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数控技术在连续式印染设备上的应用(中国纺织机械器材工业协会,北京1000

时间:2017-5-27 8:45:00   来源:中国印染网   添加人:admin

  数控技术在连续式印染设备上的应用(中国纺织机械器材工业协会,北京100028)印染数字化控制技术(数控技术)是全球印染工业最具发展潜力的技术之一,它是解决印染生产诸多难题的有效方法,它将引领我国印染业进入数字化与智能化时代。

  我国印染工业拥有巨大的产能,机织印染布的年产量接近600亿m,约占全球产量的1/2,但许多待解难题正拖累着我国印染工业前进的脚步。我国印染工业所创造的价值正逐渐被其造成的污染和消耗的资源所抵消。在可以预见的将来,我国仍将是世界最大的纺织品生产国,我国纺织印染产品以量大面广的中低档产品为主的局面还将维持,印染业的产量仍将居高不下。

  使用连续式印染机械进行大批量纺织品加工是最为高效的生产方式。有人说由连续方式加工的棉、涤棉印染布的产量约占印染布总产量的80%c,连续式印染设备还将是未来印染业的主角,我们应该更关注连续式印染设备的发展。

  众所周知,印染业是高能耗、高水耗、高排放的行业,据国家环保总局统计,我国印染企业的资源消耗量以单位产品计算高出发达国家数倍,如先进国家吨纤维印染用水量约100t,而我国一般为300400t,大量有毒有害物质排入河流、湖泊,给水体造成污染。

  高能耗、高水耗和高排放是印染生产急需解决的问题。国务院纺织工业调整和振兴规划中要求印染行业重点解决能耗和水耗高、环境污染严重的问题,企业单位增加值能耗要降低10%以上,中水回用率要达到35%以上。印染设备工业要加强高效、连续、短流程等节能减排染整设备和能源、资源回收利用技术的研发和应用,提高生产自动化控制水平。

  我国印染工业污染、能耗和浪费居高不下,生产环境恶劣,工人劳动强度大。在用的印染装备总体落后,新技术应用的速度缓慢。受成本、价格、市场竞争以及操作习惯等因素的影响,我国很多中小型印染企业仍在使用传统的工艺,产生大量高COD污水排入江河与湖泊。本人2012年4月到福建石参加调查活动,该地区密集了56家印染企业,中小印染企业居多,其中很多企业所用的印染长车的机龄在8年以上,且维护保养不良,机况较差。除少数企业为丝光机配备了碱浓度检测与配碱系统外,鲜有配备先进的数字化在线监控设备。由于石地区环保要求严格,多数企业为染缸敷设了保温材料,为热定形机配备了余热回收和烟气处理装置。但由于机况不佳,设备陈旧,车间里仍有不少污水泄漏,烟气从定形机烘房的缝隙外溢,弥漫在厂房中,环保问题并未有效解决。另外,本人也走访了绍兴县的几家中小印染厂,设备情况与石地区相似。而一些有较强实力的大型印染企业的设备状况则较好,这些企业的管理水平较高,配备了大量进口设备和国产高档设备,机况佳,环境好。总体来说,实力较强的大型印染企业大规模地配备了印染数控系统,而一些中小型印染企业在数控技术还没有起步或处于仅有参数显示的初级应用阶段。

  新中国成立以来,国产印染机械的发展使我国完成了从无到有、从手工到自动化的转变。经过多年发展,国产连续式印染设备的流程已经基本定型,可以满足国内大多数印染工艺的要求,属“万用”型的设备流程。轧、洗、烘、蒸单元机以及大多专用机构发展成熟,一段时间内变化的可能性不大。印染工艺决定了设备流程,在工艺变化不大的情况下设备流程不会有实质性的改变。未来国产连续式印染机械将向高品质和智能化方面转变,印染数控技术的应用将在其中扮演重要角色。装备是印染大生产的基础,应用数控技术、配备数控系统的印染设备承载了印染工业发展的希望。

  当前数控技术已经广泛应用于制造业,在印染流程中的应用一印染工艺参数在线检测与控制系统正在逐步推广开。与连续式印染设备配套的数字化工艺参数的在线检测与控制系统已经研发成功。

  所谓在线,就是将计算机控制的测量装置联接在生产流程中,在不影响设备运行的情况下,对设备和被加工物的状况自动地、连续或实时地进行检测。“在线检测”方式与“离线”方式相对。在印染生产中,可以使用在线检测装置检测多种参数,如对温度、液位、浓度、织物张力、含潮量、车速等参数进行连续的检测。而过去印染生产中的一些参数是通过离线方式测量的,如对碱液浓度的检测是将碱液从碱槽中取出送入试验室,用滴定的方法检测,这种方法沿用至今。

  离线检测有很长的检测周期,测量出的工艺数值反映了“以前”的情况,而在线检测能够及时反映“当前”

  的生产情况。离线检测与在线检测相比,检测精度因易受人为因素的影响而不稳定。检测的主要目的是为了控制,在线检测如果离开了自动闭环控制就没有多大的意义了。

  在印染流程中使用在线检测与控制技术能解决什么问题呢可以提高并稳定纺织品质量。保证被加工织物的质量是印染工艺参数在线检测与控制系统的基本能力,连续检测和自动控制可使织物时时处于高精度的监控之中。例如,在圆网印花机高速运行时,自动对花装置可以对图案进行连续不断的检测与控制,使印花过程始终保持行业标准规定的一“相邻圆网对花误差不大于0.1mm的精度。再如,对织物张力进行实时检测并通过闭环控制系统调节局部布速,可以将织物张力控制在2%的波动范围内。

  可以有效减少资源消耗和污染水排放问题。通过在印染生产线上配备印染工艺参数在线检测与控制系统可以将资源消耗控制在较低的合理水平上,使印染工业实现精确的清洁生产。例如,碱液浓度检测与配送系统可以将丝光浓碱液浓度控制在3.0g/L以内,并使浓度始终保持稳定,使织物全布长均匀带碱,既保证了前处理和染色的质量,也杜绝了因化学品浪费与流失造成的污染。又如,安装于定形机、热风烘燥机等烘干设备出布端的织物含潮率检测与控制系统,可连续检测烘燥后织物的残余含水量,最低可测量的含潮率为1.5%,并可以通过调整织物运行速度等参数来使残余含水率保持合理水平,防止了织物因为过度烘燥而浪费大量能源,也保证了织物有较佳的质量和手感。

  可以提高生产效率。印染工艺参数在线检测与控制系统的使用让印染生产告别了简单而粗放的生产方式,进入了精确而高效的时代。在印染工业中自动化并非新事物,但大多是基础自动化,是无反馈的简单动作,而在线检测与控制系统是负反馈的过程自动化,它解放了人,也使机器摆脱了人的干扰。

  随着印染工艺参数在线检测与控制技术的发展,对工艺点、对机台的控制将会扩展到车间和全厂,进人管理自动化阶段,系统将为生产管理者提供最优的能耗、质量等指标,最及时的生产信息,解决企业信息沟通不畅和管理决策难的问题。

  我国不少印染企业在自动化技术的应用方面还还停留在基础自动化阶段,在生产中虽然对一些工艺参数进行了监测,但还无法形成闭环控制,一些印染流程仍由人工控制,挡车工依据仪表的读数或,与对照品相比,吸湿发热品的上升温度高,发热大。

  表9吸湿发热性试验结果试验项目试验吸湿发热品结果对照品吸湿发热性试验开始温度/C最高到达温度/C上升温度/C