织物染色机的电子控制系统.pdf

一种织物染色机的电子控制系统，所述织物染色机包括至少一个用于织物的储存器(1)，至少一个用于储存染料的贮池(2、3、4)以及至少一个位于该染色机内部的织物处理装置。一个或多个RFID标签与织物相关联，其允许传达染色机内部待染色的件的位置。

1.  一种织物染色机的电子控制系统，所述织物染色机包括：至少一个用于织物的储存器、至少一个用于储存染料的贮池以及至少一个位于染色机内部的织物移动装置，其特征在于，一个或多个RFID标签与所述织物相关联，所述一个或多个RFID标签使得能够传达染色机内部待染色的件的位置。

2.  根据权利要求1所述的系统，除了RFID标签之外，还包括：一个用于此类标签的读出器、天线以及控制软件。

3.  根据权利要求2所述的系统，其中，天线位于织物处理系统的上游。

4.  根据权利要求2所述的系统，其中，天线位于织物处理系统的下游。

5.  根据权利要求2所述的系统，其中，天线位于织物处理系统的上游和下游。

6.  根据权利要求2所述的系统，其中，天线在所述染色机内部沿着织物的整个行程分布。

7.  根据权利要求2所述的系统，包括包含控制软件的微处理器单元，所述控制软件与能够读取和/或修改所述标签中所包含的信息的RFID读出器相关联并与所述天线相关联。

织物染色机的电子控制系统
技术领域
本发明涉及一种织物染色机的电子控制系统，其中可以定位(map)待染色的织物。
因此，织物的“电子”定位允许使得对织物染色工艺的传统控制方法进行革命性变革。
使用射频(radiofrequency)来监控染色工艺可适用于一种以上的染色方法。
背景技术
“绳索染色”表示一种在加工操作期间织物呈现特定的绳索状结构的染色工艺。当今，在市场上可买到各种型式的染色机，这些染色机根据待加工的织物的类型、所使用的着色剂的类型(其可能需要在特定的温度和/或压力条件下操作)以及连续或不连续操作的可能性，而在结构和操作特性上有区别。
基本上，染色机内部的织物处理系统包括：一个或多个桶板(stave)或平滑的驱动辊；一个或多个喷嘴，其通过专用风扇供应空气或从专用泵供应水流(名为“JET”或“FLOW”的系统或具有锥形截面的喷嘴)；以及一个或多个织物贮槽。
现有染色机存在一系列的限制，这些限制能利用本专利的技术方案目的来克服。
例如，考虑传统的染色机，其中染色机内部的织物处理控制通常是通过使用永磁体和相应的检测线圈，来对所设置的每一个织物绳索进行。所获得的信息限于在控制点处检测磁体的连续通过之间所经过的时间。这种检测允许确定实际的织物循环速度，同时突出驱动辊上的可能的织物滑动问题，并确定预设点(即接缝)的位置。关于绳索的实际速度的信息的更新和可能的校正干涉(correction intervention)不时发生，它们的持续时间可能相当长，仅由永磁体的连续通过来确定。
如果使用更多的磁体，那么在染色工艺期间，将没有明确识别单个磁体的任何可能性。可以利用磁体-线圈系统获得的信息实际上为通-断型(on-off)的，并且即使利用基于用于管理染色机内部的织物处理的经验数据的复杂软件，这种控制系统也并不能绝对确定地识别织物的哪个部分正在穿过各个控制点。
传统技术中的进一步发展通过意大利专利申请No.MI93A1474引入，其中关于永磁体通过的信息用于平衡贮槽中的织物并用于控制与染色工艺有关的变量，如温度升高/降低梯度或产品进入时间(inlettime)。由于此类系统能够实现加工的均匀性，所以实际上可以根据织物行程(fabric run)的数量(织物行程＝织物穿过2个或2个以上染色机储存器所需的时间)来确定染色工艺中的众多阶段的时间，代替凭经验确定的时间，以便保证染色结果的均匀性。
本申请人注意到，前述技术方案存在某些限制。
如果人们试图保证贮池内部织物分布的均一性，那么在单染色过程中，具有不同化学-物理特性(重量、高度、织物类型、弹性等)的染色件在装载阶段期间需要织物的特定设置方式(例如：轻织物与厚织物之间的连续性)。
这点非常重要，因为系统仅仅基于对磁体从一个贮池传送至下一个贮池所经过的时间的检测，因而不能够确定正在处理的是织物的哪一部分。根据贮池的物理特性，预设的速度导致织物在贮池中积聚或贮池中缺少织物。
在实践中，与管理多个磁体相关的技术问题将它们的使用限制于数量显著低于所存在的储存器的数量的情况。由此类构造可获得的信息决定了在贮槽中织物通过的控制时间。储存器的数量越高和储存器的装载能力越大，该控制时间就会越长。即时信息的缺乏可能迫使控制系统对可能的缺少平衡作出反应的速度比控制参数(剂量、温度等)和平衡储存器所需要的速度慢。实际上，在其可再次控制织物的位置进而控制织物的速度之前，必须等待至少一个全循环结束。因此，应当保证有缓冲区，以便补偿一个或多个贮槽中的可能的织物积聚。
这导致不可能充分利用各单个贮池的装载能力，例如介于10％与20％之间的可变范围内。
从系统可靠性的观点来看，如果使用两个或两个以上的磁体，即使磁体单个通过的检测损失的严重性也是突出的。而且，这种现象在需要复杂且不安全可靠的操作来在贮池中重构织物的实际设置的实践中并不罕见。而且，用于检测永磁体与线圈之间的信号的可用间隔是受限制的。线圈的安放必须在特定的点处进行，以便实际上降低线圈与磁体之间的距离。
该系统由于不能保证磁体的正确设置或磁体与线圈的距离处于准确检测的极限范围内，所以不能用于使机动织物储存器与织物处理系统(即驱动辊)同步。本申请人发现通过使用RFID技术，能够解决所有上述问题。RFID装置为在及时询问时能够储存与传递信息的装置。
发明内容
用于检测转发器的系统允许在整个染色工艺期间恒定地监控它们的位置。利用射频，可以更新转发器中所包含的信息，其具有与织物所经受的工艺过程相关的数据。
识别系统基于4个主要部件：转发器，也称为“标签”；读出器；天线；以及控制软件。该识别系统还包括微处理器单元，该微处理器单元优选包含软件，能够读取和/或修正标签中所包含的信息的此类RFID读出器与该软件相关联，并且与此类装置接口的天线与该软件相关联。
特别是，天线可以具有不同的形状，并根据想要产生的场的类型而改变。这使得它们便于安装且能够适于具体需要。转发器或标签可以是无源型或有源型。所使用的标签的类型的选择仅仅取决于人们所要管理的信息的类型。
在与读出装置连接期间，标签交换其所包含的信息，同时如果需要的话，还允许更新信息。所检测的信息被传送至染色机的控制系统(处理器或PLC)以便及时进行管理。
可应用于织物的标签的数量严格地取决于人们想要实现的控制的类型和水平。这种系统允许控制每一个标签的位置。
本发明的一种方案涉及根据权利要求1所述的织物染色机的电子控制系统，为简洁起见参见权利要求1。
附图说明
通过阅读以下对两个示例性且非限制性实施例的说明，根据本发明的系统的特征与优点将会更清楚且更显而易见，其中附图表示：
图1a至图1e表示具有三个管的绳索染色机；
图2a与图2b表示具有机动旋转贮槽的绳索染色机。
具体实施方式
参看图1，该染色机包括：一个容器1，三个贮槽2、3、4，三个驱动辊M1、M2、M3，以及三个喷嘴F1、F2、F3，其构成染色机中的织物处理装置的一个实例。根据本发明的特征，天线既可以位于位置A1、A2、A3所示的、处理系统的上游，也可位于位置B1、B2、B3所示的下游。然而，毫不妨碍选择替代的位置或加入其它控制点。标签T优选地固定至织物并随织物一起运动。标签T在天线附近通过使得能够交换染色机控制系统所需的信息。本发明的构思同样适用于其它类型的、用于绳索染色的染色机。
在图2中，示出了具有机动旋转贮槽D的绳索染色机。该染色机包括一个容器1、一个驱动辊2以及一个喷嘴3，其构成染色机中的织物处理装置的一个实例。
根据本发明的一个方案，该天线既位于织物处理系统的后部(位置A1)，又直接位于贮槽上(位置B1和B2)。在靠近所安装的天线处，对标签T进行检测。优选地，位于位置B1和B2处的天线允许实际监控贮池中的织物的设置。另外，对于图2所示类型的染色机，天线的数量和位置取决于所需监控操作的类型与水平。例如，天线可以在染色机内部沿着织物的整个行程分布。因此，如此设计的利用射频技术的控制系统可以进行多种改型与变化，所有这些改型与变化均在本发明的范围内。而且，所有技术特征的细节均可以由技术上等同的元件替换。在实践中，根据可用情况与技术需要，所有使用的材料以及尺寸可以是任何类型的。例如，考虑“单绳索染色”，由于可以在染色机的预设位置处绝对精确地控制每个标签的通过，使得能够通过利用负责处理的构件实现迅速且准确地校正织物牵引速度而解决在单个贮槽中出现的设定织物量的问题的根本，而不管这些负责处理的构件是驱动辊，和/或锥形截面喷嘴和/或“JET”，和/或“OVER FLOW”，和/或“AIR”。这就使得能够优化在同一染色周期期间对各种织物的加工。该染色机能够识别已经应用了RFID标签的、织物的每一件，并且能够基于具体需要而改变牵引速度。在这种情况下，装载顺序被证明与所装载的织物类型无关。标签将为用于驱动牵引速度以便保证其在贮槽中的均匀分布的那些标签。
采用这种新系统，能够在利用每一个贮槽的装载能力方面取得改进。通过获知贮池中的织物的设置，将不需要具有用于补偿可能的织物异常积聚所必需的缓冲区。
由于RFID技术，还可以例如通过测量化学添加剂的剂量，来在每一个阶段中调整染色工艺。该剂量不再与通过在预设点处使磁体通过所检测到的时间间隔有关，而是可以直接应用于织物的具体部位。
使用RFID技术还在“多绳索染色”方面提供若干优点。除了在单绳索情况下已讨论的内容以外，以下几点也是正确的：
可以在染色工艺期间将信息直接写在标签上，因而能获得对所应用的工艺的全跟踪能力；
便于卸载操作，从而有助于识别进行实现件接缝的准确点。在多个件的情况下，系统可以在改变件时自动地停止卸载程序，如果需要的话，将其储存器分开；
由于即使在绳索的位置并未预先限定的那些点处(例如，当织物积聚在贮池中时)，也能检测单个标签的通过情况，所以既可以对贮池内部的织物处理进行控制，又可以在机动储存器的情况下，利用负责的处理构件使机动储存器同步。
在染色工艺期间，在预先安排的控制点处，可明确地识别每个RFID标签，根据所要控制的变量，随着机器的不同而不同。根据染色机中所固定的控制点，能够获知染色机自身内部的织物的准确设置。应用于织物的标签中所包含的信息与读出器交换，以通知染色机控制系统，以便实现与染色工艺相关的各种控制功能。RFID控制方法可适用于其中向染色机的管理系统通知一个或多个标签中所包含的信息有用的所有情况。这种信息可以既用于控制染色机的操作又用于控制染色工艺。定位使得能够基于各种具体需要而改变工艺的各种参数，例如，织物牵引速度、槽转速、温度变化速度、固体(盐、硫酸盐)引入速度、碱/酸引入速度。