发明名称 利用模糊控制器执行之泡沫制程
摘要 采用模糊控制器(fuzzy controller)藉泡沫覆(foam- laid process)制程由纤维素合成纤维,或玻璃纤维制成非编织布,藉模糊控制器能精确地控制泡沫覆制程俾可制造各种不同纤维型式之非编织布,藉使泡沫能以经常维持稳定及实质均匀之方式被处理以制造具有高均匀性,及高可预期性之布。使用模糊控制器吾人可至少控制线坑水位,混合器/打浆器槽液位,形成器之歧管压力,泡沫密度,射流比(泡沫之速度除于线之速度),表面活化剂进给,制成之布之总基重,而当制造玻璃布时尤其需控制粘合剂槽之液位。每个模糊控制器使用特定之输入参数。例如,用于自动地控制混合器/打浆器槽液位之输入参数至少含有下述项目中之一部份(两项至全部);从线坑再循环至槽之泡沫之密度及流率,泡沫在槽内之PH,泡沫在线坑之液位及添加于槽之纤维。神经纲控制可被使用来对制造非编织布之实质整体方法或系统执行品质控制,另外,实验室之试验资讯系被输入神经网控制俾便于发挥其功能性。
申请公布号 TW533253 申请公布日期 2003.05.21
申请号 TW088112384 申请日期 1999.07.21
申请人 阿欧史东玻璃纤维股份有限公司 发明人 马可摩托南;马可帕塔瑞;凯罗克曼
分类号 D21F11/00 主分类号 D21F11/00
代理机构 代理人 何金涂 台北市大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于由纤维素,合成或玻璃纤维制成非编织布之方法,其包含下列步骤:(a)混合纤维素,合成或玻璃纤维,水,空气,再循环泡沫及混合器/打浆器槽内之表面活化剂以产生纤维泡沫泥浆;(b)泵送该纤维泡沫泥浆至形成器;(c)控制形成器之作业(d)于形成器内,藉自该泥浆抽出液体及泡沫俾以布形成率之速度形成非编织布,及将至少一些抽出之液体及泡沫收集于线坑;(e)进一步对在形成器内产生之布处理以得出最终之非编织布;及(f)利用模糊控制执行步骤(a)。2.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(a)之一部份系控制混合器/打浆器槽内之泥浆液位;而步骤(f)之一部份系利用模糊控制器自动地控制在混合器/打浆器槽内之液位,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:从线坑再循环至混合器/打浆器槽之泡沫之密度及流率,槽内泡沫之PH,线坑内泡沫之液位,及添加于槽之纤维量。3.如申请专利范围第2项之方法,其中步骤(a)系另执行自动控制添加之表面活化剂之量;及回收一些在形成与分离空气期间从布去除之水;而步骤(f)之一部份系利用模糊控制器执行自动控制添加之表面活化剂之量,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:表面活化剂流率,形成器之岐管上之压力,线坑内泡沫之液位,添加之纤维之流率,及回收水之流率。4.如申请专利范围第3项之方法,其中形成器含有移动线及头箱,而步骤(c)之至少一部份系执行自动控制进入形成器之空气/泡沫比,包括控制在形成器内之线速及在头箱内之压力;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器执行,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:形成后之布之基重,头箱压力,线坑内泡沫之液位,再循环泡沫之密度及自头箱去除之泡沫之量或率。5.如申请专利范围第4项之方法,其中步骤(e)系清洗布及在清洗期间或与清洗一起自布去除液体;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器自动地控制步骤(e),该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:布形成速度,垫圈之压力布之基重,清洗液体温度,吸入泡沫速度及洗涤器之压力。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该每个输入参数集之至少两个含有该输入参数之全部。7.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(a)系另自动地控制添加之表面活化剂之量;及回收一些在形成及分离空气期间自布去除之水;及步骤(f)之一部份系藉模糊控制器自动地控制添加之表面活化剂之量,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:表面活化剂流率,形成器之岐管上之压力,线坑内泡沫之腋位,添加之纤维流率,及回收水之流率。8.如申请专利范围第1项之方法,其中形成器含有移动线及头箱,而步骤(c)之至少一部份系自动地控制进入形成器之空气/泡沫比,包含控制形成器内之线速及头箱内之压力;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器执行,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:形成后之布之基重,头箱压力,线坑内泡沫之液位,再循环泡沫之密度及从头箱去除之泡沫之量或率。9.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(e)系清洗布,及垫圈之压力在清洗期间或与清洗一起自布去除一些液体;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器自动地执行,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:布之形成速度,布之基室,洗涤液温度,吸入泡沫速度及洗涤器之压力。10.如申请专利范围第1项之方法,其中步骤(e)系乾燥布,及其中在步骤(a)上添加之纤维主要系为玻璃纤维,另玻璃纤维内有添加粘合剂;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器控制布之乾燥,及粘合剂之添加。11.如申请专利范围第1项之方法,其另包含藉神经网控制以对制成非编织织布之实质整体方法执行品质控制之步骤。12.一种用于纤维素,合成或玻璃纤维制成非编织布之方法,其包含下列步骤:(a)混合纤维素合成或玻璃纤维,水,空气,再循环泡沫及混合器/打浆器槽内之表面活化剂以产生纤维泡沫泥浆;(b)泵送该纤维泡沫泥浆至形成器;(c)控制形成器之动作;(d)于形成器内,藉自该泥浆抽出液体及泡沫俾以布形成率之速度形成非编织布,及将至少一些抽出之液体及泡沫收集于线坑;(e)进一步对在形成器内产生之布处理以得出最终之非编织布;及(f)利用模糊控制执行至少步骤(a)-(e);及(g)利用神经网控制以对制成非编织布之实质整体方法执行品质控制。13.如申请专利范围第12项之方法,其中步骤(e)系乾燥布,其中在步骤(a)上添加之纤维主要系为玻璃纤维,另外玻璃纤维内有添加粘合剂;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器控制布之乾燥,及粘合剂之添加。14.如申请专利范围第12项之方法,其中形成器含有移动线及头箱,而步骤(f)之至少一部份系自动地控制进入形成器之空气/泡沫比包括控制在形成器内之线速及头箱内之压力;而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器执行,该模糊控制器之输入参数含有至少下述项目中之两项:形成后之布之基重,头箱压力,线坑内泡沫之液位,再循环泡沫之密度,及自头箱去除之泡沫量或率。15.如申请专利范围第12项之方法,其中步骤(a)之一部份系控制混合器/打浆器槽内泥浆之液位;而步骤(f)系藉模糊控制自动地控制混合器/打浆器槽内之液位,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:从线坑再循环至混合器/打浆器槽之泡沫之密度及流率,在混合器/打浆器槽内泡沫之密度,线坑内泡沫之液位及添加于槽内之纤维量。16.如申请专利范围第15项之方法,其中该至少两个输入参数系涵盖该输入参数之全部。17.如申请专利范围第12项之方法,其中步骤(a)之一部份系藉多数之PH计侦测出PH以精确地控制混合器/打浆器槽之PH,而步骤(f)之一部份系藉模糊控制器控制及协调PH计。18.一种用于由纤维素,合成或玻璃纤维制成非编织布之方法,其包含下列步骤:(a)混合纤维素,合成或玻璃纤维,水,空气,再循环泡沫及混合器/打浆器槽内之表面活化剂以产生纤维泡沫泥浆;(b)泵送该纤维泡沫泥浆至形成器;(c)控制形成器之动作;(d)于形成器内,藉自该泥浆抽出液体及泡沫俾以布形成率之速度形成非编织布,及将至少一些抽出之液体及泡沫收集于线坑;(e)进一步对在形成器内产生之布处理以得出最终之非编织布;及(f)利用模糊控制执行至少线坑液位,混合器/打浆器液位,形成器之岐管压力,泡沫密度及射流比之控制。19.如申请专利范围第18项之方法,其中步骤(f)进一步控制表面活化剂准给,及制成之非编织布之总基重。20.如申请专利范围第19项之方法,其中在制成含有至少10%玻璃或aramid纤维之非编织布上亦添加粘合剂,粘合剂系填放于粘合剂槽内;而步骤(f)亦执行粘合剂槽液位之控制。21.一种用于从纤维素,合成或玻璃纤维制成非编织布之系统,其包含:用于混合纤维素合成或玻璃纤维,水,空气,再循环泡沫及表面活化剂以产生纤维泡沫泥浆之混合器/打浆器槽;用于藉自该泥浆抽出液体及泡沫俾以布形成率之速度形成非编织布,及将至少一些抽出之液体及泡沫收集于线坑之形成器;用于将纤维泡沫泥浆自混合器/打浆器泵送至该形成器之泵;用于进一步对在形成器内产生之布处理以得出最终之非编织布之措施;及多数之模糊控制器,包括至少一个用于自动地控制布混合器/打浆器槽内泥浆之液位。22.如申请专利范围第21项之系统,其中该用于自动地控制混合器/打浆器槽内泥浆之液位之该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:从线坑再循环至混合器/打浆器槽之泡沫之密度及流率,槽内泡沫之PH,线坑内泡沫之液位及添加于槽内之纤维量。23.如申请专利范围第21项之系统,其中模糊控制器系提供来控制至少线坑液位,形成器之岐管压力,泡沫密度,及射流比。24.如申请专利范围第23项之系统,其中模糊控制器,系提供来控制表面活化剂进给,及制成之非绵织布之总基重。25.如申请专利范围第21项之系统,其中在制成含有至少10%玻璃或aramid纤维之非编织布上亦添加粘合剂,粘合剂保存在于粘合剂槽内;及另外含有用于控制粘合剂槽液位之模糊控制器。26.如申请专利范围第21项之系统,其中该形成器含有移动线及头箱;及其中该等模糊控制器之一含有用于自动地控制进入形成器之空气/泡沫比,包括控制形成器内之线速及头箱内之压力之模糊控制器,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:形成后之布之基重,头箱压力,线坑内泡沫之液位,再循环泡沫之密度,及从头箱去除之泡沫之量或率。27.如申请专利范围第21项之系统,其中该进一步处理形成后之布之该措施含有清洗布及在清洗期间或与清洗一起自布去除液体之措施,及其中该等模糊控制器之一系自动地控制该清洗及液体去除措施,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项:布形成之速度,布之基重,清洗液温度,吸入泡沫之速度及在清洗措施上之压力。28.如申请专利范围第21项之系统,其中用于进一步处理形成后之布之该措施含有用于乾燥布之乾燥器;及其中该等模糊控制器之一系自动地控制该乾燥器,该模糊控制器之输入参数至少含有下述项目中之两项,乾燥设定値,布移动之速度,输入该乾燥器之能量,该乾燥器之湿气,及沿着该乾燥器上不同点之布之上下差压。29.如申请专利范围第21项之系统,其另包含用于至少一部份与该等模糊控制器合作以控制布之形成之神经网控制。30.如申请专利范围第21项之系统,其另包含用于对制成非编织布之实质整体系统执行品质控制之神经网控制。图式简单说明:第1图系执行本发明之泡沫制程之良好系统之总体示意图;第2图示出从混合器进给泡沫/纤维至泵之局部断面及局部正面之详细示意图,该泵系进给泡沫/纤维至岐管及头箱;第3图示出添加泡沫本身进入岐管与头箱间之管线之可能性之局部断面,局部正面之透视示意详图;第4图系可使用于泡沫制程之倾斜线形成器之范例之细节之局部断面及局部正面之侧视图;第5图示出泡沫添加于从岐管至头箱之管内之效应之示意图;第6图系第4及5图有及无添加泡沫之头箱之基重之轮廓之示意图;第7图系可替代第4图之倾斜形成器而使用于泡沫制程上之范例之垂直形成器之局部断面及局部正面之端部示意图;第8图示出第7图之中心设置,用于引入其它材料之结构之导管之断面之端视图为清楚起见部份构件被切离。第9图示出第4图或第7图之头箱/形成器所使用之吸入箱之一之局部断面及局部正面之端部示意图;第10图系示出与实行泡沫制程之系统之其它构件有关联之第7图之形成器之侧视图;第11图系示出第10图之系统之构件与从吸入箱回流泡沫至线坑之机构之实例之示意图;第12图示出藉第1图之装置执行布形成后之处理之范例,包括清洗布及利用简单之涂料器涂布材料层;第13图至第16图系第1图之系统上使用之模糊控制器之各种输入及控制功能;第17图系依本发明可使用之模糊逻辑控制,神经网控制,及多变数控制间之互连之示意图;第18图系比第17图者更详细之控制示意图,其示出本发明之各种系统及可被控制之参数及各种控制之输入;第19图系示出使用模糊控制以决定在本发明之泡沫覆制程上利用之泡沫之所要密度与测定之密度间之差之示意图;第20图系示出利用模糊控制器执行泡沫密度控制之另外示意图;第21图示出将制程测定模糊化成集之成员之示意图;第22图示出泡沫密度制程测定値之模糊化范例之图示;第23图系说明模糊化控制上使用之"规则库"之动作原理之示意图;第24图系与第21图者相同之示意图但只用为解模糊化;及第25图系为解模糊化运算法则之范例之示意代表。
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