Введение к работе
Актуальность темы
В настоящее время при изготовлении одежды, обуви, кожгалантерейных и дру-их изделий широко используются искусственные кожи, являющиеся единственным сточником восполнения острой нехватки натуральной кожи. Искусственные кожи зготавливаются с применением основы из химических волокон и растворов поли-ретана для формирования лицевого покрытия. Они обладают кожеподобным ви-ом, высокой морозостойкостью, теплостойкостью, изгибостойкостью и высокими игиеническими свойствами. В качестве основы искусственной кожи наиболее широ-о используется нетканый материал. Интенсивный рост производства нетканых ма-ериалов объясняется прогрессивностью технологии, обеспечивающей возможность омплексной механизации и автоматизации производственных процессов, и исполь-ованием дешевого сырья.
Производство нетканого материала осуществляется иглопробивным способом. Іри его использовании формируется трехмерная структура, скрепленная самими олокнами холста за счет протаскивания волокон зазубринами пробивных игл в по-еречном направлении.
При производстве иглопробивного полотна происходит поломка игл, а их облом-и различной длины застревают в полотне. Наличие в полотне металлических частиц эбломков игл) приводит к преждевременному износу игл, их излому на последующих перациях при иглопрокалывании, преждевременному износу ленточных ножей на воильно-ленточной машине, потере времени на заточку этих ножей и значительному худшению качества готовой продукции - основы искусственной кожи. После нанесения ицевого покрытия на основу выявляется брак искусственной кожи - полосатость, при-иной которой является обломок иглы, находящийся в полотне. В готовой продукции іскусственной коже) могут попадаться обломки игл, которые могут стать причиной равмирования человека, использующего изделие из искусственной кожи.
Очистка полотна от металлических включений может производиться различными пособами. Наиболее перспективным с точки зрения автоматизации является механиче-кий способ, сущность которого заключается в вырезании участка полотна с располо-:енной в нем металлической частицей. Для проведения автоматизированной механиче-кой очистки полотна необходимо определить координату расположения металличе-сой частицы в полотне. Однако существующие способы определения координат рас-оложения металлических частиц в движущемся полотне не позволяют получить дос-
товерную информацию о координате (под достоверностью понимается соответстві числа полученных координат числу реально существующих металлических частиц).
Вышеприведенное определяет актуальность разработки способа автоматичесю го определения координат расположения металлических частиц в движущемся п> лотне, позволяющего получить достоверную информацию о расположении частиц полотне.
Цель работы
Целью диссертационной работы является формирование подхода к автоматиз ции технологического процесса обнаружения металлических частиц в движущем материале, позволяющего получить достоверную информацию о расположении м таллических частиц и уменьшить количество ложных срабатываний исполнительн го органа при удалении, и выработка рекомендаций по его практической реализаци
Основные задачи исследований:
-
Разработка имитационной модели существующей АСУ ТП удаления металлическі частиц из движущегося полотна, включающей обнаружение металлических частий определение координат их расположения, позволяющей установить причины вс никновения ошибок определения координат расположения частиц в материале.
-
Разработка способа обнаружения металлических частиц с автоматическим onpej лением координат их расположения в движущемся материале, позволяющего пов сить достоверность определения координат.
-
Имитационное моделирование АСУ ТП удаления металлических частиц из движ щегося полотна, в основе функционирования которой лежит предложенный спосс с целью получения количественной оценки достоверности определения координ; определения преимуществ предложенного способа по сравнению с существующш и возможности его практического использования.
Методы и средства исследований
При решении диссертационных задач использовались теория множеств, теор конечных автоматов, алгебра Буля, метод имитационного моделирования с применен ем ПЭВМ, теория принятия решений.
Научная новизна
-
Разработана имитационная модель существующей АСУ ТП удаления металли1 ских частиц из движущегося полотна, позволившая установить причины возникг вения ошибок определения координат расположения металлических частиц.
-
Предложен критерий достоверности определения координат - коэффициент од бочности, позволивший оценить качество работы системы автоматического onpej
ления координат расположения металлических частиц в движущемся полотне и провести сравнительную оценку систем обнаружения металлических частиц.
Сформирован подход к обнаружению металлических частиц в движущемся материале с автоматическим определением координат их расположения, который состоит в обнаружении металлической частицы последовательно тремя датчиками обнаружения, расположенными относительно направления движения полотна в виде фигуры, образующей римскую цифру VI, фиксировании в.момент срабатывания третьего датчика обнаружения множеств сигналов от первого и второго датчиков обнаружения, арифметических и логических преобразованиях значений элементов обоих множеств и формировании истинного значения координаты расположения металлической частицы по ширине полотна*
В рамках предложенного подхода разработан способ обнаружения металлических частиц в движущемся материале с автоматическим определением координат их расположения, при котором процесс логической обработки элементов множеств сигналов от датчиков обнаружения состоит в попарной конъюнктивной оценке значений соответствующих элементов первого множества, расположенного в прямом порядке, и элементов второго множества, расположенного в обратном порядке, и формировании в качестве истинной координаты расположения металлической частицы сигнала о номере позиции единичного элемента второго множества, взятого в исходном положении.
Разработана имитационная модель АСУ ТП удаления металлических частиц из движущегося полотна, в основе функционирования которой лежит предложенный способ, позволившая установить преимущество предложенного способа, выразившееся в уменьшении количества ложных срабатываний исполнительного органа при удалении. Основные положения, выносимые на зашиту
Результаты исследования существующего подхода к обнаружению металлических частиц в движущемся полотне с автоматическим определением координат их расположения.
Критерий достоверности определения координат - коэффициент ошибочности, позволивший оценить качество работы системы автоматического определения координат расположения металлических частиц в движущемся полотне.
Разработанный в рамках предложенного подхода способ обнаружения металлических частиц в движущемся материале с автоматическим определением координат их расположения, основанный на попарной конъюнктивной оценке значений соответ-
соответствующих элементов множеств сигналов от датчиков обнаружения, позволивши; повысить достоверность определения координат. 4. Результаты исследования имитационной модели АСУ ТП удаления металлических час тиц из движущегося полотна, в основе работы которой лежит предложенный способ. Пуактическая ценность и реализация результатов работы Практическую ценность работы составляют:
разработанный в рамках предложенного подхода способ обнаружения металлически частиц в движущемся материале с автоматическим определением координат их расположе ния, основанный на попарной конъюнктивной оценке значений соответствующих элементо множеств сигналов от датчиков обнаружения, позволивший повысить достоверность опре деления координат;
разработанная структурная схема АСУ ТП удаления металлических частиц из дви жущегося полотна, в основу работы которой положен предложенный способ;
разработанная схема электрическая принципиальная блока обработки и управлени для устройства, позволяющего вести обработку полотна по 80 зонам по ширине.
Результаты, полученные в ходе работы, используются опытным производством Орловског НИИЛегмаш в проектах по модернизации технологической линии по производству основы ж кусственной кожи и при проведении лабораторных работ по курсу "Основы АСУ ТП" для сг дентов кафедры КиПРА ОрелГТУ.
Апробация работы
Основные положения и результаты работы были обсуждены и одобрены на: Всерос сийской научной конференции "Проблемы создания и развития информационно телекоммуникационных систем специального назначения" (г. Орел, ВИПС, февраль 1997 г. Международной научно-технической конференции : Микроэлектроника и информатика - 9 (г. Москва, март 1997 г.), а также на научно-технических конференциях в ОрелГТУ в 199' 1997гг. и научно-методических семинарах кафедры КиПРА ОрелГТУ.
Публикации
По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объем диссертации
Диссертационная работа изложена на 125 страницах машинописного текста, содержи 41 рисунок и 11 таблиц. Состоит из введения, четырех глав, заключения, списка используе мых источников, включающего 110 наименований, и 7 приложений.