[实用新型]染色配方自动生成装置

说明书

技术领域

本实用新型属于染整技术领域，涉及到一种可用于印染行业、能对染色配方进行建模并自动生成染色配方的装置，该装置运用了系统辨识、最优控制及嵌入式系统的相关方法和技术。

背景技术

随着现代印染技术的进一步发展，印染企业对布匹颜色的要求越来越高。布料的颜色是否满足要求，关键在于布料的前处理和染色环节。影响布料染色颜色的主要因素包括：染色配方的稳定性、布料属性、染色机的压力、温度与转速，其中染色配方的稳定性是决定染色颜色的关键因素，配方不稳定会导致产品的重演性差。而现今印染企业的染色配方通常都是由工程师的经验来决定，导致出现人为因素影响颜色，不适合印染企业信息化发展的要求。

发明内容

本实用新型的目的就是针对由人工经验来决定染色配方的不足，提供了一种染色配方自动生成装置。利用该装置，可以进行染色配方的实验，通过对实验数据进行分析和处理后，可生成准确、稳定的染色配方，从而达到在印染中提高生产效率和染色质量的目的，降低能源消耗和生产成本。

本实用新型包括装置外壳，装置外壳内设置有反应缸，装置外壳的顶部水平设置有与反应缸通过加料管连通的颜料盒和活性催化剂盒，装置外壳外壁设置有人机交互面板。反应缸内垂直方向设置有搅拌器，排液管与反应缸底部连通，进液管通入反应缸的内部，进液管和排液管上设置有电磁阀。反应缸内设置有色度值传感器及液位传感器。

本实用新型具有如下优点：

(1)装置结构简洁，采用染料盒的设计形式来存放染料，方便染料的更换。整个装置操作也很简便，用户可以很快上手使用。

(2)人机交互面板中嵌入了极大似然估计及LQR控制算法，能较好的补偿染色过程中存在的不确定性，保证生成准确的染色配方。此外，由于在控制性能指标的设计中加入了染料用量这一项，使得在考虑染色配方精度的同时，也兼顾了原料的用量，从而为用户节省了染料使用成本。

(3)装置生成的染色配方数据，稳定性好，方便用户查询，而且这些染色配方数据一旦生成，就可长期使用。

(4)装置实现了染色配方生成的数字化、自动化，避免了人为因素对染色颜色的影响，符合企业信息化要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图说明对本实用新型作进一步说明。

如图1，染色配方自动生成装置包括：包括装置外壳1，装置外壳1内设置有反应缸3，装置外壳1的顶部水平设置有与反应缸3通过加料管2连通的颜料盒1-1和活性催化剂盒1-2，装置外壳1外壁设置有人机交互面板8。反应缸3内垂直方向设置有搅拌器4，排液管6与反应缸3底部连通，进液管5通入反应缸3的内部，进液管5和排液管6上设置有电磁阀7-1和7-2。反应缸3内设置有色度值传感器及液位传感器。

以下结合技术方案说明本装置的具体使用方法。

假定本装置中已安放有黄、青、紫三个基本颜料盒以及一个活性催化剂盒，里面装有若干种活性催化剂。设定反应器中的净化水容积为10L。

1)装置上电初始化后，会自动打开电磁阀7-1，向反应缸中加水直至10L，并启动搅拌器4。随后在人机交互液晶屏8主菜单上选择建立染色配方模型，并设定实验数据组数N＝100。

2)装置中嵌入的应用程序会随机产生一组染料用量数据，并查表选择此时应该选用的活性催化剂。假定该组染料用量数据为(0.05，0.1，0.2)，它表示三种基本染料的用量比例为1：2：4。然后通过控制加料阀门向反应缸中添加相应用量的原料。

3)原料充分反应时，液晶屏上会实时显示溶液的色度值，待色度值的变化幅度小于1％后，即认为反应达到稳态，装置会自动记录下此时的色度值，结合染料用量数据构成一组实验数据并将其保存。

4)打开电磁阀7-2，排掉反应器中的染液。之后开启电磁阀7-1，并启动搅拌器清洗反应器，直至反应器清洗干净为止。然后开始下一组实验数据的采集工作，重复步骤2)和3)，直至实验数据的组数达到100.实验数据准备完毕后，装置会利用极大似然估计算法对数据处理，建立起染色配方的数学模型。

5)返回主菜单后选择生成准确的染色配方项，设定期望色度值，并给定加权矩阵Q、R。装置会运用LQR控制算法，调节染料用量，以生成最优的色度值。装置会记录下相应原料用量及色度值，并将其添加进染料配方数据表。

6)针对用户需要色度值，在主菜单中选择自动生成配方项，输入该色度值，装置通过查询数据表从而给出对应的染色配方。