Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ
В современных экономических условиях текстильным предприятиям часто приходится изготавливать ткани малыми партиями при большом разнообразии переплетений и узоров, что требует частых перезаправок ткацкого оборудования. Предприятия должны обеспечивать такую гибкость производства, которая могла бы оперативно реагировать на изменения в моде и требования к качеству и потребительским свойствам изделий.
Натяжение основных нитей один из важных параметров, объективно отражающих ход технологического процесса ткачества. Следовательно, имея достоверную информацию о поведении нити в процессе тканеобразования и работе основных органов ткацкого станка, можно правильно определить параметры настройки и повысить эффективность его работы за счет снижения обрывности нитей. Этим вызвано как в зарубежной практике, так и и у нас появление в последние годы измерительных приборов и систем, позволяющих автоматизировать процесс съема информации.
Наиболее эффективным средством повышения производительности оборудования является введение на предприятиях системы постоянного контроля за его работой с целью накапливания статистической информации, выявления причин обрывности нитей, своевременного устранения этих причин и выявления технологического оборудования, наиболее пригодного для выработки определенного ассортимента тканей.
Анализ состояния вопроса показывает, что обеспечение текстильной промышленности измерительными при-борами недостаточно. Многие приборы морально устарели. Отечественное текстильное машиностроение существенно отстает от требований сегодняшнего дня.
Разработка новых приборов и измерительных комплексов, предназначенных для оценки поведения нити в процессе ее переработки, является актуальной задачей решение которой влечет за собой повышение эффективности производства.
Современные тенденции в приборостроении предполагают использование микропроцессоров, контроллеров, быстродействующих электронных преобразователей измеряв-
мого параметра с высскими метрологическими характеристиками, управляющих ПЭВМ. Новая философия измерений смещается от классической (измерение с помощью датчиков и вольтметров) концепции измерения одной величины специально предназначенным для этого прибором, к идее компьютеризированной системы обработки данных, связанной интерфейсом с системой управления. Таким образом, происходит качественное усложнение приборов для измерения технологических параметров, направленное на экономию ручного труда, приобретение дополнительной информации о текстильных материалах.
Внедрение современных средств автоматики имеет и большое социальное значение - облегчает труд работающих, повышает престижность профессии.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с МНТП "Русский лен" (приказ - N 42 6 Госкомитета РФ по высшему образованию от 22.04.91) тема 80-БНИ-Э1 " Разработка программно-аппаратного комплекса оптимизации технологических режимов" и направлена на создание высокоэффективного оборудования для исследования технологических процессов ткачества.
Целью настоящей работы является аналитическая и конструктивная разработка, а так же экспериментальное исследование программ.-ю-апларатного комплекса (ПАК) для оперативной диагностики процесса тканеобразования.
В соответствии с указанной целью в работе поставлены и решены следующие задачи:
1. Аналитически исследовать колебательную систему
"датчик - нити основы".
2. Создать на основе предложенной математической мо
дели колебательной системы "датчик - нити" основы пер
вичный преобразователь измерения одиночной нити на ткац
ком станке.
3. Разработать универсальный измерительный комплекс
и программное обеспечение ПАК.
4. Провести анг.лиз метрологических характеристик
разработанного ПАК.
5. Провести экспериментальные исследования разрабо
танного ПАК.
В работе использовались теоретические и экспериментальные методы исследования.
В теоретических исследованиях использованы методы теоретической и прикладной математики, теории колебаний, сопротивления материалов, теории вероятностей и математической статистики.
Расчетная часть выполнена аналитическими и численными методами с использованием математического пакета программ MathCAD. Для разработки программного обеспечения применялись языки Ассемблер, Borland C++ в операционной среде MS DOS.
Для графического представления получаемой информации использовалась система AutoCAD.
Экспериментальные исследования лроводились методами электротехнических измерений в лабораториях кафедры ткачества КГТУ и на льнокомбинате Большая Костромская льняная мануфактура.
В процессе решения поставленных задач впервые:
предложена математическая модель взаимодействия основных нитей и датчика в условиях процесса ткачества, учитывающая колебания датчика по трем обобщенным координат ам; '
исследована колебательная система "датчик - нити основы", что позволило сформулировать требования к массо-габаритным параметрам несущей конструкции преобразователя;
исследованы и определены основные параметры первичного преобразователя, обеспечивающее наилучшее качество измерений.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ И РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана новая конструкция датчика для измерения натяжения нити.
Разработанный программно-аппаратный комплекс позволяет определить натяжение нитей в зоне скало - ламели, а также положение рабочих органов ткацкого станка СТБ. Измерение может проводиться несколькими датчиками одновременно в режиме реального времени.
Впервые в измерительном комплексе использован, в качестве управляющей ЭВМ, переносной портативный компьютер типа Notebook, что значительно увеличило оперативность проведения эксперимента. Комплекс может использоваться как для производственных целей, так и для научных исследований.
Разработан пакет прикладных программ, обеспечивающие эффективное использование комплекса.
ПАК позволяет повысить достоверность результатов, автоматизировать процесс измерения и статистической обработки информации, получить дополнительные сведения о работе основных органов ткацкого станка. Разработанный универсальный комплекс позволяет с небольшими изменениями: применять его для исследования другого технологического оборудования (мотальные и сновальные машины, кольцепря-дильные машины), а также как функциональный элемент перспективных типов систем автоматического управления технологическим оборудованием.
Разработанный комплекс для измерения натяжения нитей используется в учебном процессе кафедр ткачества, автоматики и микропроцессорной техники КГТУ, а также при проведении научно-исследовательских работ.
Основные результаты работы были доложены и получили положительную оценку на:
заседаниях кафедры автоматики и микропроцессорной техники КГТУ(1996 - 1998 г. г.);
всесоюзной научно-технической конференции " Пути совершенствования технологии и оборудования в льняной отрасли текстильной промышленности" (Лен 94), Кострома, КТИ, 1994 г.;
Всероссийском семинаре по теории машин и механизмов Российской академии наук (Костромской филиал) , 1995 г.;
заседании семинара "Технологии текстильных материалов" КГТУ, 1996 г.;
Научно-техническая конференция "Актуальные проблемы техники и технологии переработки льна и производства льняных изделий" (Лен-96), Кострома, КГТУ. 1996 г.;
- Международная научно-техническая конференция "VI I
Бенардовские чтения", Иваново, ИГЭУ, 1997 г.;
- конференциях преподавателей и сотрудников КГТУ,
1995-1998 г.Г.;
- Международная научно-техническая конференция " Ак
туальные проблемы переработки льна и современных услови
ях" (Лен-98), Кострома, КГТУ, 1998 г..
По материалам диссертации опубликовано две статьи.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ
