1 导言
染色工序在纺织品出产中占有重要位置，染色质量直接决议了纺织品的色泽、外观，乃至还影响纺织品的出产成本。在染色工序中，影响染色的要素首要有染液浓度、温度、液位等，其间温度操控是很重要而又杂乱的操控进程。染色进程实践上是履行由工艺人员针对不同织物的一条温度曲线，每个工艺对染色的温度、升降温进程都有严厉的要求，不然，简单使织物发生色差、缸差、条痕等疵点，构成复染率上升，出产成本的添加。针对染色进程温度操控的杂乱性，规划了根据PLC 的染色机温度操控系统，完结对染色进程温度的操控，然后削减织物疵点，进步出产功率，下降出产成本。
2 体系操控要求
1）温度曲线存储要求关于不同的染色种类，其对温度的要求是不同的，因此对应的温度工艺曲线也是不同的，若将一切染色种类的温度工艺曲线都存入现场温度操控器中，则对该操控器的内存要求十分高，导致体系臃肿，因此本体系规划经过一台中控机，将工艺人员设定的不同的温度工艺曲线，悉数由工作人员在中控机上输入后经PROFIBUS—DP 现场总线下传给现场操控器，现场操控器根据接纳的温度工艺曲线进行温度操控，一起现场操控器能够随时向中控机请求修正温度工
艺曲线的参数。在网络中止时，现场操控器能够保存当时的温度工艺曲线，并且具有断电长时刻保存当时温度曲线的功用。
2）温度操控要求
在染色工艺进程中，典型的工艺曲线如图1 下所示：
图1 典型的工艺曲线
由图 1 可知，染色工艺能够分为多个曲线段，不同的曲线段对应不同的温度。对染色进程的温度操控首要是对染槽升温、保温、降温，结合出产的实践要求又将升温分为直接升温到指定温度和按斜率精确地升温到指定温度；同理，降温也分为直接降温到指定温度和根据斜率精确地降温到指定温度。因此温度操控分为五个子程序：直接升温、按斜率升温、保温、直接降温、按斜率降温。直接升温仍是斜率升温、直接降温仍是斜率降温根据实践需求经过中控机设定，而后由现场操控器PLC 的主程序调用相应子程序。
3）报警及显现功用
为体系设置了一个 TD 200 文本显现器，显现染色进程中的一些操作和报警信息，该显现器适用于一切西门子S7-200 系列的PLC。
4）中控机监控要求
选用西门子公司的WINCC 完结中控机对现场PLC 的监控，首要完结当时温度显现、动态温度曲线显现、温度等参数设置、报警记载和打印报表等功用。
3 体系的硬件构成
本体系选用西门子公司推出的 S7-200PLC 作为现场操控器，选用CPU226 主机模块；经过CP5613 卡完结现场操控器同中控机之间的通讯。现场操控器S7-200 扩展了一块智能温度数据收集模块EM231，该模块带有4 个模仿输入点，集成有16 位/转换器，分辨率达0.1℃，能主动进行线性化处理，有冷端补偿功用，不再需求外部变送器，一个模块就能完结数据收集及数据处理功用。体系的温度信号的检测选用铂电阻PT100，铂电阻具有丈量精度高、功用安稳牢靠的特色，在工业上广泛用于-200℃~+500℃之间的温度丈量。由于现场操控器S7-200 不能直接同PROFIBUS—DP 现场总线相连，因此为S7-200 外扩了PROFIBUSDP 模块EM277。
关于不同的染色种类，对应的温度工艺曲线也是不同的，若将一切或许用到的温度曲线存入现场操控器中，则对现场操控器的内存要求很高，因此本体系规划经过中控机，将工艺人员设定的不同的温度工艺曲线，悉数由工作人员在中控机上输入后经PROFIBUS—DP 现场总线下传给现场操控器，现场操控器根据接纳的温度工艺曲线进行温度操控，一起现场操控器能够随时向中控机请求修正温度工艺曲线的参数。在网络中止时，现场操控器能够保存当时的温度工艺曲线，并且具有断电长时刻保存当时温度曲线的功用，一起能够将现场的温度等信号上传至中控机，构成监控界面，假如需求能够经过网卡将中控机同工厂信息网以及Internet 网相连，完结底层到高层的信息同享。体系的结构图如图2 所示。
4 体系的软件规划
由图 1 可知，染色工艺能够分为几个曲线段，不同的曲线段对应不同的意图温度、升降温时刻、保温时刻。对染色进程的温度操控首要是对染槽升温、保温、降温，结合出产的实践要求又将升温分为直接升温到指定温度和按斜率精确地升温到指定温度；同理，降温也分为直接降温到指定温度和根据斜率精确地降温到指定温度。因此温度操控分为五个子程序：直接升温、按斜率升温、保温、直接降温、按斜率降温。直接升温仍是斜率升温、直接降温仍是斜率降温根据实践需求经过中控机设定，而后由现场操控器PLC 的主程序调用相应子程序。由于间歇式染色机的染缸体积较大，加热管道与冷水管道相对较小，构成比较大的温度惯性，一般可将其认为是一种具有纯滞后大惯性的被控方针，因此在升/降温段选用趋势判别补偿法，假如是升温，则在温度抵达T 方针温度-△Ti 时中止升温；若是降温，则在温度抵达T 方针温度+△Tj 时，中止降温，其间△Ti、△Tj 为补偿温度。由于温度操控的程序都在现场操控器PLC中，可是染色工艺参数是从中控机下传给PLC的，因此在PLC 的主程序中，需求根据接纳到的来自中控机的数据进行判别，再履行相应的子程序。在下传的数据中包含方针温度、斜率、保温时刻等，因此PLC 能够根据这些数值判别升温、保温、仍是降温。可是判别升温、降温、保温，光凭方针温度、斜率、保温时刻不能得到精确的判别，因此运用前一曲线段的方针温度辅佐进行判别。由下面温度操控判别表1 表明。（阐明：T*为本曲线段的方针温度，T*′为前一曲线段的方针温度）
表1 温度操控判别表
根据表1，PLC 能够进行染色进程的温度操控。
下面以斜率降温为例，阐明 PLC 的温控进程。首先在主程序中判别当时方针温度是否小于上一步方针温度，再判别斜率不等于零，若满意这两个条件，就依照指定斜率降温。在斜率降温时，将降温段曲线按时刻分红若干个持平的小距离，对每一小距离核算出相应的温度作为这
一小段的温度给定值，因此工艺曲线的降温段能够用阶梯性表明，如图3 所示，又由于染机的大惯性，因此降温曲线段可由图4 表明。只需每一距离的时刻满足小，则核算的每一距离的温度给定值与抱负值的误差就可疏忽。本体系选用采样时刻将降温段曲线分红相两次。
方针温度比较斜率K 保温时刻t 当时动作图示
K≠0 t=”0″ 按斜率升温
T*-T*′>0 K≠0 t≠0 按斜率升温后保温
K=0 t=”0″ 直接升温
K=0 t≠0 直接升温后保温
K≠0 t=”0″ ERROR
T*-T*′=0 K≠0t≠0 保温
K=0 t=”0″ ERROR
K=0 t≠0 保温
K≠0 t=”0″ 按斜率降温
T*-T*′<0 K≠0 t≠0 按斜率降温后保温
K=0 t=”0″ 直接降温
K=0 t≠0 直接降温后保温
等的小距离，每个距离的温度设定值可由下式核算（其间 T 设J 为每一距离的温度给定值）：
同理，根据采样周期、降温斜率核算出降温时刻 t，再核算总采样周期数N、温差△T（其
中T0 为温控前的实践温度，KJ 为降温斜率，Tt 为采样周期，T 为当时温度）：
△T= T -T 设J
在斜率降温时，为了能精确的操控温度值，设定了差温报警值Te 和操控输出域值Tc，根据
温差△T 与它们的比较，得出以下操控规则：
a． △T＞0
1． △T≥Te，则全开冷却阀并显现“降温太慢”，一起报警。
2． Tc＜△T＜Te，则开端PID 操控，得出操控量U 作为冷却阀敞开时刻。
3． △T＜Tc，天然动作，当时采样周期数加1。
b． △T ＜0
1．|△T|≥Te，全开加热阀并显现“降温太快”，一起报警。
2．|△T|＜Te, 封闭冷却阀，并将当时采样周期数加1。
5 结束语
本体系结构灵敏，经过PROFIBUS-DP 总线将现场操控器互连成网，用户能够在中控机上修改各种条件下的温度曲线，经过总线快速下传给现场的操控器，使其根据接纳到的温度曲线操控染色进程中的温度，一起可经过PROFIBUS—DP 操控网络完结现场数据的上载。
本体系不光能够完结温度操控，并且根据需求还可扩展其他染色工艺进程的操控如水位、液位等参数的操控，具有杰出的发展前景。
本文作者立异点:选用S7-200PLC 作为出产现场的操控器，完结温度操控，本体系能及时精确地操控染色产品的质量，将产品的质量危险消除在现场，确保染色一致性和一次精确化；经过PROFIBUS—DP 总线完结快速呼应、高功率、低成本出产，大大进步染整设备的主动化、接连化、智能化水平，一起，使用网络通讯技能可为间歇式染色机与染色厂企业信息管理层、互连网的连网供给了根底，使设备的操控系统具有开放性的体系结构。
