隨著紡織機械的技術升級,自動化的重要性越來越不言而喻。近期,工業和信息化部發布了關于紡織機械工業結構調整的指導意見,意見指出:紡織機械工業“兩化”融合水平較低,紡織機械設計制造集成化、模塊化、自動化、信息化的應用還不普遍,產品自動控制水平較低,信息化和工業化有機融合水平亟待提。
而具體到當前的紡織機械行業,由于紡織行業工藝復雜、流程較多,所以對于不同種類的紡織機械,其自動化需求也呈現出多樣化。為此,記者采訪了我國紡織機械自動化專家、級工程師呂渭賢,請他對紡織機械行業的自動化需求進行了探討。
紡織機械自動化普遍提升效率
呂工談到,在紡織行業一個很重要的指標是“萬錠用工”,萬錠用工人數越少,表明紡織生產線的自動化程度越。由于目前我國紡織機械自動化程度仍然需要提升,所以在這一指標上與國際先進國家,甚至是與其他一些發展中國家的生產線相比,仍然存在著不小的差距。
據呂工介紹,在目前各種紡織機械當中,自動化程度與水平也不盡相同。在一部分紡織機械中,自動化的要求比較實際,主要是通過自動化設備代替人工動作。而以自動化代替人工,則有以下幾方面的改善:首先是加快了生產的速度,改善了生產的流程;其次,以自動化代替人工,可以使很多生產流程實現標準化;后在產品檢測方面,自動化檢測的效率比人工更,對織品的質量保障意義也更加重大。
以國內應用較多的細紗機為例,在細紗機的落紗環節方面,以前用人工換管,而斷頭也需要人工去接。每臺細紗機的錠數從原來的400個發展到目前的1000個,如果仍用人工換管,不但斷頭多,而且效率低,生產人員的勞動強度更大。另一方面,造成斷頭的主要原因是由紗管形狀和紡紗張力決定的,要求能夠做到及時調速。這一環節傳統上采用雙速電機,但效果并不好,而如果使用變頻器,配合PLC設定為佳的運行狀態,就可以有效地減少斷頭。
而對于另一種紡織機械——并條機,其自動化內容也很豐富,其中自調勻整是一個很重要的課題。自調勻整是指實現棉條條干均勻,紗的粗細一致,否則織布時細的地方容易出現斷頭。基于以上情況,如果條干過粗或過細,需要利用設備檢測出來并對執行機構及時調整,以達到符合要求的標準和指標。自動調節的過程首先通過檢測,再經計算機運算,然后運用交流伺服來執行,從終端的傳感器檢測,到負責執行的伺服電機,這之中需要一系列自動化機制來運行,其難度是很大的。由于國產的同類產品在水平上仍存在相當的差距,所以這套設備目前仍以進口為主。從成本上看,自調勻整裝置的價格幾乎占到整機價格的一半,可謂整機中成本相當集中的一部分,如果國內研發的自調勻整裝置其品質能夠得到提升,更好地滿足要求,那么整機成本就有望在很大程度上得以降低。
由此可見,利用自動化設備,在提生產效率方面體現出綜合的效果,并且在各個環節的應用都各具特點。那么而如果自動化技術和設備應用得好,將得到很大的改善。
管控一體化及在線檢測要求日趨顯著
呂工談到,除了變頻器、PLC、HMI等普通的自動化應用之外,有一些紡織生產設備的自動化要求會更,如管控一體化和在線檢測等。而這些比較的自動化要求,由于直接進口成本比較,國內研發的需求往往更加迫切。
如在化纖成套設備方面,其工藝流程基本來源于化工,而且由于這類設備發展時期比較晚,在發展之初就已經應用到比較新的技術,因此自動化水平比較,PLC、人機界面、變頻器等設備已經得到普及。在這方面,發展的方向主要是管控一體化,即實現生產管理和生產控制的一體化,在生產過程中一些實時、具體的信息如溫度流量等數據,也應該經由雙向通信集成到系統,并由系統進行管理。在這方面,現有大規模的生產線都實現了管控一體化,但水平有有低,呂工建議可以充分利用小型MES等系統,提管控一體化的效果。
而在紡織機械自動化中,自動化檢測也是一個重要的方面,尤其是在國內制造的紡織機械產品中,自動化檢測設備的水平與國際先進產品還存在很大差距,迫切需要得到重視和提。比如前文提到的細紗機,作為紡紗廠的關鍵設備,其在線檢測關系到紗的質量。對這一需求,國外采用了細紗專家系統,以檢測每根紗的捻度和斷頭,而國內現在還沒有比較成功的同類系統。
檢測的需求,在自動絡筒機上也有體現。自動絡筒機上配備的電子清紗機,除檢測粗紗細紗之外,還有一個很重要的功能是異纖檢測,防止包裝材料中的丙綸絲等雜質混入,這類設備由電容式傳感器或光電式傳感器來實現,由于國內產品不過關,所以往往需要加大成本進口國外產品。呂工認為,自動化檢測涉及到紡織品的質量,是不可或缺的一環,而在這方面,國內研發的產品要實現良好應用,還需要很大提。
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