用还原染料对纺织物进行印染中，对相应的还原染液的用量、染液中各组分的含量 的检测和控制，基本上是采用人工手动检测与人工控制方式。在这种控制方式下，由于 人工检测的时间间隔与添加方式的不同，再加上染色控制人员责任性的高低不同，人为 因素对染色质量影响比较大，容易造成染槽中染液各种成分的不稳定，特别是造成染色 的前后色差。因此保证与染色相关的各种要素的稳定，减少人为因素的影响，成为染色 行业控制染色色差、进而保证纺织物的染色质量的关键。

本发明的目的在于提供一种在染色机的运行过程中能够对其中的染液组分进行在 线检测和控制、从而提高染色机对纺织物的染色质量的方法。
本发明的总的技术构思是：实时在线采集染色机染槽中的染液样品，采用工业控制 计算机作为控制核心，利用电位滴定方法在线定时检测出染液中相应组分的浓度，还在 线即时检测出染液的pH值，将在线检测值与设定值进行比较，根据比较结果控制相应 助剂和染液的添加装置的添加量，在线控制染槽中的染液的成分与设定值一致，从而保 证染色织物的染色质量。
实现本发明目的的技术方案是，具有以下步骤：①设置在线检测和控制系统，该系 统具有以工业控制计算机为控制核心的电路装置以及受控于工业控制计算机的染液采 样动力装置的染液采样泵、染液还原剂在线检测装置、染液pH值在线检测装置、以及 染液组分添加装置，工业控制计算机还具有染色机速度信号输入端口；染液组分添加装 置与染色机的染液循环回路相通，染液还原剂在线检测装置和染液pH值在线检测装置 通过染液采样泵与染色机的染液循环回路相通；②通过输入装置向工业控制计算机输入 染色的工艺参数以及染液组分检测和控制参数；③染色机处于正常工作状态时，工业控 制计算机始终处于接收染色机的主电机的电机转速信号的状态，工业控制计算机则根据 染色机速度信号输入端口所接收的电机转速信号以及所设定的染色工艺参数计算出单 位时间干缸染液添加量，而控制染液组分添加装置向染色机的染液循环回路添加干缸染 液的流量；④染色机处于正常工作状态时，在工业控制计算机的控制下，通过染液还原 剂在线检测装置对染液进行还原剂浓度的在线检测，其方法是一方面使染液还原剂在线 检测装置始终将在线测量得到的电信号输送至工业控制计算机，另一方面每隔一段时间 先使染液还原剂在线检测装置在线采集染槽中的染液样品后，再对所采集的染液样品进 行氧化还原滴定，随着氧化还原滴定过程的进行，染液还原剂在线检测装置在线测量得 到的电信号发生变化，当该电信号发生第一次突变时，工业控制计算机则根据此时氧化 剂的加入量、氧化剂的浓度以及染液样品的体积而计算出染液中还原剂的浓度；同时在 工业控制计算机的控制下，通过染液pH值在线检测装置对染液进行pH值的在线检测， 其方法是一方面使pH值在线检测装置始终将在线测量得到的电信号输送至工业控制计 算机，另一方面使染槽中的染液样品流过pH值在线检测装置，工业控制计算机根据染 槽中的染液样品流过pH值在线检测装置时所接收的染液pH值在线检测装置的电信号 的大小而计算出染液的pH值；⑤工业控制计算机根据由测量结果所计算出的染液中还 原剂的浓度以及设置的参数计算出保险粉的供给量的增减量，从而控制染液组分添加装 置单位时间内向染色机的染液循环回路添加保险粉的重量；工业控制计算机根据染液 pH的实测值和pH的预设值的偏差从而控制染液组分添加装置是否向染色机的染液循 环回路添加烧碱溶液；本方法的染液中的染料为还原染料。
上述步骤①中，在线检测和控制系统的染液组分添加装置具有染液补充装置、烧碱 补充装置和保险粉添加装置；染液采样动力装置还具有控制染液采样泵的第三变频器， 第三变频器的输出端与染液采样泵的驱动电机的电源端相连；工业控制计算机具有CPU 板卡以及受CPU板卡控制的输入板卡和输出板卡；在线检测和控制系统还具有设置在 染色机的染液循环回路上的物料添加容器，染色机的染液循环回路具有物料添加容器、 染槽、染液循环泵和相应的管道、阀门；染液补充装置具有染料恒流箱和干缸染液供给 计量泵，染料恒流箱通过干缸染液供给计量泵与染液循环回路中的物料添加容器或位于 染液循环泵吸口处的管道相连，且工业控制计算机的输出板卡的染液补充装置调节控制 信号输出端口与干缸染液供给计量泵的控制端电连接；烧碱补充装置具有烧碱补充箱和 烧碱添加阀，烧碱补充箱通过烧碱添加阀与物料添加容器相连，且工业控制计算机的输 出板卡的烧碱补充装置控制信号输出端口与烧碱添加阀的控制端电连接；保险粉添加装 置具有料斗、螺旋推进器和第二变频器，螺旋推进器位于料斗下方，螺旋推进器的物料 出口位于物料添加容器的保险粉添加口上方，工业控制计算机的输出板卡的保险粉添加 装置调节控制信号输出端口与保险粉添加装置的第二变频器的频率信号输入端电连接； 染槽具有采样口，染槽或染色机染液循环回路中的管道上设有第一回液口和第二回液 口；染槽由其采样口通过染液采样泵及相应的管道分别与染液还原剂在线检测装置和染 液pH值在线检测装置的染液输入口相连，染液还原剂在线检测装置的染液输出口通过 管道与第一回液口相连，染液pH值在线检测装置的染液输出口通过管道与第二回液口 相连，工业控制计算机的输出板卡的染液采样泵控制信号输出端口与染液采样动力装置 的第三变频器的启动控制端电连接；染液还原剂在线检测装置的染液氧化还原电位信号 输出端与工业控制计算机的输入板卡的氧化还原电位信号输入端口电连接，工业控制计 算机的输出板卡的染液还原剂在线检测装置控制信号输出端口与染液还原剂在线检测 装置的控制端口电连接；染液pH值在线检测装置的染液pH值信号输出端与工业控制 计算机的输入板卡的pH值信号输入端口电连接，工业控制计算机的输出板卡的染液pH 值在线检测装置控制信号输出端口与染液pH值在线检测装置的控制端口电连接；步骤 ②中通过输入装置向工业控制计算机输入的染色的工艺参数有：所需染色的每根棉纱的 千米重和头份数、上染率、干缸染液中染料的浓度和保险粉的浓度、染槽数、染槽染液 中的保险粉浓度和染槽染液的pH值、对应于单位重量待染物的保险粉消耗量、单位时 间内添加保险粉的最大值、染色机染液循环回路中的染液体积；通过输入装置向工业控 制计算机输入的染液组分检测和控制参数有自动滴定的时间间隔；步骤③中工业控制计 算机由其输入板卡的染色机速度信号输入端口读入染色机的主电机的电机转速信号，并 根据待染物的千米重、上染率、干缸染液中染料的浓度以及染色机的车速而计算干缸染 液每分钟的添加量，从而由工业控制计算机的输出板卡的染液补充装置调节控制信号输 出端口输出控制信号至干缸染液供给计量泵而随时对干缸染液供给计量泵的流量进行 控制；同时还根据待染物的千米重、染色机的车速、染槽数和对应于单位重量待染物的 保险粉消耗量，计算出保险粉的实时消耗量；根据干缸染液中保险粉的浓度及干缸染液 每分钟添加量，计算出干缸染液中的保险粉的实时供给量；根据干缸染液中的保险粉的 实时供给量及保险粉实时消耗量计算出两者的差值；步骤④中在工业控制计算机的控制 下，由染液还原剂在线检测装置将测得的反映染液电位的电信号输至工业控制计算机的 输入板卡，由染液pH值在线检测装置将测得的反映染液pH值的电信号输至工业控制 计算机的输入板卡；工业控制计算机在通过染液还原剂在线检测装置对染液进行还原剂 浓度的在线检测以及通过染液pH值在线检测装置对染液进行pH值的在线检测时，先 由其输出板卡的染液采样泵控制信号输出端口输出控制信号至染液采样动力装置的第 三变频器的启动控制端使染液采样泵启动而抽取染槽中的染液，工业控制计算机同时由 其输出板卡的染液还原剂在线检测装置控制信号输出端口输出相应的控制信号至染液 还原剂在线检测装置的相应的部件，而使染液在染液还原剂在线检测装置与染槽之间循 环，工业控制计算机还由其输出板卡的染液pH值在线检测装置控制信号输出端口输出 相应的控制信号至染液pH值在线检测装置的相应的部件，而使染液在染液pH值在线 检测装置与染槽之间循环；在进行还原剂浓度的在线检测过程中，再每隔一段所设定的 自动滴定的时间间隔，工业控制计算机则控制染液还原剂在线检测装置对流过其中的染 液进行采样，再对所采样的染液中保险粉的浓度和染料浓度进行一次氧化还原滴定；滴 定中，当在工业控制计算机控制下的氧化剂的加入量使采样于染液还原剂在线检测装置 中的一定体积的染液中的保险粉被全部氧化时，则染液还原剂在线检测装置所输出的反 映染液电位的信号产生第一次突变，工业控制计算机则根据此时氧化剂的用量计算出染 液中的保险粉的浓度；在滴定中，随着在工业控制计算机控制下的氧化剂的进一步加入， 当使染液还原剂在线检测装置中的一定体积的染液中的染料被全部氧化时，则染液还原 剂在线检测装置所输出的反映染液电位的信号产生第二次突变，工业控制计算机则根据 两次突变电信号之间的氧化剂的使用量计算出染液中染料隐色体的浓度；在进行pH值 的在线检测过程中，由pH值测定装置对流过其中的染液进行pH值的检测，此时pH值 测定装置所输出的信号即为反映此时经过pH值测定装置中的染液的pH值的信号；步 骤⑤中，工业控制计算机在计算保险粉的供给量的增减量时，根据染液中的保险粉的浓 度、所设定的染液保险粉浓度、染色机染液循环回路中的染液体积，计算出染液中保险 粉的偏离量，再根据染液保险粉的偏离量、干缸染液中的保险粉的实时供给量与保险粉 实时消耗量的差值，计算出保险粉的增减量，对于应增加保险粉的供给量的情况，由其 输出板卡输出控制信号至保险粉添加装置的第二变频器的频率信号输入端，增加驱动电 机的转速，从而使保险粉的单位时间内的添加值增加，但该单位时间添加值不大于设定 的单位时间内添加保险粉的最大值；对于应减少保险粉的供给量的情况，则减少驱动电 机的转速；工业控制计算机在控制染液组分添加装置向染色机的染液循环回路添加烧碱 溶液时，当实测pH值低于预设的pH值的下限值时，则工业控制计算机由其输出板卡 输出控制信号至烧碱补充装置的烧碱添加阀使之开启，当实测pH值高于预设的pH值 的上限值时，则工业控制计算机由其输出板卡输出控制信号至烧碱补充装置的烧碱添加 阀使之关闭。
上述步骤①中，染液还原剂在线检测装置具有清洗用水入口、空气入口、污水排出 口、氧化还原电位仪、滴定管、电位测量电极、碱性条件助剂滴加装置、氧化剂滴加装 置、第一染液入口阀、泵吸口管、泵出口管、底管、垂直管、滴定循环泵、第一污水排 放阀、第一清洗水入口阀、通气阀、第一染液回液阀和第一变频器；滴定管是一个透明 的中空密封容器，具有位于顶部的电极连接口和染液出口，还具有位于底部的染液进口； 电位测量电极固定在滴定管顶部的电极连接口处，电位测量电极的探头部分位于滴定管 的空腔内；电位测量电极的信号输出端与氧化还原电位仪的氧化还原电位信号输入端口 电连接，氧化还原电位仪的氧化还原电位信号输出端即为染液还原剂在线检测装置的染 液氧化还原电位信号输出端；泵吸口管、泵出口管、底管、垂直管以及滴定循环泵构成 染液循环管路；滴定循环泵的吸口与泵吸口管的左端口相连，滴定循环泵的出液口与泵 出口管相连，泵出口管由滴定管底部的染液进口伸入滴定管中，其管口位于滴定管的中 部且管口的开口朝向滴定管的管壁；底管的上端口与滴定管底部的染液进口相连，底管 的左端口与碱性条件助剂滴加装置的输出端口相连，底管的右端口与氧化剂滴加装置的 输出端口相连，底管的下端口与垂直管的上端口相连；垂直管的中上端口与第一污水排 放阀的进液口相连，垂直管的中下端口与泵吸口管的右端口相连，垂直管还设有染槽染 液输入口，该染槽染液输入口与第一染液入口阀的出液口相连；泵吸口管还设有清洗口， 该清洗口与第一清洗水入口阀的出液口相连；第一清洗水入口阀的进液口与清洗用水管 相连，清洗用水管的另一端即为清洗用水入口，第一污水排放阀的出液口同时与空气入 口和污水排出口相连；滴定管顶部的染液出口通过通气阀与空气入口相连，滴定管顶部 的染液出口同时还与第一染液回液阀的进液口相连，第一染液回液阀的出液口即为染液 还原剂在线检测装置的染液输出口，第一染液入口阀的进液口即为染液还原剂在线检测 装置的染液输入口；步骤④中，使染液在染液还原剂在线检测装置与染槽之间循环时， 在染液采样泵的作用下，使染槽中的染液从采样口流出染槽，然后依次经过染液采样泵、 第一染液入口阀、垂直管、底管、滴定管、第一染液回液阀，再经过染槽的第一回液口 返回染槽；由工业控制计算机控制染液还原剂在线检测装置对染液中保险粉的浓度和染 料浓度采用氧化还原滴定法进行测定时，在工业控制计算机的控制下，启动滴定循环泵， 使染液还原剂在线检测装置的所有管路中充满新的待测染液，然后关闭滴定循环泵、第 一染液入口阀和第一染液回液阀，打开通气阀、第一污水排放阀，将染液还原剂在线检 测装置中的多余的待测染液缓慢排放，仅留下第一污水排放阀以下、第一染液入口阀管 路以上以及滴定循环泵泵体中的染液用于滴定；关闭第一污水排放阀和通气阀，打开第 一染液回液阀，控制碱性条件助剂滴加装置的碱性条件助剂计量泵由碱性条件助剂储存 桶中抽出碱性条件助剂加入滴定管中，使电位测量电极的探头部分浸入液体中；使碱性 条件助剂计量泵停机，同时关闭染液回流阀、打开滴定循环泵，使碱性条件助剂与待测 染液充分混合；打开染液回流阀，同时控制氧化剂滴加装置的氧化剂计量泵由氧化剂储 存桶中抽取液态氧化剂加入滴定管中，直到滴定完成；使氧化剂计量泵停机，同时打开 通气阀和第一污水排放阀而使滴定后的废液从污水排出口排出。
上述步骤①中，染液还原剂在线检测装置还具有温度测量电极，温度测量电极的探 头部分位于滴定管中或者是染液循环管路中；温度测量电极的信号输出端与氧化还原电 位仪的温度信号输入端口电连接；步骤④中，由工业控制计算机控制染液还原剂在线检 测装置对染液的氧化还原电位进行测定时，在工业控制计算机的控制下，染液与设置在 滴定管中或者染液循环管路中的温度测量电极相接触则产生反映温度高低的电压信号， 而在其输出端将该信号输至氧化还原电位仪；氧化还原电位仪的氧化还原电位信号输出 端则输出经过温度校正的反映氧化还原电位的信号至工业控制计算机的输入板卡。
上述步骤④中，通过染液还原剂在线检测装置对染液中还原剂浓度进行在线检测 后，工业控制计算机则控制对染液还原剂在线检测装置进行清洗；先由工业控制计算机 控制使染液还原剂在线检测装置的通气阀处于打开状态、使第一染液入口阀、第一污水 排放阀、染液回流阀处于关闭状态，再由工业控制计算机控制打开第一清洗水入口阀， 使由清洗用水入口进入系统的清水依次经第一清洗水入口阀、泵吸口管、垂直管、底管 而进入滴定管中直至充满滴定管，此时工业控制计算机控制关闭第一清洗水入口阀，并 使滴定循环泵开始运行，使进入染液还原剂在线检测装置中的清水依次经滴定循环泵、 泵出口管、滴定管、底管、垂直管、泵吸口管后，再回到滴定循环泵，循环往复地在染 液还原剂在线检测装置中运行而对染液还原剂在线检测装置进行水洗，然后控制打开通 气阀和第一污水排放阀，使清洗后的污水从污水排出口排出；如此用水清洗可重复1至 3次。
上述步骤①中，染液pH值在线检测装置具有清洗用水入口、污水排出口、pH计、 pH值测量电极、第二染液入口阀、第二染液回液阀、第二清洗水入口阀、清洗用水管、 第二污水排放阀、污水排出管和染液循环管；第二染液入口阀的进液口即为染液pH值 在线检测装置的染液输入口，第二染液入口阀的出液口与染液循环管的染液入口相连， 染液循环管染液出口与第二染液回液阀进液口相连，第二染液回液阀出液口即为染液 pH值在线检测装置的染液输出口；染液循环管还设有靠近第二染液入口阀的清洗口和 靠近第二染液回液阀的排出口，清洗用水管的一端即为染液pH值在线检测装置的清洗 用水入口，清洗用水管的另一端与第二清洗水入口阀的进液口相连，第二清洗水入口阀 的出液口与染液循环管的清洗口相连；染液循环管排出口与第二污水排放阀的进液口相 连，第二污水排放阀的出液口与污水排出管的一端相连，污水排出管的另一端即为染液 pH值在线检测装置的污水排出口；pH值测量电极设置在染液循环管的位于第二清洗水 入口阀和第二污水排放阀之间的管段上，且其探头伸入染液循环管中；pH值测量电极 的信号输出端与pH计的pH值信号输入端电连接，pH计的pH值信号输出端即为染液 pH值在线检测装置的染液pH值信号输出端；步骤④中，使染液在染液pH值在线检测 装置与染槽之间循环时，在染液采样泵的作用下，使染槽中的染液从采样口流出染槽， 然后依次经过染液采样泵、第二染液入口阀、染液循环管、第二染液回液阀，再经过染 槽的第二回液口返回染槽；由工业控制计算机控制染液pH值在线检测装置对染液的pH 值进行测定时，在工业控制计算机的控制下，当染液进入染液pH值在线检测装置后， 与设置在染液循环管上的pH值测量电极相接触，pH值测量电极的输出端则输出反映 pH值的电压信号至pH计。
上述步骤①中，染液pH值在线检测装置还具有温度测量电极，温度测量电极设置 在染液循环管的位于第二清洗水入口阀和第二污水排放阀之间的管段上，且其探头伸入 染液循环管中，温度测量电极的信号输出端与pH计的温度信号输入端电连接；步骤④ 中，由工业控制计算机控制染液pH值在线检测装置对染液的pH值进行测定时，在工 业控制计算机的控制下，染液与设置在染液循环管上的温度测量电极相接触则产生反映 温度高低的电压信号，而在其输出端将该信号输至pH计；pH计的染液pH值信号输出 端则输出经过温度校正的反映染液pH值的信号至工业控制计算机的输入板卡。
上述步骤④中，通过染液pH值在线检测装置对染液进行pH值的在线检测中，由 工业控制计算机每隔一段时间则控制对pH值测定装置进行清洗；先由工业控制计算机 控制使染液pH值在线检测装置的第二染液入口阀、染液回流阀处于关闭状态，使第二 清洗水入口阀和第二污水排放阀处于打开状态，从而可使由清洗用水入口进入系统的清 水依次经清洗用水管、第二清洗水入口阀、染液循环管、第二污水排放阀、污水排出管 后，而从污水排出口而排出；在清水流过染液pH值在线检测装置的过程中，也完成了 对pH值测量电极以及温度测量电极的清洗，然后，工业控制计算机控制关闭第二清洗 水入口阀和第二污水排放阀，打开第二染液入口阀和染液回流阀，重新使染液在染液pH 值在线检测装置与染槽之间循环。
上述步骤①中，工业控制计算机的输入板卡还具有染液循环泵工作信号输入端口； 本方法的步骤②至步骤⑤中，若工业控制计算机检测到染液循环泵处于停止工作的状态 时，则工业控制计算机控制整个系统停止工作。
上述步骤①中，工业控制计算机的输入板卡由模拟信号输入采样卡和数字信号输入 卡组成，工业控制计算机的输出板卡由模拟及数字信号输出卡和数字继电器输出板卡组 成；模拟信号输入采样卡和模拟及数字信号输出卡直接与CPU板卡相连，数字信号输 入卡和数字继电器输出板卡连接在模拟及数字信号输出卡的板卡接口上而通过模拟及 数字信号输出卡受控于CPU板卡；工业控制计算机的数字信号输入卡还设有保险粉自 动/手动添加信号输入端口；工业控制计算机的模拟信号输入采样卡设有保险粉手动添加 调节信号输入端口；步骤①中，电路装置还具有保险粉添加调节电路和保险粉自动/手动 添加转换开关，该开关的输出端接数字信号输入卡的保险粉自动/手动添加信号输入端 口，保险粉添加调节电路的输出端接模拟信号输入采样卡的保险粉手动添加调节信号输 入端口；在染色机处于冷机开车前，可将保险粉自动/手动添加转换开关处于手动添加位 置，使工业控制计算机处于接收保险粉添加调节电路发出的控制信号的状态，而在其模 拟及数字信号输出卡的保险粉添加装置调节控制信号输出端口输出相应的控制信号至 保险粉添加装置的第二变频器的频率信号输入端而调节保险粉的单位时间添加量，再将 干缸染液供给计量泵置于手动控制添加工作方式，加入一定量干缸染液，并可采用人工 方式将烧碱溶液直接加入染槽，在染液循环泵的作用下，染液在染色机的整个染液循环 系统中循环流动，随着保险粉、干缸染液以及烧碱的不断加入，逐渐使染液达到染色所 需的浓度条件；步骤①中，工业控制计算机的数字信号输入卡还设有系统启动/停止信号 输入端口，电路装置还具有系统启动/停止转换开关，系统启动/停止转换开关的输出端 接数字信号输入卡的系统启动/停止信号输入端口；本方法的步骤②至步骤⑤中，当将转 换开关旋转至停止位置时，工业控制计算机控制对染液还原剂在线检测装置进行三次清 洗，并使最后一次的清洗用水留在染液还原剂在线检测装置的管路中，同时控制对pH 值测定装置进行清洗，最后清洗用水留在pH值测定装置的管路中，然后，工业控制计 算机控制整个系统停止工作。
本发明具有积极的效果：(1)本发明实现了对染液组分的在线自动检测，并在此基 础上实现了在线自动控制，整个检测和控制过程均可在工业控制计算机的控制下进行， 从而可使染液的成分较为稳定而使染色机对纺织物的染色质量得到了可靠的保证。(2) 因本发明可对染液组分进行在线控制，因此可以使保险粉和烧碱的用量减少较多，可使 生产成本有一定的降低，而且因染色废水中的排放物大为减少，而为后道处理减轻了负 担，不仅进一步降低了成本，而且有利于环境保护，也使操作工人的劳动强度得到了降 低。(3)本发明可对染液电位滴定装置和pH值测试装置的电极进行清洗，有利于延长 电极的使用寿命。(4)本发明适合于染色温度小于90℃的还原染料染色中的染液组分在 线检测和控制。(5)在印染行业，还未检索到对染色机的染色组分进行在线检测或在线 控制的报道，因此本发明是一项原创性的发明创造。
附图说明
图1为本发明在浆染联合机上使用时所采用的系统的示意图。
图2为图1中工业控制计算机内部板卡配置图。
图3为图2中数字继电器输出板卡的原理图。
图4为图1中的染液还原剂在线检测装置和染液pH值在线检测装置的管路以及这 些管路与染槽之间相互连接关系的示意图。
图5为进行氧化还原滴定时的氧化还原电位图。
图6为本发明在球经染色机上使用时所采用的系统的示意图。
图7为图6中的染液还原剂在线检测装置和染液pH值在线检测装置的管路以及这 些管路与染槽之间相互连接关系的示意图。

(实施例1)
见图1，本实施例的方法的步骤①为设置在线检测和控制系统。该系统具有染液组 分添加装置、染液还原剂在线检测装置5、染液pH值在线检测装置6、染液采样泵8 和电路装置。染液组分添加装置具有染液补充装置2、烧碱补充装置3和保险粉添加装 置4。电路装置具有工业控制计算机9。在线检测和控制系统还具有设置在染色机的染 液循环回路中物料添加容器1。
见图2，工业控制计算机9具有CPU板卡91以及受CPU板卡91控制的输入板卡 92和输出板卡93，还具有LCD显示器、鼠标、键盘和显示卡等。输入板卡92由模拟 信号输入采样卡92-1和数字信号输入卡92-2组成，输出板卡93由模拟及数字信号输出 卡93-1和数字继电器输出板卡93-2组成。模拟信号输入采样卡92-1和模拟及数字信号 输出卡93-1直接与CPU板卡91相连，数字信号输入卡92-2和数字继电器输出板卡93-2 连接在模拟及数字信号输出卡93-1的板卡接口上而通过模拟及数字信号输出卡93-1受 控于CPU板卡91。
仍见图2，模拟信号输入采样卡92-1是型号为PCL812PG的多功能模拟信号和数字 信号控制卡，具有氧化还原电位信号输入端口92-1-1、pH值信号输入端口92-1-2、染 色机速度信号输入端口92-1-3和保险粉手动添加调节信号输入端口92-1-4。电路装置还 具有第一电流电压转换电路921、第二电流电压转换电路922和保险粉添加调节电路 923。第一电流电压转换电路921和第二电流电压转换电路922均具有可接收4～20mA 电流信号的输入端；第一电流电压转换电路921的电压信号输出端接模拟信号输入采样 卡92-1的氧化还原电位信号输入端口92-1-1；第二电流电压转换电路922的电压信号输 出端接模拟信号输入采样卡92-1的pH值信号输入端口92-1-2。模拟信号输入采样卡 92-1的染色机速度信号输入端口92-1-3与染色机主电机的变频器的电机转速信号相连。 保险粉添加调节电路923由一个电阻和一个电位器串联组成，电位器的可调端即为保险 粉添加调节电路923的输出端；保险粉添加调节电路923的电阻的另一端与模拟信号输 入采样卡92-1的提供12V电源的端口相连，电位器的可调端接模拟信号输入采样卡92-1 保险粉手动添加调节信号输入端口92-1-4，电位器的另一端与模拟信号输入采样卡92-1 的0V端口相连。
仍见图2，数字信号输入卡92-2是型号为PCLD-782的光电隔离输入板卡，具有系 统启动/停止信号输入端口92-2-1、保险粉自动/手动添加信号输入端口92-2-2、报警复 位信号输入端口92-2-3、第一变频器异常信号输入端口92-2-4、第二变频器异常信号输 入端口92-2-5、第三变频器异常信号输入端口92-2-6、染液循环泵工作信号输入端口 92-2-7。电路装置还具有系统启动/停止转换开关924、保险粉自动/手动添加转换开关 925、报警复位开关926和染液循环泵正常工作继电器。系统启动/停止转换开关924的 输出端接数字信号输入卡92-2的系统启动/停止信号输入端口92-2-1，保险粉自动/手动 添加转换开关925的输出端接数字信号输入卡92-2的保险粉自动/手动添加信号输入端 口92-2-2，报警复位开关926的输出端接数字信号输入卡92-2的报警复位信号输入端口 92-2-3，染液循环泵正常工作继电器的常开触头的电源端与24V电源相连，常开触头的 输出端与数字信号输入卡92-2的染液循环泵工作信号输入端口92-2-7电连接。
仍见图2，模拟及数字信号输出卡93-1是型号为PCL726的多功能模拟信号和数字 信号输出控制卡，具有保险粉添加装置调节控制信号输出端口93-1-1和染液补充装置调 节控制信号输出端口93-1-2；保险粉添加装置调节控制信号输出端口93-1-1使用时输出 电压信号，染液补充装置调节控制信号输出端口93-1-2在使用时输出电流信号。
见图3，数字继电器输出板卡93-2是型号为PCLD-785的数字继电器输出板卡，具 有染液采样泵控制信号输出端口K10、烧碱补充装置控制信号输出端口K11、保险粉添 加装置启停控制信号输出端口K12、报警控制信号输出端口K13、染液还原剂在线检测 装置控制信号输出端口和染液pH值在线检测装置控制信号输出端口；染液还原剂在线 检测装置控制信号输出端口具有第一染液入口阀控制信号输出端K0、第一染液回液阀 控制信号输出端K1、第一污水排放阀控制信号输出端K2、第一清洗水入口阀控制信号 输出端K3、滴定循环泵控制信号输出端K4、通气阀控制信号输出端K5、碱性条件助 剂计量泵控制信号输出端K6、氧化剂计量泵控制信号输出端K7；染液pH值在线检测 装置控制信号输出端口具有第二染液入口阀和第二染液回液阀控制信号输出端K8、第 二清洗水入口阀和第二污水排放阀控制信号输出端K9；电路装置还具有蜂鸣器B和蜂 鸣器控制继电器KA13。数字继电器输出板卡93-2的报警控制信号输出端口K13接蜂鸣 器控制继电器KA13的线圈的输入端，蜂鸣器控制继电器KA13的触头与蜂鸣器B串联 后设置在电源与地线之间。
见图1至图3，物料添加容器1为染液循环箱，染液循环箱1具有保险粉添加口、 干缸染液添加口、烧碱溶液添加口、染液输出口和染液回液口。
染液补充装置2具有染料恒流箱21和干缸染液供给计量泵22，染料恒流箱21是由 浮球自动控制液面高度的恒流箱。染料恒流箱21通过干缸染液供给计量泵22与染液循 环回路中的染液循环箱1相连，也即干缸染液供给计量泵22出液口与染液循环箱1的 干缸染液添加口相连。工业控制计算机9的模拟及数字信号输出卡93-1的染液补充装 置调节控制信号输出端口93-1-2与干缸染液供给计量泵22的控制端电连接。
烧碱补充装置3具有烧碱补充箱31和烧碱添加阀32。烧碱补充箱31是由浮球自动 控制液面高度的恒流箱。烧碱添加阀32是由电磁阀和受控于该电磁阀的气动切断阀相 互组合而成的复合阀，烧碱添加阀32的电磁阀的控制端即为烧碱添加阀32的控制端。 烧碱补充箱31通过烧碱添加阀32与染液循环箱1相连，也即烧碱添加阀32的气动切 断阀的出液口与染液循环箱1的烧碱溶液添加口相连。工业控制计算机9的数字继电器 输出板卡93-2的烧碱补充装置控制信号输出端口K11与烧碱添加阀32的电磁阀的控制 端电连接。
保险粉添加装置4具有料斗41、螺旋推进器42和第二变频器，螺旋推进器42具有 螺旋推进部和驱动电机。驱动电机受控于变频器，且为螺旋推进部提供动力。保险粉添 加装置4的第二变频器具有启动控制端、频率信号输入端和异常信号输出端。螺旋推进 器42位于料斗41下方，螺旋推进器42的物料出口位于染液循环箱1的保险粉添加口 的上方。工业控制计算机9的模拟及数字信号输出卡93-1的保险粉添加装置调节控制 信号输出端口93-1-1与保险粉添加装置4的第二变频器的频率信号输入端电连接；数字 继电器输出板卡93-2的保险粉添加装置启停控制信号输出端口K12与保险粉添加装置 4的第二变频器的启动控制端电连接；保险粉添加装置4的第二变频器的异常信号输出 端与数字信号输入卡92-2的第二变频器异常信号输入端口92-2-5电连接。
染液循环泵71具有染液吸入口和染液泵出口，电路装置的染色机染液循环泵正常 工作继电器的线圈设置在染液循环泵71的供电电路上，从而可通过其常开触头向数字 信号输入卡92-2的染液循环泵工作信号输入端口92-2-7发送染液循环泵71是否工作的 信号。
染槽7具有采样口7-1、第一回液口7-2、第二回液口7-3、染液流入口7-4和染液 流出口7-5；整个染色机除染槽7外，还具有另外5个染槽，这另外的5个染槽均具有 染液流入口和染液流出口，但是没有采样口7-1、第一回液口7-2和第二回液口7-3。这 6个染槽的染液流入口和染液流出口处均设有手控阀门(图中未画出)，染液添加管72 的各个染液流出口与相应的染槽的染液流入口处的手控阀门的进液口相连，各个染槽的 染液流出口处的手控阀门的出液口与染液回流管73的各个相应的进液口相连，染液回 流管73的出液口与染液循环箱1的染液回液口相连，染液循环箱1的染液输出口通过 阀门(图中未画出)和染液吸入管74与染液循环泵71的染液吸入口相连，染液循环泵 71的染液泵出口与染液添加管72的染液进液口相连，从而使各染槽、染液循环箱1、 染液循环泵71和相应的管道、阀门构成染色机染液循环回路。
染液采样动力装置具有染液采样泵8和第三变频器，染液采样泵8具有泵主体和驱 动电机。泵主体具有染液吸入口和染液泵出口，驱动电机受控于变频器且为泵主体提供 动力，染液采样动力装置的第三变频器具有启动控制端和异常信号输出端。工业控制计 算机9的数字继电器输出板卡93-2的染液采样泵控制信号输出端口K10与染液采样动 力装置的第三变频器的启动控制端电连接，染液采样动力装置的第三变频器的异常信号 输出端与数字信号输入卡92-2的第三变频器异常信号输入端口92-2-6电连接。
染槽7由其采样口7-1通过阀门(图中未画出)和管道与染液采样泵8的泵主体的 染液吸入口相连，染液采样泵8的泵主体的染液泵出口通过管道分别与染液还原剂在线 检测装置5和染液pH值在线检测装置6的染液输入端口相连，染液还原剂在线检测装 置5的染液出液口通过管道与染槽7的第一回液口7-2相连，染液pH值在线检测装置 6的染液出液口通过管道与染槽7的第二回液口7-3相连。染液还原剂在线检测装置5 的染液氧化还原电位信号输出端为以电流形式输出电位信号的端口，该端口与电路装置 的第一电流电压转换电路921的电流信号输入端相连，从而使染液还原剂在线检测装置 5的染液氧化还原电位信号输出端间接与工业控制计算机9的模拟信号输入采样卡92-1 的氧化还原电位信号输入端口92-1-1电连接；工业控制计算机9的染液还原剂在线检测 装置控制信号输出端口的各个输出端与染液还原剂在线检测装置5的相应部件的控制端 口电连接。染液pH值在线检测装置6的染液pH值信号输出端为以电流形式输出电位 信号的端口，该端口与电路装置的第二电流电压转换电路922的电流信号输入端相连， 从而使染液pH值在线检测装置6的染液pH值信号输出端间接与工业控制计算机9的 模拟信号输入采样卡92-1的pH值信号输入端口92-1-2电连接；工业控制计算机9的染 液pH值在线检测装置控制信号输出端口的各个输出端与染液pH值在线检测装置6的 相应部件的控制端口电连接。
见图2至图4，本方法的系统中的染液还原剂在线检测装置5具有清洗用水入口5-1、 空气入口5-2、污水排出口5-3、氧化还原电位仪50、滴定管51、电位测量电极51-1、 温度测量电极51-2、碱性条件助剂滴加装置52、氧化剂滴加装置53、第一染液入口阀 54、泵吸口管55-1、泵出口管55-2、底管55-3、垂直管55-4、滴定循环泵56、第一污 水排放阀57、第一清洗水入口阀58、染液流动观察管59-1、通气阀59-2、第一染液回 液阀59-3和第一变频器。第一染液入口阀54、第一染液回液阀59-3、第一污水排放阀 57、第一清洗水入口阀58、通气阀59-2均为由电磁阀和受控于该电磁阀的气动切断阀 相互组合而成的复合阀。工业控制计算机9的数字继电器输出板卡93-2的染液还原剂 在线检测装置控制信号输出端口的第一染液入口阀控制信号输出端K0与第一染液入口 阀54的电磁阀的控制端电连接，第一染液回液阀控制信号输出端K1与第一染液回液阀 59-3的电磁阀的控制端电连接，第一污水排放阀控制信号输出端K2与第一污水排放阀 57的电磁阀的控制端电连接，第一清洗水入口阀控制信号输出端K3与第一清洗水入口 阀58的电磁阀的控制端电连接，通气阀控制信号输出端K5与通气阀的59-2电磁阀的 控制端电连接。
氧化还原电位仪50、电位测量电极51-1、温度测量电极51-2均为外购，氧化还原 电位仪50是型号为浙大中控SPH3130的PH/ORP仪，电位测量电极51-1是型号为 TOLEDO XEROLYT的氧化还原电极，温度测量电极51-2是型号为STL 122 PT1000的 温度探头。氧化还原电位仪50具有氧化还原电位信号输入端、温度信号输入端和氧化 还原电位信号输出端；电位测量电极51-1的信号输出端与氧化还原电位仪50的氧化还 原电位信号输入端电连接，温度测量电极51-2的信号输出端与氧化还原电位仪50的温 度信号输入端电连接，氧化还原电位仪50的氧化还原电位信号输出端是使用时可输出 经过温度校正的、以直流电流大小来表示氧化还原电位信号的端口，该输出端即为染液 还原剂在线检测装置5的染液氧化还原电位信号输出端。
滴定管51是一个透明的中空密封容器，具有位于顶部的电极连接口和染液出口， 还具有位于底部的染液进口。
滴定循环泵56具有泵主体和驱动电机，泵主体具有染液吸入口和染液泵出口，驱 动电机受控于变频器且为泵主体提供动力，染液还原剂在线检测装置5的第一变频器具 有启动控制端和异常信号输出端。工业控制计算机9的数字继电器输出板卡93-2的染 液还原剂在线检测装置控制信号输出端口的滴定循环泵控制信号输出端K4与染液还原 剂在线检测装置5的第一变频器的启动控制端电连接，工业控制计算机9的数字信号输 入卡92-2的第一变频器异常信号输入端口92-2-4与染液还原剂在线检测装置5的第一 变频器的异常信号输出端电连接。
碱性条件助剂滴加装置52具有碱性条件助剂储存桶52-1、底阀52-2、碱性条件助 剂计量泵52-3、背压阀52-4和单向止回阀52-5；底阀52-2位于碱性条件助剂储存桶52-1 中，底阀52-2的出液口通过连接管与碱性条件助剂计量泵52-3的吸入口相连，碱性条 件助剂计量泵52-3的出液口与背压阀52-4的进液口相连，背压阀52-4的出液口与单向 止回阀52-5进液口相连，单向止回阀52-5的出液口即为碱性条件助剂滴加装置52的出 液口。工业控制计算机9的数字继电器输出板卡93-2的染液还原剂在线检测装置控制 信号输出端口的碱性条件助剂计量泵控制信号输出端K6与碱性条件助剂计量泵52-3的 控制端电连接。
氧化剂滴加装置53具有氧化剂储存桶53-1、底阀53-2、氧化剂计量泵53-3、背压 阀53-4和单向止回阀53-5；底阀53-2位于氧化剂储存桶53-1中，底阀53-2的出液口 通过连接管与氧化剂计量泵53-3的吸入口相连，氧化剂计量泵53-3的出液口与背压阀 53-4的进液口相连，背压阀53-4的出液口与单向止回阀53-5进液口相连，单向止回阀 53-5的出液口即为氧化剂滴加装置53的出液口。工业控制计算机9的数字继电器输出 板卡93-2的染液还原剂在线检测装置控制信号输出端口的氧化剂计量泵控制信号输出 端K7与氧化剂计量泵53-3的控制端电连接。
电位测量电极51-1固定在滴定管51顶部的电极连接口处，电位测量电极51-1的探 头部分位于滴定管51的空腔内；温度测量电极51-2的探头部分位于染液循环管路的垂 直管55-4中；滴定循环泵56的吸入口与泵吸口管55-1的左端口相连，滴定循环泵56 的泵出口与泵出口管55-2相连，泵出口管55-2由滴定管51底部的染液进口伸入滴定管 51中，其管口位于滴定管51的中部且管口的开口朝向滴定管51的管壁；底管55-3的 上端口与滴定管51底部的染液进口相连且底管55-3的上端口处的一部分管段套在泵出 口管55-2外，泵出口管55-2穿过底管55-3之处相互密闭连接；底管55-3的左端口与 碱性条件助剂滴加装置52的输出端口相连，底管55-3的右端口与氧化剂滴加装置53 的输出端口相连，底管55-3的下端口与垂直管55-4的上端口相连；垂直管55-4的中上 端口与第一污水排放阀57的进液口相连，垂直管55-4的中下端口与泵吸口管55-1的右 端口相连，垂直管55-4的下端口与第一染液入口阀54的出液口相连；泵吸口管55-1的 下端口与第一清洗水入口阀58的出液口相连；第一清洗水入口阀58的进液口与清洗用 水管58-1相连，清洗用水管58-1的进液口即为清洗用水入口5-1；第一污水排放阀57 的出液口同时与空气入口5-2和污水排出口5-3相连；滴定管51顶部的染液出口通过通 气阀59-2与空气入口5-2相连，滴定管51顶部的染液出口同时还与第一染液回液阀59-3 的进液口相连，第一染液回液阀59-3的出液口即为染液还原剂在线检测装置5的染液 输出口；第一染液入口阀54的进液口即为染液还原剂在线检测装置5的染液输入口。 滴定循环泵56、泵出口管55-2、滴定管51、底管55-3、垂直管55-4和泵吸口管55-1 组成染液还原剂在线检测装置5的染液循环回路。染液流动观察管59-1设置在滴定管 51顶部的染液出口与通气阀59-2及染液回液阀59-3的输入端之间，染液流动观察管59-1 按略微倾斜方向设置，且其出口端略低于进口端。
仍见图2至图4，本方法的系统中的染液pH值在线检测装置6具有清洗用水入口 6-1、污水排出口6-2、pH计61、pH值测量电极62、温度测量电极63、第二染液入口 阀64、第二染液回液阀65、第二清洗水入口阀66、清洗用水管66-1、第二污水排放阀 67、污水排出管67-1和染液循环管68。第二染液入口阀64、第二染液回液阀65、第二 清洗水入口阀66、第二污水排放阀67均为由电磁阀和受控于该电磁阀的气动切断阀相 互组合而成的复合阀。工业控制计算机9的数字继电器输出板卡93-2的染液pH值在线 检测装置控制信号输出端口的第二染液入口阀和第二染液回液阀控制信号输出端K8同 时与第二染液入口阀64的电磁阀的控制端以及第二染液回液阀65的电磁阀的控制端电 连接；工业控制计算机9的数字继电器输出板卡93-2的染液pH值在线检测装置控制信 号输出端口的第二清洗水入口阀和第二污水排放阀控制信号输出端K9同时与第二清洗 水入口阀66的电磁阀的控制端以及第二污水排放阀67的电磁阀的控制端电连接。
pH计61、pH值测量电极62、温度测量电极63均为外购，pH计61是型号为浙大 中控SPH3130的PH/ORP仪，pH值测量电极62是型号为TOLEDO XEROLYT的PH 电极，温度测量电极63是型号为STT122 PT1000的温度探头。pH计具有pH值信号输 入端、温度信号输入端和pH值信号输出端；pH值测量电极62的信号输出端与pH计 61的pH值信号输入端电连接，温度测量电极63的信号输出端与pH计61的温度信号 输入端电连接，pH计61的pH值信号输出端是使用时可输出经过温度校正的、以直流 电流大小来表示pH值电位信号的端口，该输出端即为染液pH值在线检测装置6的染 液pH值信号输出端。
第二染液入口阀64的进液口即为染液pH值在线检测装置6的染液输入口，第二染 液入口阀64的出液口与染液循环管68的染液入口相连，染液循环管68染液出口与第 二染液回液阀65进液口相连，第二染液回液阀65出液口即为染液pH值在线检测装置 6的染液输出口；染液循环管68还设有靠近第二染液入口阀64的清洗口和靠近第二染 液回液阀65的排出口，清洗用水管66-1的一端即为染液pH值在线检测装置6的清洗 用水入口6-1，清洗用水管66-1的另一端与第二清洗水入口阀66的进液口相连，第二 清洗水入口阀66的出液口与染液循环管68的清洗口相连；染液循环管68排出口与第 二污水排放阀67的进液口相连，第二污水排放阀67的出液口与污水排出管67-1的一 端相连，污水排出管67-1的另一端即为染液pH值在线检测装置6的污水排出口6-2； pH值测量电极62和温度测量电极63设置在染液循环管68的位于第二清洗水入口阀66 和第二污水排放阀67之间的管段上，且它们的探头伸入染液循环管68中。
见图1至图5，本实施例所采用的染色机为染浆联合机，并将本发明的系统按照上 述描述设置，本方法的系统设置在该染色机上待染物是头份数(也即根数)为4320的 棉纱，其每根棉纱的千米重为83.3克，染液中的染料为还原染料靛兰，还原剂为保险粉， 碱剂为烧碱溶液。染料恒流箱21的染液中的靛兰干缸浓度为每升82克，干缸保险粉浓 度为每升56克，干缸烧碱浓度为每升10至20克；烧碱补充箱31中的烧碱溶液的浓度 为每升200克；进行氧化还原滴定时，所采用的氧化剂为铁血盐铁氰化钾，其溶液浓度 为每升0.05摩尔，碱性条件助剂是浓度为每升4克的氢氧化钠溶液和浓度为每升1克的 阴离子分散剂的混合液；本实施例是在染色机中的染液经过预循环且各种组分基本满足 印染条件的情况下进行，本发明的方法除上述步骤①设置在线检测和控制系统外，还具 有以下步骤：
②工业控制计算机9由其输入装置键盘和鼠标输入染色的工艺参数以及自动滴定的 时间间隔，染色的工艺参数包括所需染色的每根棉纱的千米重和头份数(两者相乘即得 待染物的千米重)、上染率、干缸染液中染料的浓度和保险粉的浓度、染槽数、染槽染 液中的保险粉浓度和染槽染液的pH值、对应于单位重量待染物的保险粉消耗量、单位 时间内添加保险粉的最大值、染色机染液循环回路中的染液体积；本实施例中自动滴定 的时间间隔设置为30分钟，进行染色工艺关参数设定时，将纱线的千米重设为83.3克， 将头份数设为4320根，将上染率设为2.08％，将干缸染液中染料的浓度设为每升82克， 将干缸中保险粉的浓度设为每升56克，将染槽数设为6，将染槽染液中的保险粉浓度设 为每升0.8克，将染槽染液的pH值设为11.2，将每分钟由保险粉添加装置4添加保险 粉的最大值设为400克。
③工业控制计算机9由其模拟信号输入采样卡92-1的染色机速度信号输入端口 92-1-3读入染色机的主电机的电机转速信号，并根据待染物的千米重、上染率、干缸染 液中染料的浓度以及染色机的车速而计算干缸染液每分钟的添加量，从而由工业控制计 算机9的模拟及数字信号输出卡93-1的染液补充装置调节控制信号输出端口93-1-2输 出4～20mA的电流控制信号至干缸染液供给计量泵22而随时对干缸染液供给计量泵22 的流量进行控制；同时根据待染物的千米重、染色机的车速、染槽数和对应于单位重量 待染物的保险粉消耗量，而计算出保险粉的实时消耗量；根据干缸染液中保险粉的浓度 及干缸染液每分钟添加量，计算出干缸染液中的保险粉的实时供给量；根据干缸染液中 的保险粉的实时供给量及保险粉实时消耗量计算出两者的差值。
④工业控制计算机9由其数字继电器输出板卡93-2的染液采样泵控制信号输出端 口K10输出控制信号至染液采样泵8使染液采样泵8启动而抽取染槽7中的染液，工业 控制计算机9同时由其数字继电器输出板卡93-2的染液还原剂在线检测装置控制信号 输出端口输出相应的控制信号至染液还原剂在线检测装置5的相应的部件，而使染液在 染液还原剂在线检测装置5与染槽7之间循环，工业控制计算机9还由其数字继电器输 出板卡93-2的染液pH值在线检测装置控制信号输出端口输出相应的控制信号至染液 pH值在线检测装置6的相应的部件，而使染液在染液pH值在线检测装置6与染槽7 之间循环。
工业控制计算机9控制染液采样泵8启动时，在其数字继电器输出板卡93-2的染 液还原剂在线检测装置控制信号输出端口的第一染液入口阀控制信号输出端K0和第一 染液回液阀控制信号输出端K1输出控制信号使第一染液入口阀54和第一染液回液阀 59-3同时打开；这样，即可使染液在染液还原剂在线检测装置5与染槽7之间循环：即 在染液采样泵8的作用下，使染槽7中的染液从采样口7-1流出染槽7，然后依次经过 染液采样泵8、第一染液入口阀54、垂直管55-4、底管55-3、滴定管51、第一染液回 液阀59-3，再经过染槽7的第一回液口7-2返回染槽7。
工业控制计算机9控制染液采样泵8启动时，在其数字继电器输出板卡93-2的染 液pH值在线检测装置控制信号输出端口的第二染液入口阀和第二染液回液阀控制信号 输出端K8输出控制信号使第二染液入口阀64和第二染液回液阀65同时打开；这样， 即可使染液在染液pH值在线检测装置6与染槽7之间循环：即在染液采样泵8的作用 下，使染槽7中的染液从采样口7-1流出染槽7，然后依次经过染液采样泵8、第二染 液入口阀64、染液循环管68、第二染液回液阀65，再经过染槽7的第二回液口7-1返 回染槽7。
染色机处于正常工作状态时，工业控制计算机9控制染液还原剂在线检测装置5对 染液的还原剂浓度进行在线检测以及对染液的染料浓度进行在线检测，一方面染液还原 剂在线检测装置5的氧化还原电位仪50始终将在线测量得到的电位信号输送至工业控 制计算机9，氧化还原电位仪50向工业控制计算机9输出检测信号的时间间隔一般可设 置在100毫秒至500毫秒的范围内，本实施例的时间间隔为300毫秒；工业控制计算机 9则由其其模拟信号输入采样卡92-1的氧化还原电位信号输入端口92-1-1始终接收染液 还原剂在线检测装置5测得的反映染液电位的电信号；另一方面在工业控制计算机9的 控制下，每隔一段所设定的自动滴定的时间间隔(30分钟)，先使染液还原剂在线检测 装置5在线采集染槽7中的染液样品后，再控制染液还原剂在线检测装置5对染液中保 险粉的浓度和染料浓度进行一次氧化还原滴定；滴定中，当在工业控制计算机9控制下 的氧化剂的加入量使染液还原剂在线检测装置5中的一定体积的染液中的保险粉被全部 反应完毕时，则染液还原剂在线检测装置5测得并输出的反映染液电位的信号产生第一 次突变，工业控制计算机9则根据氧化剂的用量、氧化剂的浓度以及染液样品的体积计 算出染液中的保险粉的浓度；在滴定中，随着在工业控制计算机9控制下的氧化剂的进 一步加入，当使染液还原剂在线检测装置5中的一定体积的染液中的染料被全部氧化时， 则染液还原剂在线检测装置5测得并输出的反映染液电位的信号产生第二次突变，工业 控制计算机9则根据两次突变电信号之间的氧化剂的使用量计算出染液中染料隐色体的 浓度。
由工业控制计算机9控制染液还原剂在线检测装置5对染液中保险粉的浓度和染料 浓度进行氧化还原滴定时，在工业控制计算机9的控制下，由其数字继电器输出板卡93-2 的染液还原剂在线检测装置控制信号输出端口的相应信号输出端输出控制信号至有关 的部件，其中由滴定循环泵控制信号输出端K4输出控制信号至染液还原剂在线检测装 置的第一变频器，由第一染液入口阀控制信号输出端K0输出控制信号至第一染液入口 阀54的电磁阀，由第一染液回液阀控制信号输出端K1输出控制信号至第一染液回液阀 59-3的电磁阀，由通气阀控制信号输出端K5输出控制信号至通气阀59-2的电磁阀，由 第一污水排放阀控制信号输出端K2输出控制信号至第一污水排放阀57的电磁阀，由碱 性条件助剂计量泵控制信号输出端K6输出控制信号至碱性条件助剂滴加装置52的碱性 条件助剂计量泵52-3的控制端，由氧化剂计量泵控制信号输出端K7输出控制信号至氧 化剂滴加装置53的氧化剂计量泵53-3的控制端；从而启动滴定循环泵56，使染液还原 剂在线检测装置5的所有管路中充满新的待测染液，然后关闭滴定循环泵56、第一染液 入口阀54和第一染液回液阀59-3，打开通气阀59-2、第一污水排放阀57，将染液还原 剂在线检测装置5中的多余的待测染液缓慢排放，仅留下第一污水排放阀57以下、第 一染液入口阀54管路以上以及滴定循环泵56泵体中的染液用于滴定；关闭第一污水排 放阀57和通气阀59-2，打开第一染液回液阀59-3，控制碱性条件助剂滴加装置52的碱 性条件助剂计量泵52-3由碱性条件助剂储存桶52-1中抽出碱性条件助剂加入滴定管51 中，使电位测量电极51-1的探头部分浸入液体中；使碱性条件助剂计量泵52-3停机， 同时关闭染液回流阀59-3、打开滴定循环泵56，使碱性条件助剂与待测染液充分混合； 打开染液回流阀59-3，同时控制氧化剂滴加装置53的氧化剂计量泵53-3由氧化剂储存 桶53-1中抽取液态氧化剂加入滴定管51中，直到滴定完成；使氧化剂计量泵53-3停机， 同时打开通气阀59-2和第一污水排放阀57而使滴定后的废液从污水排出口5-3排出。
由工业控制计算机9控制染液还原剂在线检测装置5对染液中保险粉的浓度和染料 浓度进行氧化还原滴定时，在工业控制计算机9的控制下，染液与固定在滴定管51上 的电位测量电极51-1相接触，电位测量电极51-1的输出端则输出反映氧化还原电位的 电压信号至氧化还原电位仪50，同时染液与设置在染液循环管路上的温度测量电极51-2 相接触则产生温度高低的电压信号，而在其输出端将该信号输至氧化还原电位仪50；氧 化还原电位仪50的染液氧化还原电位信号输出端则输出经过温度校正的染液电位的 4～20mA的电流信号至工业控制计算机9的模拟信号输入采样卡92-1的氧化还原电位 信号输入端口92-1-1。工业控制计算机9在每次滴定完毕后，则控制对染液还原剂在线 检测装置5进行清洗。
工业控制计算机9在控制对染液还原剂在线检测装置5进行清洗时，工业控制计算 机9的数字继电器输出板卡93-2除由其染液还原剂在线检测装置控制信号输出端口的 各输出端输出控制信号至染液还原剂在线检测装置5的相应部件外，还由其第一清洗水 入口阀控制信号输出端K3输出控制信号至第一清洗水入口阀58的电磁阀；在工业控制 计算机9的控制下，染液还原剂在线检测装置5的通气阀59-2处于打开状态、第一染 液入口阀54、第一污水排放阀57、染液回流阀59-3处于关闭状态；再由工业控制计算 机9控制打开第一清洗水入口阀58，使由清洗用水入口5-1进入系统的清水依次经第一 清洗水入口阀58、泵吸口管55-1、垂直管55-4、底管55-3而进入滴定管51中直至充满 滴定管51；此时工业控制计算机9控制关闭第一清洗水入口阀58，并使滴定循环泵56 开始运行，使进入染液还原剂在线检测装置5中的清水依次经滴定循环泵56、泵出口管 55-2、滴定管51、底管55-3、垂直管55-4、泵吸口管55-1后，再回到滴定循环泵56， 循环往复地在染液还原剂在线检测装置5中运行而对染液还原剂在线检测装置5进行水 洗；然后控制打开通气阀59-2和第一污水排放阀57，使清洗后的污水从污水排出口5-3 排出；如此用水清洗可重复1至3次。
染色机处于正常工作状态时，工业控制计算机9还控制染液pH值在线检测装置6 对染液的pH值进行在线测定，一方面染液pH值在线检测装置6的pH计61始终将在 线测量得到的电位信号输送至工业控制计算机9，pH计61向工业控制计算机9输出检 测信号的时间间隔一般可设置100毫秒至500毫秒的范围内，本实施例的时间间隔为300 毫秒；工业控制计算机9则由其模拟信号输入采样卡92-1的pH值信号输入端口92-1-2 始终接收pH值测定装置6测得的电信号。另一方面在工业控制计算机9的控制下，由 其数字继电器输出板卡93-2的染液pH值在线检测装置控制信号输出端口的相应信号输 出端输出控制信号至有关的部件，其中由第二染液入口阀和第二染液回液阀控制信号输 出端K8输出控制信号至第二染液入口阀64的电磁阀和第二染液回流阀65的电磁阀， 从而同时打开第二染液入口阀和第二染液回液阀，而使染液进入染液pH值在线检测装 置6，染液进入染液pH值在线检测装置6后与设置在染液循环管68上的pH值测量电 极62相接触。此时，pH值测量电极62的输出端则输出反映pH值的电压信号至pH计 61；同时染液与设置在染液循环管68上的温度测量电极63相接触则产生反映温度高低 的电压信号，而在其输出端将该信号输至pH计61；pH计61的染液pH值信号输出端 则输出经过温度校正的染液pH值的4～20mA的电流信号至工业控制计算机9的模拟信 号输入采样卡92-1的pH值信号输入端口92-1-2。工业控制计算机9通过染液pH值在 线检测装置6对染液pH值进行在线检测中，每隔90分钟则控制对pH值测定装置6进 行清洗。
工业控制计算机9在控制对染液pH值在线检测装置6进行清洗时，工业控制计算 机9的数字继电器输出板卡93-2除由其染液pH值在线检测装置控制信号输出端口的各 输出端输出控制信号至染液pH值在线检测装置6的相应部件外，还由其第二清洗水入 口阀和第二污水排放阀控制信号输出端K9输出控制信号至第二清洗水入口阀66的电磁 阀和第二污水排放阀67的电磁阀；在工业控制计算机9的控制下，染液pH值在线检测 装置6的第二染液入口阀64、第二染液回流阀65处于关闭状态，第二清洗水入口阀66 和第二污水排放阀67处于打开状态，从而可使由清洗用水入口6-1进入系统的清水依 次经清洗用水管66-1、第二清洗水入口阀66、染液循环管68、第二污水排放阀67、污 水排出管67-1后，而从污水排出口6-2而排出；在清水流过染液pH值在线检测装置6 的过程中，也完成了对pH值测量电极62以及温度测量电极63的清洗，此过程持续8 秒；然后，工业控制计算机9控制关闭第二清洗水入口阀66和第二污水排放阀67，打 开第二染液入口阀64和染液回流阀65，重新使染液在染液pH值在线检测装置6与染 槽7之间循环。
⑤工业控制计算机9对染液中的保险粉的浓度进行在线检测后，在计算保险粉的供 给量的增减量时，根据所检测的染液中的保险粉的浓度、所设定的染液保险粉浓度、染 色机染液循环回路中的染液体积，计算出染液中保险粉的偏离量，再根据染液保险粉的 偏离量、干缸染液中的保险粉的实时供给量与保险粉实时消耗量的差值，计算出保险粉 的增减量，对于应增加保险粉的供给量的情况，由其模拟及数字信号输出卡93-1的保 险粉添加装置调节控制信号输出端口93-1-1输出控制信号至保险粉添加装置4的第二变 频器的频率信号输入端，增加驱动电机的转速，从而使保险粉的单位时间内的添加值增 加，但该单位时间添加值不大于设定的单位时间内添加保险粉的最大值；对于应减少保 险粉的供给量的情况，则减少驱动电机的转速。如果工业控制计算机9由其模拟及数字 信号输出卡93-1的保险粉添加装置调节控制信号输出端口93-1-1输出控制信号至保险 粉添加装置4的第二变频器的频率信号输入端的频率信号小于1赫兹，则工业控制计算 机9的数字继电器输出板卡93-2的与保险粉添加装置启停控制信号输出端口K12相应 的触头则处于不吸合的断开状态，从而使工业控制计算机9的数字继电器输出板卡93-2 由其保险粉添加装置启停控制信号输出端口K12输出控制信号使保险粉添加装置4的第 二变频器处于停止工作的状态；直到模拟及数字信号输出卡93-1的保险粉添加装置调 节控制信号输出端口93-1-1输出的频率信号大于1赫兹时，工业控制计算机9的数字继 电器输出板卡93-2才由其保险粉添加装置启停控制信号输出端口K12输出控制信号使 保险粉添加装置4的第二变频器处于工作的状态；再由模拟及数字信号输出卡93-1的 保险粉添加装置调节控制信号输出端口93-1-1输出控制信号至保险粉添加装置4的第二 变频器的频率信号输入端而对驱动电机的转速进行调整。
工业控制计算机9对染液的pH值所进行的在线检测，是一种即时性的在线检测， 工业控制计算机9根据所测得的染液pH值的大小而控制烧碱补充装置3向染色机的染 液循环回路添加烧碱溶液：当实测pH值低于预设的pH值的下限值11.15(该下限制由 所设定的pH值11.2减去0.05得到)时，则工业控制计算机9由其数字继电器输出板卡 93-2的烧碱补充装置控制信号输出端口K11输出控制信号至烧碱补充装置3的烧碱添加 阀32使之开启，当实测pH值高于预设的pH值的上限值11.18(该上限值由设定的pH 值11.2减去0.02得到)时，则工业控制计算机9由其数字继电器输出板卡93-2的烧碱 补充装置控制信号输出端口K11输出控制信号至烧碱补充装置3的烧碱添加阀32使之 关闭。
本方法的步骤②至步骤⑤中，若工业控制计算机9检测到染色机染液循环泵71处 于停止工作的状态时，则工业控制计算机9控制整个系统停止工作。
本方法可将保险粉自动/手动添加转换开关925处于手动添加位置，使工业控制计算 机9处于接收保险粉添加调节电路923发出的控制信号的状态，而在其模拟及数字信号 输出卡93-1的保险粉添加装置调节控制信号输出端口93-1-1输出相应的控制信号至保 险粉添加装置4的第二变频器的频率信号输入端而调节保险粉的单位时间添加量。在染 色机处于冷机开车前，干缸染液供给计量泵22也可置于手动控制添加工作方式，用于 添加干缸染液，可采用人工方式或让系统处于自动控制模式将烧碱溶液和保险粉直接加 入染槽，使染液达到要求的pH值和保险粉浓度，并在染液循环泵71的作用下，染液在 染色机的整个染液循环系统中循环流动，随着保险粉、干缸染液以及烧碱的不断加入， 逐渐使染液达到染色所需的染色条件。
本方法的步骤②至步骤⑤中，当将转换开关旋转至停止位置时，工业控制计算机9 控制对染液还原剂在线检测装置5进行三次清洗，并使最后一次的清洗用水留在染液还 原剂在线检测装置5的管路中；同时控制对pH值测定装置6进行清洗10秒钟，最后清 洗用水留在pH值测定装置6的管路中；然后，工业控制计算机9控制整个系统停止工 作。
本方法的步骤②至步骤⑤中，当第一变频器、第二变频器或第三变频器中任何一个 变频器工作产生异常(如负荷过大、断相等)时，则由相应的变频器的异常信号输出端 输出变频器工作异常的信号至工业控制计算机9的数字信号输入卡92-2的相应一个变 频器异常信号输入端口；若是染液还原剂在线检测装置5的第一变频器工作异常则其中 的工作异常触头VF1接通而从变频器的FC端口输出工作异常信号至数字信号输入卡 92-2的第一变频器异常信号输入端口92-2-4；若是保险粉添加装置4的第二变频器工作 异常则其中的工作异常触头VF2接通而从变频器的FC端口输出工作异常信号至数字信 号输入卡92-2的第二变频器异常信号输入端口92-2-5；若是染液采样动力装置的第三变 频器工作异常则其中的工作异常触头VF3接通而从变频器的FC端口输出工作异常信号 至数字信号输入卡92-2的第三变频器异常信号输入端口92-2-6。当工业控制计算机9 的数字信号输入卡92-2接收到的有关的变频器工作异常信号后，一方面向显示器输出 发生故障的变频器的信息，并控制数字继电器输出板卡93-2的报警控制信号输出端口 K13处的触头吸合而使电路装置的蜂鸣器控制继电器KA13的线圈得电，进而使继电器 KA13的触头KA13-1吸合而使蜂鸣器B发出警报声；另一方面则控制整个系统停止工 作。这时，操作人员听到报警声后，可以根据LCD显示器所显示得知是哪一个变频器 发生故障以及发生何种故障，而可采取相应的措施进行故障的排出，同时，操作人员可 以转动电路装置的报警复位开关926使之导通，而向工业控制计算机9的数字信号输入 卡92-2的报警复位信号输入端口92-2-3输出控制信号，工业控制计算机9则控制其数 字继电器输出板卡93-2的报警控制信号输出端口K13处得触头断开而使蜂鸣器控制继 电器KA13的线圈失电，进而使继电器KA13的触头KA13-1断开而使蜂鸣器B停止发 声。
本发明在对系统进行有关参数的设置时，可将这些参数分为两类，第一类参数是与 每次染色有关的参数，可在本发明的步骤②中进行设置，将这些参数输入至工业控制计 算机的随机存取存储器中，这类参数已在上述描述中涉及，主要有：棉纱的头份数(也 即根数)、每根棉纱千米重、上染率、干缸染料浓度(指染料恒流箱中的染液所含染料 的浓度)，干缸保险粉浓度(指染料恒流箱中的染液所含保险粉的浓度)、染槽数、染槽 染液中的保险粉浓度、染槽染液的pH值、单位时间内添加保险粉的最大值等。第二类 参数是与相应的染色机有关的参数、进行显示所需参数以及与本发明的系统有关的参 数，这类参数可以在步骤①中进行设置，即将这些参数输入至工业控制计算机的电可擦 写式存储器中，这些参数主要有：第一、酸碱度检测和控制方面的参数：其一是对所选 用的pH计找出其输出电流数值与相应的pH值的对应关系，将其中的两组数据输入工 业控制计算机9，其二是设定pH值的正偏差值和负偏差值，其三是设定清洗pH值测量 电极62的时间和清洗时间的间隔。第二、与保险粉有关的检测和控制方面的参数：其 一是设定与氧化还原电位仪50输出的最小电流数值以及最大电流数值相对应的氧化还 原电位的数值，其二是设定氧化剂计量泵53-3的最大脉冲数和每个脉冲输出氧化剂的 毫升数，以及设定氧化剂的浓度数值，其三是设定碱性条件助剂计量泵52-3的最大脉 冲数，其四是染液还原剂在线检测装置5中所滴定的染液的体积的测定值。第三，染料 及保险粉消耗方面的参数：其一是染色机的最大车速。其二是干缸染液供给计量泵22 每一个脉冲输出物料的毫升数。其三是设定保险粉添加系数、保险粉的最高浓度、保险 粉的有效含量。其四是染液中染料的最高浓度。
对于染色机染液循环回路中的染液体积、以及对应于单位重量待染物的保险粉消耗 量这两个参数，既可以在步骤①中进行设定，也可以在步骤②中直接进行设定。本实施 例是在步骤②中进行设定的。
在其它实施例中可以在步骤①中对染色机染液循环回路中的染液体积进行设定；设 定方法是：依次设定染色机染液循环回路中的染槽染液的容量、管道染液容量、染液循 环箱1中染液容量，将染槽染液的容量乘以染槽数即得所有染槽的染液容量，再将该数 值与管道染液容量以及染液循环箱1中染液容量依次相加，所得到的这三个数值之和即 为染色机染液循环回路中的染液体积。
在其它实施例中可以在步骤①中对对应于单位重量待染物的保险粉消耗量进行设 定；设定方法是：先设定每染槽与空气接触保险粉的单位时间消耗量；再设定每染槽每 公斤纱带进染槽的空气量，因为空气中的氧气与保险粉接触后，则与保险粉发生反应， 而一定重量的待染物进入染槽时必然一同带进一定的空气量，该带进的空气量与相应重 量的保险粉发生反应，从而可以计算出对应于单位重量待染物的保险粉消耗量；最后设 定每染槽每公斤纱离开染槽时带走的染液中所包含的保险粉的量；将这三方面的设定值 各自进行相应的计算后得到保险粉消耗的三个方面，再将保险粉的后两个方面的消耗量 相加，即得到对应于单位重量待染物的保险粉消耗量。将三个方面的保险粉消耗量相加 则控制更为精确。
(实施例2)
见图6及图7，其它与实施例1同，不同之处在于：本实施例的在线检测和控制系 统用于球经染色机。因而有关设备和部件的连接关系与实施例1相比有一定的变化。其 中，系统中的染料恒流箱21依次通过过滤器、干缸染液供给计量泵22以及阀门与染液 循环泵71吸口处的染液吸入管74相连；物料添加容器1为物料添加槽；物料添加槽1 具有保险粉添加口、烧碱溶液添加口、染液输出口和染液回液口。物料添加槽1的染液 输出口依次通过阀门、染液吸入管74、滤网而与染液循环泵71相连。
本实施例的系统中的染槽7具有采样口7-1、染液流入口7-4、染液流出口，染液流 出口分为染液下出口7-5-1和染液底出口7-5-2；第一回液口7-2和第二回液口7-3设置 在染液吸入管74上。整个染色机除染槽7外，还具有另外7个染槽，这另外的7个染 槽均具有染液流入口和染液流出口，但是没有采样口7-1，各染槽的染液流出口又均分 为染液下出口和染液底出口。这8个染槽的染液流入口、染液下出口和染液底出口处均 设有手控阀门，染液添加管72的各个染液流出口与相应的染槽的染液流入口处的手控 阀门的进液口相连，各个染槽的染液下出口处的手控阀门的出液口与作为平衡管的染液 回流管73的各个相应的进液口相连，染液回流管73的出液口通过阀门与物料添加槽1 的染液回液口相连。
在系统运行时，染液循环泵71始终处于工作状态，而各染槽的染液流入口、染液 下出口、染液底出口处的阀门、物料添加槽1回液口处的阀门、物料添加槽1染液输出 口处的阀门均处于开启状态，从而使染液主要在各染槽、染液吸入管74、滤网、染液循 环泵71、染液添加管72和各相应染槽之间循环流动的同时，一部分染液在各染槽、染 液回液管73、物料添加槽1、染液吸入管74、滤网、染液循环泵71、染液添加管72和 各相应染槽之间循环流动；且各染槽与物料添加槽1的液面基本处于同一水平高度。在 染液的这种循环流动中，烧碱补充装置3向物料添加槽1添加的烧碱溶液、以及保险粉 添加装置4向物料添加槽1添加的保险粉随同染液依次经过染液吸入管74、滤网、染液 循环泵71、染液添加管72后而进入各相应染槽，并在跟随染液的流动中溶解于染液中。
本实施例的系统中的染槽7由其采样口7-1通过阀门和管道与染液采样泵8的泵主 体的染液吸入口相连，染液采样泵8的泵主体的染液泵出口通过管道分别与染液还原剂 在线检测装置5和染液pH值在线检测装置6的染液输入口相连，染液还原剂在线检测 装置5的染液出液口与染液吸入管74上的第一回液口7-2相连，染液pH值在线检测装 置6的染液出液口与染液吸入管74上的第二回液口7-3相连。
本实施例的系统中的温度测量电极51-2固定在滴定管51顶部的电极连接口处，温 度测量电极51-2的探头部分位于滴定管51的空腔内。
本实施例的系统中的染液流动观察管59-1设置在滴定管51顶部的染液出口与通气 阀59-2及染液回液阀59-3的输入端之间，染液流动观察管59-1按水平方向设置，且其 出口端略低于进口端。
本实施例的染色机染液循环回路中的染液体积在步骤①中进行设定。
本实施例的对应于单位重量待染物的保险粉消耗量步骤①中进行设定。
本实施例的干缸染液供给计量泵22有2个，相互间并联设置，其中一个备用；染 液循环泵71也有两个，相互间并联设置，其中一个备用。本实施例的干缸化料桶通过 管道与染料恒流箱21相连通。
(实施例3)
其它过程与实施例1同，不同之处在于染液中的染料为品红。
(实施例4)
其它过程与实施例1同，不同之处在于染液中的染料为还原艳绿。