染整机械的机电一体化技术.pdf

评述 无梭织机的电控系统 无梭织机的电控系统不仅系统复杂 而且要求 可靠性高 国外主机采用以单片机为主的控制系统 稳定性好 可靠性高 国内主机由于元器件质量 电 子装置的加工工艺 产品的测试手段等因素 控制系 统的稳定性和可靠性与国外产品有一定的差距 因 此国内一部分企业采用 组成无梭织机的控制 系统 这样在可靠性方面有了进一步的提高 近年来 喷气织机采用了 可编程计算机控制器方案 提 高了系统的综合控制性能和可靠性 因此目前国内 无梭织机电控系统在相当一段时间内将是多种方案 同时并存的局面 电子储纬器 国外厂商生产新一代的产品 我国有10多个储 纬器生产厂均生产老一代的产品 近两年国内无梭 织机销量好 国产储纬器年产数万头供主机配套 但 均属老一代的储纬器 这是我们与国外的差距 建议 国内各储纬器生产厂积极开发新一代的储纬器 电子纬纱张力器 先进的喷气织机和剑杆织机配用了纬纱张力 器 国产机器除少数喷气织机配用外 多数机器没有 配用 随着机器速度的提高和某些织物性能上的需 要 将会逐步推广应用电子纬纱张力器 目前我国尚 无电子纬纱张力器产品 属国内缺门 建议着手开发 这项产品 电子选纬器 国外无梭织机配用的电子选纬器采用步进电机 或者直线电机组成 不再用电磁式选纬器 这是织机 高速发展的需要 适应织机在500 r/min以上的要 求 我国大量生产电磁式结构的电子选纬器 满足国 内剑杆织机配套 随着国产剑杆织机水平的提高 新 一代的电子选纬器必然要替代电磁式选纬器 电子送经和电子卷取 国外主机的电子送经和电子卷取采用交流伺服 电机 开关磁阻电机 直流无刷电机三种控制方案 我国展出的机器普遍采用交流伺服电机 步进电机 变频电机 力矩电机等几种方案 整体水平低于国外 一个层次 目前交流伺服电机控制方案在国内得到 较快的发展是十分可喜的事 但也可以考虑在开关 磁阻电机 直流无刷电机方案方面发展 染整机械的机电一体化技术 本届展览会所展示的染整设备在参展数量和水 平上均较以前有较大提高 反映出染整设备制造厂 商参与市场的热情和整体实力都有了明显增强 以下对染整设备机电一体化方面的情况 就传 动系统 控制系统和工艺参数在线检测三个方面分 别予以阐述 .传动系统 变频调速系统 本届展示的染整机械传动系统 无论是单机传 动或多单元同步传动 已经全部采用交流变频调速 系统 原有的直流传动系统已全无踪影 这类系统的应用 大体又可分为两种情况, D开环系统,主要用于一些联合机的同步传动 系统上 其特征是各单元机采用开环的变频调速系 统 单元间的同步用松紧架协调 同步传感器大多采 用导电塑料电位器或无触点传感器 典型的应用如 退煮漂联合机 丝光机 连续轧染机等机组的同步传 动 闭环系统,主要用于一些对控制有特殊要求 的设备上 如卷染机控制系统 预缩机控制系统等 以郑纺机的预缩整理机为例 该机通过一台 和 外置的两个D/A模块 加上三个编码器构成了一个 完整的闭环调速系统 该系统以橡毯电机作为主令机 各单元通 过编码器构成速度负反馈闭环稳速系 统 同时将各机的速度信号送进 再给出各机 的调速信号 从而保持系统在给定比率情况 下的稳速控制 系统还配有湿度 温度 张力等在线 监控手段 保证了预缩率达到10 1 缩水率 达01 伺服系统 交流伺服系统因其精确的位置控制和在快速 性 可靠性等方面优异的特性 而在纺织印染设备上 有着广阔的应用前景 目前 交流伺服系统在染整机械中已比较普遍 地用于平网和圆网印花机上 比较先进的如德国吉 玛公司 韩国大铉株式会社 台 25 - 纺织机械机电一体化- 湾奇正印机公司和郑纺机的平网印花机均采用了双 伺服驱动的导带传动系统 从而有效地提高了对花 精 度达 0. 1mmG其中吉玛和大铉的印花系统 网框升降和刮浆系统也采用了伺服传动G 大多数 圆网印花机的圆网传动 都采用了交流伺服系统G 在本届展览会上还看到了交流伺服系统在其他 染整设备上应用的例子G如南通经纬印机公司的 MH981-200型长环蒸化机伺服成环控制;邵二机 的轧卷机也采用了伺服控制G上海莘鸿电器有限公 司推荐的光电整纬器 采用了伺服驱动的直辊和弯 辊控制等等G这表示伺服系统正在日益引起重视和 推广G 3步进电机驱动 目前主要用于圆网印花机传动G以STORK公 司的SOM-3080型圆网印花机为代表 其每个镍 网均用具有专利的步进电机驱动 从而避免了因齿 轮箱传动所引起的跑花 使工作更可靠 对花更精 密G同类的还有维特尔机械上海有限公司推荐的 圆网印花系统和上海太平洋集团的 PML301型圆 网印花机 也都采用了步进电机独立驱动圆网G 2.控制系统 目前 印染机械控制系统大体上分为两种类型 第一种类型也是应用最普遍的类型 是以通用PL 为核心 实现其逻辑控制 或采用数字通讯方式与上 下级控制单元相联接 以及采用现场总线的控制系 统;第二种类型是根据特定的控制对象和要求 设计 成专用的控制系统G以下就这两种类型分别阐述G 1第一类控制系统 以通用PL 为核心的工控系统G 这种系统在国外的染整设备控制中应用已经很 普遍 而国内应用水平略低 大多还处在以PL 为 核心通过 RS485通讯和各控制单元联接的水平 上G尽管如此 PL 系统在印染机械上的应用比例 和水平 较上届展机还是有了较大的提高G其中如上 海太平洋集团和黄石纺机厂郑州纺机厂等已经应 用了基于现场总线的控制系统F SG 2第二类控制系统 专用的控制系统 这类系统最典型的如香港至德有限公司推荐 的 SEDOMAT5000系统 该系统在研究整个批染 和连续染色过程的基础上 集中了所有在染整机械 上的智能控制模式 研制成了一个可通用于各类染 色机械的控制系统G 立信卷染机的 Wiew TEX 控制系统自成一 体 为用户提供了一个可视化的染色程序及生产管 理平台G 类似的系统还有德国赛特斯SETEX公司的 SE OM737XL系统 专用于染色机械G 3.工艺参数在线监控及传感技术 1光电自动整纬 光电整纬器有德国玛诺MAHLO意大利编 可 BIAN D 均有样机展出日本赛练 SEI- REN等多家 其中日本赛练和意大利编可的光电 整纬在技术上都较以前有新的突破G D日本赛练的光电整纬 a. 智能传感 每个检测头有独立的 PU处理; b. 采用了世界首创的N双重检测s模式 即N狭 缝检测s和N波纹检测s共存于一个检测头中 用户可 针对不同的织物纱支和密度 选择所需的检测模式G 尚有N缩放式狭缝检测s功能 可根据纬纱密度选择 最佳狭缝宽度; c. 高精度分辨角度为0. 1O 检测角最大达 33O; . 多 PU 智能控制系统 可容纳检测头最多 达30个 具有视频显示及高亮度EL显示功能等G 意大利编可公司的光电整纬 其特色是采用了进布和出布同时监控 并形成 一个完整的闭环光电整纬控制系统G系统在进布处 采用三直辊三弯辊作为主校正 而在出布处采用两 直辊一弯辊作为辅助校正G加上完整的计算机控制 系统 使得纬斜和纬弯的校正更加精密和有效G 2在线色差监控 D以色列EVS公司的SVALITE在线色差分 析仪 采用视频信息处理技术 多角度在线检测织物 左中右色度及分析色差 适应车速150 m/min 最 大门幅195 cmG 玛 诺 MAHLO公 司 的 OlOrscan ms匹 轧染色差控制系统 通过直接测试轧车后湿状态 的织物所带染液 监控染色过程的染液吸收 横向往 复移动在整个布面上的分光光度计 无接触连续地 测量染液量G 3在线称重 玛诺公司的Gravimat-FM1型单位面积重量 及涂层量测控仪 测量织物吸收放射性同步位 B 射 35 - 纺织机械机电一体化- 线的情况 非接触式在线测量织物平方米克重O 4染化料自动计量系统 D德国流亚科技有限公司L0 GIC ART推出 了一个完整的染整厂自动化整合系统 其中车间秤 料系统就有LA200型染料半自动秤料系统 LA201 立体式染料仓储秤料系统 LA301染色助剂自动计 量系统 LA550定形机树脂自动调液系统等一整套 自动秤料计量的组合O此外还有染/助剂中央调液 系统O 类似的还有台湾宇晟公司推出的粉体自动半 自动称料系统;染料助剂自动计量系统;定形机树 脂加工自动计算量系统等O 贝宁格公司推出的染化料自动计量系统 计 量系统会根据实际产量所需用量不断计算和制定各 种化学料的流量 通过控制阀根据设定和实际值比 较 按比例自动供料O 5非接触布面温度测量 布面非接触测温仪有德国MAL0 公司的 0 MT型及美国雷泰公司Refex的系列产品 我国 西安光学仪器厂也已有系列产品推出 但涉及染整 设备上的应用在我国还未有效地铺开O这主要是由 于 背景干扰 等问题 使得测温的准确度受到影响 所以在应用研究上尚需加大力度O这次立信门富 士在其展示的热定型机上 将红外测温仪装置在出 布处 从而有效地避免了 背景干扰 其控制对象不 是温度而是车速O由于其采用蒸汽加热 定型区温度 比较恒定 加上采用了新的工艺 使得定型区明显缩 短O因此 这种控制方式也是比较有效的O 6碱浓度测量 贝宁格公司推出了一个完整的用于丝光机的碱 浓度自动监控系统O 该系统温度和浓度均在控制盘上预先设定 并 在生产过程中通过控制系统自动配制和保持恒定不 变 能够供应不同浓度的浓碱和稀释液O由于浓度改 变而增加的碱液将汇聚到浸渍槽下面的碱液配制槽 内 改变浓度可在几分钟内完成O 7织物含水率测控 D国外玛诺公司的组合式湿度监控系统 a. Textometer RMS型湿度测控仪;以被测物 导电性为基础 直接显示相对湿度百 分比O PID控 制 伺服电机传动 可适应各种烘燥机 具有速度储 存及停机阻塞脉冲功能O可用于各类烘燥机的回潮 率控制; b. Agualot MF型高湿度测控仪;利用渗透工 艺测定含水织物吸收微波能量;显 示与设定值的偏 差;可校正绝对湿度g/m2; PID控制;具有速度储 存反向脉冲延长及停机阻塞脉冲等功能; c. Ecomat AML型废气湿度测控仪;测量排气 管道或烘房内的废气含湿度 根据 设定值调节排气 阀或风机速度 以控制废气排放量 这对于烘干工序 的节能有决定性的作用O 国内信息产业部第27研究所推出的M4系 列剩余含水率监控系统 可用于预缩工艺的进布含 水率落布回潮率在线监控和拉幅定型工艺的含湿 度落布回潮率在线监控O测量范围1. 5 38 线 性误差 0. 5 O 8织物在线门幅检测 D莱默尔EL公司推出一种利用CCD摄像 技术的0 L/0 PT0 LINE CCD系统 可同时测量织 物幅宽位置和布面质量如有无破洞沾污等O该 公司同时推出了0 PT0 TEX在线经纬密检测装置 可对织物经纬密度进行无损伤的在线监测和 0 PT0 GRID 光学传感器可无接触测量织物长度 和速度都很有特色 值得关注O 常州市宏大电气有限公司新推出的D-M 型织物门幅在线检测装置 可用于丝光预缩定型 机上的在线门幅测控 适用于各类厚薄机织物各种 门幅各种车速O检测精度5 mm 已达到国外同类 装置水平O 4.评述 1我国染整设备的自动化控制水平已全面进 入一个以交流变频调速伺服传动 PLC触摸屏人 机界面为代表的数字化控制时代 其技术趋同化也 是一个明显的特征O据对国内15家主要主机厂调查 统计的数据 其中有13家已采用了上述技术O该水 平与国外相比已基本接近 所不足的是国外已普遍 采用现场总线控制系统 而我国还刚开始采用O此 外 国外已有不少成熟的专用的控制系统 而我国 在这方面还较欠缺O 2提高我国染整设备机电一体化水平 应重视 装备和工艺的创新和改进O在展示的染整装备中 许 多都是在环保节能的前提下 对工艺设备进行了 最优化的研究和大量改进 结合专用的控制系统 形 成了有特色的新型环保节能机型O这类例子在国外 不少染整机械中都可看到O例如前面提到过的一些 45 纺织机械机电一体化 专用控制系统及整机 都是在装备比较精良和完善 的前提下 对工艺最优化进行深入的研究才研发成 功的 这就是说 精良的装备 最优化的加工工艺 先 进的工控系统 这三者都不可短缺 要加大研发投 入 以最优化工艺为切入点 以装备最终满足实现染 整工艺为目的 加强对机理的研究 形成自己的知识 产权 3D传感技术和在线检测技术与国外相比仍然 差距很大 除了一些常规的控制项目 如速度温度 液位位置长度张力等参数的测控外 我们在一些 关键性的专用的在线监控项目的研究和应用方面 还处于空白或起步状态 这也极大地限制了我国纺 织机械机电一体化水平的提高 因此需要有关方面 给予一定的扶持 期刊征稿启事 一征稿内容 6政策述评9栏目 报导纺织工业和纺机行业的方针政策及战略发展论谈 6新产品介绍9栏目 重点介绍国产纺织机械新产品 内容包括机器的用途 及满足纺织工艺要求的情况;主要技术规格与参数;新机的 特点及新机构介绍;该机生产试验情况及实际生产应用后的 效果;鉴定时间及技术鉴定单位等 6纺织设备9及6纺织设备技术改造9栏目 国内外纺织印染针织化纤机械的学术研究理论计 算新颖设计以及机械性能分析;引进设备消化吸收国产化 的体会和经验;确实有效的设备改造;国外考察报告等 6设计 制造9栏目 机械设计的新方法新内容;电子计算机技术在设计制 造过程中的应用;机械制造上新材料新工艺新技术新设 备的应用以及生产实践经验 6纺织电气9栏目 纺织机械产品机电仪一体化的实践与讨论;计算机应 用;以及纺织电气的新装置技术改造与实践经验等 6企业管理9栏目 纺织行业与企业经营者管理的经验 二稿件要求 1.稿件务必论点明确论据充分文字精炼结果正确 每篇文章字数一般不超过 字为宜;要求摘要2 字左 右 关键词3*8个 2.稿件插图请用电脑打印并交软盘;插图或表格请在 文中留出位置 并写明图名和表头 3. 稿件请注明作者姓名单位职务职称地址邮编 和电话 4.作者请自留底稿 未经特殊要求 本刊一律不退稿 若三个月后未接到录用通知 作者可自行处理 文责自负 请 勿一稿多投 5.稿件请寄北京东长安街12号4 7室 编辑部 1 742D电话852294 7 8522949 55 纺织机械机电一体化