соотношение стоимости сырья и основного труда не изменялось, то в вычислении условной себестоимости можно было бы оставить один из этих параметров. В действительности в зависимости от ассортимента (а также от изменения экономической политики) соотношение натяжения, обрывности и частоты вращения главного вала может привести к увеличению стоимости израсходованного сырья и к повышению производительности или к снижению производительности и стоимости сырья, то есть к изменению условной себестоимости ткани.

Известен способ управления ткацким станком [4], в котором регулирование натяжения основы и ткани реализуется на основе информации об уработке основы и плотности ткани по утку. Известный способ не является эффективным, так как не учитывается информация об обрывности основных и уточных нитей, частоте вращения главного вала ткацкого станка, линейной плотности основных и уточных нитей, ширине проборки ткани по берду, числе нитей основы и экономическая информация, включающая нормативы времени на выполнение рабочих приемов, коэффициенты, учитывающие простои, тарифную ставку ткача, цену пряжи.

Целью изобретения является повышение эффективности процесса ткачества путем управления заправочным натяжением основы и частотой вращения главного вала ткацкого станка по значению себестоимости ткани, что составляет новизну предложенного способа.

Цель достигается тем, что способ управления ткачества осуществляют:
по условной себестоимости ткани, для вычисления которой вводят дополнительную информацию об обрывности, частоте вращения главного вала ткацкого станка, по линейной плотности основных и уточных нитей, ширине проборки ткани по берду, числу нитей основы и экономическую информацию, включающую нормативы времени на выполнение рабочих приемов, коэффициенты, учитывающие простои, тарифную ставку ткача, цену пряжи;
вычисляют условную себестоимость единицы длины ткани;
повторяют процесс ввода;
сравнивают значение параметров с допустимым;
вычисляют последующее значение условной себестоимости;
сравнивают его с предыдущим;
изменяют заправочное натяжение основы и/или частоту вращения главного вала ткацкого станка на величину, пропорциональную разности предыдущего и последующего значений условной себестоимости.

На чертеже показан подробный алгоритм реализации предложенного способа в виде блок-схемы.

Блок 2 соответствует вводу информации о параметрах, постоянных для вырабатываемой ткани, необходимых для вычисления себестоимости: ширина заправки ткани по берду В_з, число нитей основы М_о, линейная плотность основной и уточной пряжи Т_о и Т_у, часовая тарифная ставка ткача С_т, нормативы длительности ликвидации обрыва основных и уточных нитей t_о и t_у, цена за 1 кг основной и уточной пряжи Ц_о, Ц_у, суммарное время перерывов в работе станка Sumt_i, за исключением перерывов на ликвидацию обрывов, коэффициент учитывающий простой ткацких станков из-за совпадения остановов К_с, коэффициент простоев группы "б" К_б, а также допустимая относительная ошибка среднего значения контролируемых параметров P_id, допустимые границы уработки основы A_max и A_min, длина ткани в одном наблюдении за обрывностью L_тк, допустимые максимальные значения обрывности основы и утка К_о и К_у.

После запуска системы (блок 3) и обнуления промежуточных переменных (блоки 4 и 5) включается цикл опроса измерительных датчиков (блоки 6 - 14), уработки основы (У1), плотности ткани по утку (У2), обрывности основы (У3), частоты вращения главного вала ткацкого станка (У4), обрывности утка (У5), установленных на ткацком станке. Не касаясь технической реализации работы датчиков, полагаем, что их опрос возможен при наличии сигналов готовности датчиков к опросу: G_i = 1, где i - номер датчика. Если i-тый датчик к опросу не готов, система через блок 6 обращается к следующему датчику. Блок 9 обеспечивает работу счетчика опросов, связанного с последующим суммированием информации (блок 10). Если получено первое значение, то есть У_i, то система через блок 7 вновь обращается к этому датчику. При числе опросов У_i>1 в блоке 12 вычисляются статические оценки: среднее значение У_iс, дисперсии D_i, относительные ошибки средних значений P_i. После оценки достоверности каждого контролируемого параметра путем сравнения P_i с P_iд (блок 13) в блоке 14 формируется признак T_i = 1, характеризующий достижение заданной точности измерений i - тым датчиком. Если условие блока 13 не выполняется, то есть не достигнута заданная точность измерения, то система через блок 7 снова обращается к i-тому датчику. Информация о точности измерений со всех датчиков в виде произведения ПТ_i (i = 1...n) проверяется в блоке 15, и при достижении заданной точности вычисляется значение условной себестоимости ткани СУ:
СУ = Р_с = Р_з,
где Р_с - расходы на сырье,
Р_з - расходы н зарплату.

Р_с = М_о•Т_о•Ц_о/(100 - У1_с)•10000000 + Т_у•Ц_у•У_2с•В_з/1000000
Р_з = С_т•К_с/К_б•3600•(600•У_с/У_4с + Sumti + t_о•У_3с + t_у•У5_с)
Вычисление себестоимости реализуется в блоке 16. Для сравнения двух значений себестоимости предусмотрены блоки 17 - 19, где К = 0 соответствует первому вычислению себестоимости, после которого никаких управляющих сигналов не вырабатывается, и цикл измерения параметров повторяется. Каждое предыдущее значение себестоимости обозначается как СО, каждое следующее - СУ. Сравнение двух последовательно вычисленных значений условной себестоимости (блок 20) позволяет перейти к решению вопроса об управлении технологическим режимом. Если СУ<CО, то сигнал на изменение заправочного натяжения подается после проверки достижения средним значением фактической уработки нижней допустимой границы (блок 21), за которой возможно нарушение физико-механических свойств ткани. Далее, если СО = СУ (блок 29), опрос датчиков и вычисление следующего значения себестоимости повторяются.

Более сложное сравнение фактических параметров с допустимым проводится в том случае, когда СУ>СО. После сравнения в блоке 23 фактической уработки с допустимой максимальной границей ее, либо подается сигнал на увеличение заправочного натяжения, либо на проверку уровней обрывности основы (блок 25) и утка (блок 26). Если обрывности не превышают допустимого максимума К_о или К_у соответственно, уменьшение себестоимости достигается путем одновременного увеличения заправочного натяжения и частоты вращения главного вала. В противном случае корректировка технологического режима определяется блоками 24 и 27. Далее, если СО = СУ (блок 29), весь процесс повторяется с блока 5.

Таким образом, в результате реализации способа управления автоматически поддерживается режим (натяжение основы и скорость ткачества), обеспечивающий минимальную себестоимость ткани.

Источники информации
1. Типовой технологический режим производства льняных, полульняных и смешанных тканей. - М.: ЦНИИТЭИлегпром, 1986.

2. Устройство для регулирования натяжения основы и ткани на ткацком станке. АС N 672242, Бюл. N 25, 1979.

3. Гессель Р. Применение электронных приборов и средств автоматизации для совершенствования ткацкого производства. - В сб. докладов семинара "Проблемы внедрения в текстильную промышленность стран-членов СЭВ высокопроизводительного ткацкого оборудования и направления его развития до 2000 года. - М., 1985.

4. Устройство для регулирования натяжения основы и ткани на ткацком станке. АС N 1090768, Бюл. N 17, 1984, D 03 D 49/04, D 03 J 1/20 - прототип.

Способ относится к текстильной промышленности и предназначен для управления технологическим режимом ткачества, в частности скоростью станка и натяжением основы. Согласно изобретению, вводят дополнительную информацию о параметрах ткани и экономических параметрах. Осуществляют последующее вычисление себестоимости. Сравнивают каждую последующую себестоимость с предыдущей, сравнивают параметры с допустимыми и в зависимости от отклонения себестоимости последующей от предыдущей изменяют заправочное натяжение основы или частоту вращения главного вала ткацкого станка, или то и другое. 1 ил.

Способ управления процессом ткачества путем регулирования заправочного натяжения основы по уработке основы и плотности ткани по утку, отличающийся тем, что дополнительно используют информацию по обрывности основы и утка, частоте вращения главного вала ткацкого станка, по линейной плотности нитей основы и утка, ширине проборки ткани по бедру, числу нитей основы, а также экономическую информацию, содержащую нормативы времени на выполнение рабочих приемов, коэффициенты, учитывающие простои, тарифную ставку ткача, цену пряжи, затем по всем перечисленным параметрам вычисляют условную себестоимость единицы длины ткани, повторяют цикл измерения указанных параметров, сравнивают значения параметров с допустимыми и вычисляют последующее значение условной себестоимости, затем сравнивают его с предыдущим и изменяют заправочное натяжение основы и/или частоту вращения главного вала ткацкого станка на величину, пропорциональную разности предыдущего и последующего значений себестоимости.