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浅论纺织机械与自动化

发布日期:2012-09-24 16:15

   目前,随着全球经济的复苏,全球的纺织技术也进入新的增长期。国际经济的走强将有利于中国纺织机械业的发展。在纺织工业中,机械与自动化的结合也成为现代纺织工业的发展方
 
  向。近十多年来我国纺机行业自动化水平有了明显的提高,在新型纺织机械上普遍采用了自动化技术,其内容包含了先进的信息处理和控制技术,即以计算机为核心,由PLC、工控机、单片机、人机界面、现场总线等组成的控制系统。先进的驱动技术有变频调速,交流伺服,步进电机等,还有检测传感技术和执行机构等。现代控制技术和信息技术正成为推动纺织机械自动控制技术发展的主要驱动力。
 
  1、纺织机械主要自动控制技术
 
  近十年来,纺织机械自动控制技术应用水平有了较大的进步,几乎用到了所有种类的自动化产品,主要包括控制、传动控制、运动控制、现场总线、人机界面和传感器。(1)控制:PLC、PCC、IPC、FCS、DCS、专用控制器等;(2)传动控制:直流调速系统、交流变频调速系统、开关磁阻电机、多单元同步系统等;(3)运动控制:伺服、步进、运动控制器;(4)现场总线:Profibus、Can等;(5)人机界面:文本显示器、图文终端、触摸屏等;(6)传感器:
 
  光电传感器、电磁传感器、温度传感器、压力传感器、图像传感器及各种工艺参数传感器。其中 PLC、单轴独立驱动、多单元同步控制、基于网络技术的数据通讯和在线检测等技术,得到了广泛的应用。
 
  2、可编程控制器(PLC)
 
  可编程控制器(PLC)是以继电器技术为基础,综合ICT技术,以程序化方式实现设备的电气控制,在纺织机械应用最为广泛。PLC 能提供高质量的输入输出和极佳的实时监控能力,特别是它的可靠性已经得到充分肯定。能够提供多种现场总线、可扩展性及远程 I/O 已经成为一些主流纺机厂商选择 PLC 的关键衡量标准。纺织工业控制器中,值得重点关注的技术指标是速度、可靠性和实时性。正如以高效短流程嵌入式复合纺纱技术为代表的自动纺纱技术取得的革命性突破,为行业升级带来了新希望。
 
  3、自动控制装置在纺织机械上的应用
 
  由于纺织行业工艺复杂、流程较长,对于不同种类的纺织机械,其自动化需求也呈现出多样化,不同自动控制装置在不同纺织机械上能发挥出相应的应用价值,提高纺机的性能,以满足纺织行业的迫切需求。
 
  3.1 梳棉机。高产梳棉机吸尘的风量和风压对生条质量影响很大,生产过程中产生的尘屑、短绒不仅影响生条质量而且还影响生产环境,为此随着产量的提高,机上负压吸点已发展到包括道夫三角区、刺辊分梳板、锡林前后固定盖板、盖板倒转剥取的盖板花等 10 多个,并已普遍实现机台全封闭。
  高产梳棉机具有产量高,生产质量好的优点,高精度高耐磨度分梳元件、优化梳理速度、高水平制造加工手段、电子计算机技术、传感技术、变频技术在清梳联系统中很好地与开清棉技术一起完成对原料的开松、除杂、梳理任务,生产出杂结少、条干均匀的生条供应后续工序。国外自调匀整装置有开环、闭环和混合环几种。近年来有些新机采用微机来控制自调匀整装置,提高高速时的控制效果,特别可以消除滞后现象。立达(Rieter)的C4-A 型梳棉机用混合环式自调匀整装置,用闭路循环方式,用一对阶梯罗拉检测实际数值,通过调控给棉罗拉速度来控制长片段匀整;短片段匀整用联控制形式(扰动可变补偿),即在出口处称量棉网重量,超过标准立即调整,对控制过程的干预作用也是通过给棉罗拉调速完成。立达研制成的 C.I.S.纺纱自动化生产线,在清钢工序中用 Aero-feed 散棉喂给装置,再用
 
  ABC-Control 型处理机控制清钢连续化、自动化生产线,操作人员可以通过 VDU 彩色图表管理机台,取代了开棉、清棉和梳棉的人工中心控制,具有控制、监视、报警和记录等多种功能。根据高产梳棉机梳理技术发展趋势,进一步实现梳棉机自动控制是今后重要方向之一,未来在线监测系统与自动调节系统形成封闭式专家系统,梳棉机上一些工艺条件,可根据在线检测数据经电子计算加工后发出指令,执行机构可立即自动进行调节或工作。
 
  3.2 并条机。并条机自动化内容很丰富,其中自调匀整是一个很重要的课题。自调匀整是指实现棉条条干均匀,纱的粗细一致,否则织布时细的地方容易出现断头。基于以上情况,如果条干过粗或过细,需要利用设备检测出来并对执行机构及时调整,以达到符合要求的标准和指标。自动调节的过程首先通过检测,再经计算机运算,然后运用交流伺服来执行,从终端的传感器检测,到负责执行的伺服电机,此过程中需要一系列自动化机制来运行,难度很大。由于国产的同类产品在水平上仍存在相当的差距,所以这套设备目前仍以进口为主。
 
  从成本上看,自调匀整装置的价格几乎占整机价格的一半,是整机中成本相当集中的部分,如果国内研发的自调匀整装置品质能够得到提升,更好地满足要求,那么整机成本就有望在很大程度上得以降低。3.3 细纱机。在细纱机的落纱环节方面,以前用人工换管,断头也需要人工去接。每台细纱机的锭数从原来的 400 个发展到目前的1000个,如果仍用人工换管,不但断头多,而且效率低,生产人员的劳动强度更大。另一方面,造成断头的主要原因是
 
  由纱管形状和纺纱张力决定的,要求能够做到及时调速。这一环节传统上采用双速电机,但效果并不好,如果使用变频器,配合 PLC 设定为最佳的运行状态,就可以有效地减少断头。