本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，尤其涉及一種抗菌輔料的制備裝置的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
等離子體技術(shù)應(yīng)用在紡織領(lǐng)域是在近年人們十分關(guān)注的新技術(shù)，過去人們采用真空等離子體對各種紡織面料進行了放電處理，實驗證明，經(jīng)過等離子體處理后，可以進行表面的接枝、聚合、改變表面能、提高染色牢度和改變手感方面都取得了很好的實驗結(jié)果。
等離子體是物質(zhì)不同于固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)的第四種狀態(tài)的電離氣體。宇宙中99%的物質(zhì)以等離子體形式存在。宏觀上，等離子體是電中性的，然而，等離子體含有自由電荷而且是導(dǎo)電的。等離子技術(shù)是一項具有驚人的潛在應(yīng)用價值的新興技術(shù)。在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，等離子處理技術(shù)可用于傷口愈合，腫瘤治療，組織工程，設(shè)備消毒和手術(shù)設(shè)。在紡織領(lǐng)域，等離子體可在紡織品基質(zhì)表面接枝新的功能基團和借助一些活性氣體（例如氧氣，氮氣，氨氣或水蒸氣）以改善聚合物表面特性。在電子工業(yè)領(lǐng)域，等離子體被應(yīng)用在電子器件的粘結(jié)、清洗到半導(dǎo)體的制造過程中。隨著等離子體技術(shù)的日趨成熟，其應(yīng)用前景也越來越廣闊。
等離子體是1928年由朗格繆爾命名的，最早可追溯到1879年英國的威廉克魯克斯，其在做氣體放電實驗時，確認(rèn)放電管中存在物質(zhì)的第四態(tài)等離子態(tài)"在一定的條件下，物質(zhì)的各態(tài)之間可以相互轉(zhuǎn)化；而物質(zhì)的不同凝聚態(tài)對應(yīng)著物質(zhì)組成粒子排列的不同有序程度。因而物質(zhì)各態(tài)之間的轉(zhuǎn)化，實際上是改變物質(zhì)有序程度的過程。人們從科學(xué)實驗和生產(chǎn)實際中認(rèn)識到，只要使每個離子中電子的動能超過原子的電離能時，電子將會脫離原子的束縛而成為自由電子，而原子則因為失去電子而成為帶正電的離子，這個過程成為電離。當(dāng)氣體中有足夠多的原子被電離后，這種電離的氣體已不是原來的氣體，而是轉(zhuǎn)化成為新的物質(zhì)狀態(tài)，即所謂等離子態(tài)。任何由中性粒子組成的普通氣體，只要外界供給能量，使其溫度升高到足夠高時，即可成為等離子體。實驗表明，在普通氣體中即使0.1%的氣體被電離，這種電離氣體已具有了很好的等離子體性質(zhì)；如果有1%的氣體被電離，這時等離子體便成為電導(dǎo)率很大的理想導(dǎo)電體"等離子體是由大量的自由電子和高能離子組成，而且在整體上表現(xiàn)準(zhǔn)電中性的電離氣體，因而其性質(zhì)與普通氣體有很大差異，普通氣體中粒子主要進行雜亂的熱運動，而在等離子體內(nèi)，高能粒子除熱運動外，還產(chǎn)生了等離子體振蕩，特別是當(dāng)外磁場存在的情況下，等離子體運動受到磁場影響和支配，這是等離子體與普通氣體的重要區(qū)別。
等離子體放電需要在不同壓力條件下進行，因此根據(jù)工作氣壓分為低壓等離子體和常壓等離子體。低壓等離子體需要在低壓或者高真空條件下實現(xiàn)，而常壓等離子體是指等在大氣壓條件下產(chǎn)生等離子體的一種放電方式，克服了低壓等離子體應(yīng)用時存在的局限，能夠?qū)崿F(xiàn)對材料的連續(xù)化加工和改性。常壓等離子體所激發(fā)的粒子能量和數(shù)量與低壓等離子體各不相同，但其產(chǎn)生的大量活性物質(zhì)作用于材料產(chǎn)生的效果與低壓等離子體相似。
為了產(chǎn)生等離子體，必須給氣體施加足夠的能量，因此根據(jù)能量來源將等離子體分為包括直流、射頻、低頻和微波等離子體。
隨著當(dāng)代社會對功能性纖維材料的需求不斷增加，棉纖維不僅需要具有其最基本的特征，同時也需要具有環(huán)境友好的功能，比如自清潔，抗菌，防污等。然而棉織物結(jié)構(gòu)中含有大量的羥基，所以棉織物容易被液體潤濕和沾污，很多基礎(chǔ)研究和實際應(yīng)用都在致力于開發(fā)具有特殊潤濕性的功能型棉織物。目前，人們把荷葉具有的超親水自清潔功能引入到紡織領(lǐng)域中，通過化學(xué)或幾何表面改性增加織物表面粗糙度和降低織物表面自由能以制備超親水棉織物。一般制備超親水棉織物都需要使用含氟化合物，但長鏈的含氟化合物通常對人體有害且易造成環(huán)境污染。況且一般單體與棉織物之間的化學(xué)鍵作用力比較弱，導(dǎo)致拒水整理后的織物的牢度較低。據(jù)研究表明，環(huán)狀的硅氧烷―四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷不僅能夠提高整理后織物的拒水性，而且還能提高織物的柔軟度。而在等離子體接枝共聚法中，單體聚合物與纖維之間以共價鍵結(jié)合，從而有利于提高織物的耐洗牢度。因此本論文將等離子體技術(shù)與無氟的四甲基四乙烯基環(huán)四硅氧烷、甲基丙烯酸十八烷基酯單體相結(jié)合，開發(fā)出具有超親水功能的棉紡織品。
普通的棉由棉質(zhì)纖維材料組成，菌類易在這種纖維上吸著和滋生，普通的棉不具備抑菌殺菌作用，只能起到屏蔽細菌作用。
抗菌棉是將普通的棉進行抗菌整理后得到的。這種整理技術(shù)賦予棉紗布材料本身抗菌性能，提高材料自身的抗菌能力，使該材料在屏蔽細菌的同時還可以抵抗或殺滅細菌。由此可以有效的降低棉包扎傷口的傷口感染率。
目前已有的抗菌棉根據(jù)使用的抗菌整理劑不同，主要分為兩大類：有機抗菌劑整理棉和無機抗菌劑整理棉。其中有機抗菌劑整理棉存在抗菌種類單一，安全性差，微生物易對有機抗菌劑產(chǎn)生耐藥性，化學(xué)穩(wěn)定性差，耐熱性差等缺點。無機抗菌劑整理棉彌補了上述缺點，具有廣譜抗菌，且使用安全性高、化學(xué)穩(wěn)定性強、耐熱性好等優(yōu)點。
現(xiàn)已出現(xiàn)的無機抗菌劑整理棉中，應(yīng)用銀系抗菌劑整理的紗布居多，這些整理劑的分子結(jié)構(gòu)中不存在與棉纖維素分子產(chǎn)生作用力的基團，因此這些抗菌劑都存在與棉纖維紗布的結(jié)合牢度低、耐水洗性差的問題。目前存在的銀系抗菌整理紗布的整理工藝主要是涂層法，就是在涂層劑中加入適量的抗菌劑，在織物表面進行涂層，然后經(jīng)烘干和必要的熱處理，在織物表面形成一層涂層。該法加工的醫(yī)用抗菌紗布大多是單面涂層，具有抗菌能力的區(qū)域集中在織物的一面，且僅存在于該面織物的表面。同時，涂層法整理后的抗菌棉產(chǎn)品，受整理工藝影響，棉的通透性、手感柔軟度都較普通棉差。
雖然等離子體技術(shù)在紡織領(lǐng)域得到的廣泛的應(yīng)用，但是，由于真空等離子體器壁限制，使其無法實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，設(shè)備運行費用也很高。
在空氣中進行的介質(zhì)阻擋放電過去一般是采用硅橡膠包覆的金屬管，采用硅橡膠介質(zhì)與玻璃或陶瓷介質(zhì)比較，電極之間需要的擊穿電壓較高，放電時所形成的局部電弧絲較粗，放電不均勻；另外，過去在常壓下進行的介質(zhì)阻擋放電，是在空氣中進行的，放電處理時受天氣因素的影響，處理效果不夠穩(wěn)定，更不能實現(xiàn)在反應(yīng)氣體的氛圍中進行處理，無法實現(xiàn)對面料表面的深度處理，從而影響了表面處理的效果。因此，需要開發(fā)一種新型的紡織織物處理設(shè)備以及其相應(yīng)的控制系統(tǒng)。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種具有較好抗菌性能的輔料制備裝置的控制系統(tǒng)。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種抗菌輔料制備裝置的控制系統(tǒng)，所述抗菌輔料制備裝置包括按加工順序依次設(shè)置的以下部件：基材送料機構(gòu)、納米磁性粒子施加機構(gòu)、等離子體處理機構(gòu)、抗菌劑噴涂機構(gòu)、電場處理機構(gòu)、預(yù)烘干機構(gòu)、磁場處理機構(gòu)、烘干機構(gòu)以及若干個導(dǎo)輥；其中，基材送料機構(gòu)包括抗菌輔料基材退卷裝置和張力穩(wěn)定裝置；納米磁性粒子施加機構(gòu)包括納米磁性粒子存儲腔和氣動噴施裝置；等離子體處理機構(gòu)包括等離子體放電處理室、金屬管高壓電極、地電極、供氣源以及電源組件，等離子處理室兩側(cè)中部位置還設(shè)有基材進料口和出料口；抗菌劑噴涂機構(gòu)包括抗菌劑儲料腔、噴涂噴嘴以及高壓氣源；電場處理機構(gòu)包括電容器和與電容器連接的高壓外接直流電源；預(yù)烘干機構(gòu)包括若干預(yù)烘干熱輥；磁場處理機構(gòu)包括勵磁線圈和與該勵磁線圈相連接的外接交流電以及磁場控制裝置；烘干機構(gòu)包括烘箱和引導(dǎo)機構(gòu)；所述控制系統(tǒng)包括總電源；還包括：
電源進線開關(guān)，接入總電源；
隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，通過電源進線空氣開關(guān)接入總電源；
微控制模塊，用于控制與通訊，接收由其他各個功能控制模塊反饋的數(shù)據(jù)并向這些功能控制模塊輸出控制指令；
變頻器，其輸出頻率由微控制模塊控制，通過電源進線空氣開關(guān)接入總電源；
基材送料控制模塊，由微控制模塊控制，控制基材送料機構(gòu)中的抗菌輔料基材退卷裝置和張力穩(wěn)定裝置；
納米磁性粒子施加機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制納米磁性粒子施加機構(gòu)中氣動噴施裝置的噴施壓力和噴施速度；
等離子體處理機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊將總電源進線調(diào)壓轉(zhuǎn)換后供應(yīng)給等離子體處理機構(gòu)，作為等離子體處理機構(gòu)的外接電源；
抗菌劑噴涂機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制抗菌劑噴涂機構(gòu)中抗菌劑噴涂噴嘴的噴涂壓力和噴涂速度；
電場處理機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊將總電源進線調(diào)壓轉(zhuǎn)換后供應(yīng)給電場處理機構(gòu)，作為電場處理機構(gòu)的高壓外接直流電源；
磁場處理機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊將總電源進線調(diào)壓轉(zhuǎn)換后供應(yīng)給磁場處理機構(gòu)，作為磁場處理機構(gòu)的外接交流電源；
預(yù)烘干機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制預(yù)烘干機構(gòu)中若干預(yù)烘干熱輥的溫度和運轉(zhuǎn)速度；
烘干機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制烘干機構(gòu)中烘箱的溫度；
張力穩(wěn)定控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制制備裝置中的各個導(dǎo)輥的運行速度，進而控制制備過程中的基材張力；
傳感器模塊，采集基材送料機構(gòu)、納米磁性粒子施加機構(gòu)、等離子體處理機構(gòu)、抗菌劑噴涂機構(gòu)、電場處理機構(gòu)、預(yù)烘干機構(gòu)、磁場處理機構(gòu)、烘干機構(gòu)以及若干個導(dǎo)輥的運行參數(shù)，并將這些參數(shù)反饋給微控制模塊；
網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于建立以上各個控制模塊和微控制模塊之間的通訊，接收和/或發(fā)送微控制模塊與以上各個控制模塊之間的通訊數(shù)據(jù)。
進一步地，所述的隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，包括：變壓器，接收總電源輸出的高電壓且反饋檢測信號至微控制模塊；直/交流調(diào)壓轉(zhuǎn)換模塊，根據(jù)微控制模塊的指令或者預(yù)設(shè)指令將變壓器輸出的電壓進行將直/交流轉(zhuǎn)換，并調(diào)高或調(diào)低電壓后輸出給各個功能控制模塊。
進一步地，所述變頻器通過rs485通訊模塊接收微控制模塊輸出的變頻信號。
進一步地，所述傳感器模塊包括分布在各個加工機構(gòu)中的傳感器，包括溫度傳感器、張力傳感器、流速傳感器。
進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括顯示單元。
進一步地，所述其他各個功能控制模塊包括基材送料控制模塊、納米磁性粒子施加機構(gòu)控制模塊、等離子體處理機構(gòu)控制模塊、抗菌劑噴涂機構(gòu)控制模塊、電場處理機構(gòu)控制模塊、磁場處理機構(gòu)控制模塊、預(yù)烘干機構(gòu)控制模塊、烘干機構(gòu)控制模塊、張力穩(wěn)定控制模塊、傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)在不改變和更換現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備中各個加工機構(gòu)的情況下，通過在生產(chǎn)設(shè)備中設(shè)置控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了基材送料機構(gòu)、納米磁性粒子施加機構(gòu)、等離子體處理機構(gòu)、抗菌劑噴涂機構(gòu)、電場處理機構(gòu)、預(yù)烘干機構(gòu)、磁場處理機構(gòu)、烘干機構(gòu)以及若干個導(dǎo)輥的協(xié)同控制，實現(xiàn)了工藝設(shè)置的最優(yōu)化執(zhí)行和工藝條件的最優(yōu)化實施。本發(fā)明可以確保輔料生產(chǎn)加工的各個操作環(huán)節(jié)中的有效控制和及時調(diào)節(jié)，避免由于誤操作或者參數(shù)錯誤設(shè)置而導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷或者質(zhì)量參差。
附圖說明
圖1為本發(fā)明控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點，下面通過一個具體實施方式，并結(jié)合其附圖，對本方案進行闡述。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
一種抗菌輔料制備裝置的控制系統(tǒng)，所述抗菌輔料制備裝置包括按加工順序依次設(shè)置的以下部件：基材送料機構(gòu)、納米磁性粒子施加機構(gòu)、等離子體處理機構(gòu)、抗菌劑噴涂機構(gòu)、電場處理機構(gòu)、預(yù)烘干機構(gòu)、磁場處理機構(gòu)、烘干機構(gòu)以及若干個導(dǎo)輥；其中，基材送料機構(gòu)包括抗菌輔料基材退卷裝置和張力穩(wěn)定裝置；納米磁性粒子施加機構(gòu)包括納米磁性粒子存儲腔和氣動噴施裝置；等離子體處理機構(gòu)包括等離子體放電處理室、金屬管高壓電極、地電極、供氣源以及電源組件，等離子處理室兩側(cè)中部位置還設(shè)有基材進料口和出料口；抗菌劑噴涂機構(gòu)包括抗菌劑儲料腔、噴涂噴嘴以及高壓氣源；電場處理機構(gòu)包括電容器和與電容器連接的高壓外接直流電源；預(yù)烘干機構(gòu)包括若干預(yù)烘干熱輥；磁場處理機構(gòu)包括勵磁線圈和與該勵磁線圈相連接的外接交流電以及磁場控制裝置；烘干機構(gòu)包括烘箱和引導(dǎo)機構(gòu)；所述控制系統(tǒng)包括總電源；還包括：
電源進線開關(guān)，接入總電源；
隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，通過電源進線空氣開關(guān)接入總電源；
微控制模塊，用于控制與通訊，接收由其他各個功能控制模塊反饋的數(shù)據(jù)并向這些功能控制模塊輸出控制指令；
變頻器，其輸出頻率由微控制模塊控制，通過電源進線空氣開關(guān)接入總電源；
基材送料控制模塊，由微控制模塊控制，控制基材送料機構(gòu)中的抗菌輔料基材退卷裝置和張力穩(wěn)定裝置；
納米磁性粒子施加機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制納米磁性粒子施加機構(gòu)中氣動噴施裝置的噴施壓力和噴施速度；
等離子體處理機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊將總電源進線調(diào)壓轉(zhuǎn)換后供應(yīng)給等離子體處理機構(gòu)，作為等離子體處理機構(gòu)的外接電源；
抗菌劑噴涂機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制抗菌劑噴涂機構(gòu)中抗菌劑噴涂噴嘴的噴涂壓力和噴涂速度；
電場處理機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊將總電源進線調(diào)壓轉(zhuǎn)換后供應(yīng)給電場處理機構(gòu)，作為電場處理機構(gòu)的高壓外接直流電源；
磁場處理機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊將總電源進線調(diào)壓轉(zhuǎn)換后供應(yīng)給磁場處理機構(gòu)，作為磁場處理機構(gòu)的外接交流電源；
預(yù)烘干機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制預(yù)烘干機構(gòu)中若干預(yù)烘干熱輥的溫度和運轉(zhuǎn)速度；
烘干機構(gòu)控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制烘干機構(gòu)中烘箱的溫度；
張力穩(wěn)定控制模塊，由微控制模塊控制，微控制模塊通過變頻器控制制備裝置中的各個導(dǎo)輥的運行速度，進而控制制備過程中的基材張力；
傳感器模塊，采集基材送料機構(gòu)、納米磁性粒子施加機構(gòu)、等離子體處理機構(gòu)、抗菌劑噴涂機構(gòu)、電場處理機構(gòu)、預(yù)烘干機構(gòu)、磁場處理機構(gòu)、烘干機構(gòu)以及若干個導(dǎo)輥的運行參數(shù)，并將這些參數(shù)反饋給微控制模塊；
網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，用于建立以上各個控制模塊和微控制模塊之間的通訊，接收和/或發(fā)送微控制模塊與以上各個控制模塊之間的通訊數(shù)據(jù)。
進一步地，所述的隔離降壓轉(zhuǎn)換模塊，包括：變壓器，接收總電源輸出的高電壓且反饋檢測信號至微控制模塊；直/交流調(diào)壓轉(zhuǎn)換模塊，根據(jù)微控制模塊的指令或者預(yù)設(shè)指令將變壓器輸出的電壓進行將直/交流轉(zhuǎn)換，并調(diào)高或調(diào)低電壓后輸出給各個功能控制模塊。
進一步地，所述變頻器通過rs485通訊模塊接收微控制模塊輸出的變頻信號。
進一步地，所述傳感器模塊包括分布在各個加工機構(gòu)中的傳感器，包括溫度傳感器、張力傳感器、流速傳感器。
進一步地，所述控制系統(tǒng)還包括顯示單元。
進一步地，所述其他各個功能控制模塊包括基材送料控制模塊、納米磁性粒子施加機構(gòu)控制模塊、等離子體處理機構(gòu)控制模塊、抗菌劑噴涂機構(gòu)控制模塊、電場處理機構(gòu)控制模塊、磁場處理機構(gòu)控制模塊、預(yù)烘干機構(gòu)控制模塊、烘干機構(gòu)控制模塊、張力穩(wěn)定控制模塊、傳感器模塊、網(wǎng)絡(luò)通訊模塊。
本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)在不改變和更換現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備中各個加工機構(gòu)的情況下，通過在生產(chǎn)設(shè)備中設(shè)置控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了基材送料機構(gòu)、納米磁性粒子施加機構(gòu)、等離子體處理機構(gòu)、抗菌劑噴涂機構(gòu)、電場處理機構(gòu)、預(yù)烘干機構(gòu)、磁場處理機構(gòu)、烘干機構(gòu)以及若干個導(dǎo)輥的協(xié)同控制，實現(xiàn)了工藝設(shè)置的最優(yōu)化執(zhí)行和工藝條件的最優(yōu)化實施。本發(fā)明可以確保輔料生產(chǎn)加工的各個操作環(huán)節(jié)中的有效控制和及時調(diào)節(jié)，避免由于誤操作或者參數(shù)錯誤設(shè)置而導(dǎo)致的生產(chǎn)中斷或者質(zhì)量參差。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何屬于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。