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一

西北纺织学院学报

第卷第期总期年月.,. .
毛纺染色中的系统化优化控制
唐立明顾宝明’
擒要途述针对毛纺织企业的特点实施自动化改造的一种方法。以十台毛条常温染
色虹为被控制对象,综合考虑公共资源,构成系统化的自动控制,减少控制设奋的硬件资
潭、降低自动化改造的成本。在系统化的基础上采用大系统控制理论及高级控制技术实现
优化控制,使控制精度达到最佳。从而以集中科学管理和分散高精度控制的模式,完成温
度程序设定曲线。这种方式所获得的控制效果和经济效益是单机控制方式明显不及的。
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概述
近几年我们采用美国罗斯蒙特公司的集散控制系统—
简称:对全厂染色、洗呢、煮呢等四大工序实行了自动化改造,经过这几年的
运行,取得了显著的效益。
毛纺染色中影响质量的最重要因素之一就是温度时间的协调。染色缸控制的主要任
务就是按工艺要求,在规定的时间下,完成温度的程序设定曲线。因此,染色缸供热蒸汽的质
量是保证控制质量的关键毛纺企业的蒸汽质量不高,压力和温度变化大,会导致染色过程
中温度一时间的控制精度差。兰州第三毛纺织厂使用的供热蒸汽源的压力变化范围为
~ .,温度变化范围在~ 。同时,毛纺企业染色供热多采用干线分流方式,这
样叉使多台热负载之间存在着相互耦合的干扰,即一台染色设备的用热变大或变小,会直接
影响同一热干线下的其他染色设备的供热量,这种影响在蒸汽压力与温度偏低时尤为明显。
针对上述问题,我们将供热系统与十台毛条染色缸总体布局,形成了被控的大系统,并
将管理思想融于系统之中。用美国罗斯蒙特公司的集散控制系统为控制主机,通过模
型测辨、数学分析、控制系统设计,以及模型仿真和验证与总调,完成了以蒸汽压力和蒸汽温
度为系统扰动变量,以十台染色缸的温度为在线辖入变量、以十台染色缸供热蒸汽阀位为辖
出变量的多变量控制数学模型。这一系统投运几年来,极大地提高了被染产品的质量,特别
在织物色泽、手感方面尤为明显,除更换染料试缸以外,再勿需回染,并减少蒸汽消耗
· 兰州第三毛纺织厂,,,岁,高级工程
收稿日期:一—
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第期毛纺染色中的系统化优化控制
左右,获得了令人满意的经济效益。
这个数学模型分两部分:一是染色缸对象的群体温度控制模型;二是蒸汽供热系统的多
变量数学模型。这两分组成一个广义控制对象。集数控制系统根据广义对象的结果,灵活
选择或变更控制策略,完成多变量闭环控制。
为了后面将要提到的开环控制的需要,对这个环节确定了两种形式的数学模型。其一是
用热力学方法推导的系统微分方程解析式,用它来确定动态工作点,计算蒸汽调节阀的开
度,完成开环控制;其二是传递函数它与飞升曲线法确定的系统传递函数是吻合的,用它
来作关键点上的系统动态综合。
图是供热系统示意图。从热力站分汽缸送出的蒸汽,供数十台设备共同使用,常温缸
蒸汽总管把蒸汽分配给十条支路,由十台染色缸调节阀控制蒸汽流量。
图供热系统示意图
对每台染缸,热源都不是恒定的,存在两种图供热系统机理模型
扰动。一是总管蒸汽压力和温度的自噪,日一扰动传递