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1、2017年5月 现代工业自动化控制专题May,2017现代工业自动化控制专题 课程名称 现代工业自动化控制专题题目名称 论工业自动化在纺织中应用学生学院 自动化学院 2016年 5月 19 日 论工业自动化在纺织中应用摘 要 现代纺织设备运用自动化等高新技术，实现了纺织生产过程中各种参数的在线检测、显示、自动控制和自动调节，实现了设备运行的自动监测、显示、超限报警等功能，保证和提高了产品质量和生产效率，降低了产品成本增强了产品的竞争力。 关键词 自动化， 纺织工业， 检测， 自动控制， 自动调节引用格式 论工业自动化在纺织中应用, 2017Application of industrial a
2、utomation in textile industryAbstract The use of high-tech modern textile equipment automation, realizes on-line detection, various parameters of textile production process display, automatic control and automatic control, automatic monitoring, display, overrun alarm functions of equipment operation
3、, to ensure and improve the product quality and production efficiency, reduce product cost and enhance the competitiveness of products.Key words Automation, textile industry, inspection, automatic control, automatic regulationCitation ZHANG Dong- Yang , Application of industrial automation in textil
4、e industry, 201711自动化是指在没有人的直接参与下，机器设备或者生产管理过程通过自动检测，信息处理，分析判断自动的实现预期的操作或某种过程。工业控制自动化技术是一种运用控制理论，仪器仪表，计算机和其他信息技术，对工业生产过程实现检测，控制，优化，调度，管理和决策，达到增加产量提高质量，降低消耗和确保安全等目的的综合性技术。正是由于自动化技术在纺织工业上的广泛应用，推动着纺织新工艺新技术的不断成熟和推广，日益改变着世界纺织工业的上产技术面貌。据报道，由于纺织新技术的迅速发展，一些发达国家被称为“夕阳工业”的纺织工业，又开始出现新的生机。纺织自动化简介：自动化技术在纺织工业中的应用
5、。纺织工业工序多、机台多、劳动强度大，实现手工操作和产品检验自动化，对各种工艺参数实行自动检测、调节和最佳控制以及建立生产管理自动化系统，是现代化纺织生产的标志。纺织自动化在保证产品质量、提高劳动生产率、减轻劳动强度、避免环境污染、增加产品花色等方面具有重要作用。单机自动化：与机械化相结合，将电子技术和计算机技术应用于纺织设备，使之成为具有高速、高效的机、电一体化的自动化单机或联合机。如配有计算机控制装置的化纤弹力丝机；配有检测仪器。通过微机控制的烧毛机。还有自动轧纹版机、自动抓棉机、自动络筒机、自动穿经机、自动卷染机、自动缫丝机、自动横机等。国外先进的纺织设备已普遍采用电子技术。如配有电子清
6、纱器，自动拈接器，自动计长、自动换管、自动落筒和自动监控的络纱机，具有按钮开停车、电子控制传动、定位制动、电子探纬、选纬、送经、自动采集数据的喷气、剑杆片梭等新型织机。 生产过程自动化：在印染和化纤生产过程中建立计算机闭环自动控制系统，采用各种传感技术，对各种工艺参数进行自动检测和自动调节。如染整工艺过程中采用的计算机智能开剪，烘房排气温度、湿度的计算机控制，在线控制防缩机，丝光机减浓度自动控制，浆纱机的浆纱张力、回潮等的自动控制等。有些国家在生产过程自动化方面发展很快，几乎所有可接触和不可接触介质的有关参数都实现了自动检测和自动控制。中国纺织加工设备在机、电一体化方面起步较晚，有些参数不能实
7、现自动检测，从而影响了纺织生产过程自动化的发展。 辅助设计自动化：亦称计算机辅助设计（CAD），它将设计人员的经验、设计规律等建立数学模型，并编成程序输入计算机，帮助操作人员实现设计自动化。如彩色图案创作设计系统能向设计者提供各种彩色图案，并可根据设计者要求进行选择修改；花型准备和服装设计系统采用扫描装置、鼠标器、摄像机等作为图像输入手段，可进行分色、着色、图形缩放、移动、旋转、生成、拼接、修改、优化排列等处理，从而进行立体造型和服装设计。实现辅助设计自动化，提高了设计质量，缩短了设计周期，同时开发出大量新的纺织花色品种。美国、日本等国的辅助设计自动化程度很高，花型准备已同针织机、电子雕刻机等
8、联机配套；服装设计已同裁剪机联机配套。 管理自动化：以计算机远程网络和局部网络为支撑，集计算机数据库、模型库、方法库于一体，上挂国家信息系统，下联各地市纺织局管理信息和情报检索系统的部、局、企业三级综合管理系统自动化。主要包括：计划、财务、物资、人事、销售等管理子系统；各工序的监测、监控子系统；市场预测、经营和生产决策子系统；产品检验测试仪器集中监测、质量分析的子系统。中国的纺织管理自动化已在企业单项管理方面展开，并向部、局级管理系统发展。世界一些国家在管理自动化方面发展较早，多级的管理系统已臻完善，计算机局部网络和远程网络已联成一片。1自动化技术应用于清梳联设备，保证了成纱质量和稳定性 国产
9、清梳联设备配用的高产梳棉机采用混合环控制，对喂入棉层的厚度进行检测，控制短片段不匀；采用喇叭口压力检测或采用凹凸罗拉、阶梯罗拉检测输出棉条的粗细，控制长片段不匀。两处检测到的信号，送入控制器经计算机运算，控制给棉罗拉的速度，达到自调匀整的目的。清梳联单机和全流程采用的光电检测、压力传感、位移传感、信号转换、伺服系统控制、计算机处理、变频凋速、自调匀整、计算机综合监控等技术提高了全流程运行的稳定性、可靠性，保证了全流程连续、同步、平稳运行，使输出棉条长片段、超长片段、甚至短片段的均匀度都能稳定在一定范围内，从而保证了成纱质量和稳定性。 近年来发展起来的异性纤维在线自动检测清除装置，采用彩色数码摄
10、像技术，通过面扫描，修正照度差异，光谱分析能精确判定异性纤维大小及位置，由高速气流将异性纤维排出。2. 自动化技术应用于并条工序，稳定了棉条支数 国外产的RSB-D30型并条机及HSR-1000机，除配有开环或闭环自调匀整装置以外，还配有质量监控系统，发生质量超限故障立即停车报警，自调匀整装置很灵敏，传感器对棉条发生的探测信号可保持每1.54mm匀整一次，这相对于高速并条机，单位时间里控制频率很高，匀整频率达毫秒级，因此棉条均匀质量高，可将土25的棉条均整到土1以内。这种并条机生产的棉条不必再由试验室控制支数偏差，因此在组成新的转杯纺工艺过程中可不再考虑棉条重量偏差的离线检测试验。 国内并条机
11、主要生产厂沈阳、天门、宝成厂均生产带有自调匀整的并条机，目前成熟配套的装置主要为三种型号产品，由洛阳613研究所开发的BYD型、乌斯特公司的USC型和USG型。控制方式采用凹凸罗拉检测喂入棉条的粗细，经过计算机运算，控制交流伺服驱动器和电机，改变主牵伸的牵伸倍数，达到匀整的目的。3. 自动化技术应用于络筒机，保证了纱团松紧均匀 德国施拉夫霍斯特公司生产的338型、338型自动络筒机的技术优势在于带有自动真空控制系统的低压抽吸装置以及用传感器控制的物料流程系统。其最为突出的是运用公司多年的研究成果开发研制的纱线张力控制系统。它采用的纱线张力传感器能连续直接测得每个络纱锭子的纱线张力，并将张力值输
12、入纱线张力控制单元以调整张力，使之保持某一常数值。由于张力恒定，筒子卷绕密度均匀，减少了废料，降低了能耗。张力值可由信息处理器集中设定。机上带有触模式控制屏和集成式清纱器，能监控整个生产过程，告知实时生产数据。 国产新一代的自动络筒机在2002年国际纺机展上展出，其特点就是自动化水平的进一步提高，换管、大小吸嘴、自动捻接等各项动作均由单独电机传动，由电脑控制各种动作既方便又快捷，取消了齿轮、凸轮、连杆等机械传动，简化了机械结构，提高了机器的生产效率，降低了消耗。4. 自动化技术应用粗纱机，改善粗纱条干水平 新型的粗纱机均由计算机控制多台变频器，交流伺服驱动器，再分别控制多台电动机的同步传动系统
13、，从而简化了复杂的机械结构，取消了锥轮变速装置、三自动成形机构、计长装置等。利用计算机储存多品种的最佳工艺，更换品种十分方便；采用传感技术，检测纱线张力，通过计算机实现张力控制；采用计算机软件来完成粗纱的卷绕成形功能和实现经轴、织轴的理想卷绕，使机构简化，操作方便，性能改善，质 量提高，提升了设备的档次和水平。5. 自动化技术应用于环锭纺纱系统,使之向全流程连续化生产发展 1983年米兰国际纺机展览会以后曾有人预言，传统环锭纺纱技术将被新型纺纱所取代。但是，第10届国际纺机展览改变了这种看法，许多新技术的成功，自动化程度的不断发展，使环锭纺纱技术进入了新的发展阶段。有些机型将检测结果通过变频调
14、速直接改变工艺参数，简化了机械结构，有的机型通过检测、显示还能直接匀整输出纱条的质量。操作自动化发展到了更高的水平，自动清洁、自动调速、定位停车、自动落卷、自动落纱、自动换筒、自动接头、自动排除落棉等等，凡是需要人工操作的部位和动作，都尽可能地实现机器自动操作。不仅减少了操作管理人员，减轻了劳动强度，提高了劳动生产率，更为重要的是，由机器代替手工操作，消除了人为因素对生产的影响，提高了操作的可靠性和稳定性，因而保证了产品质量。在大幅度提高单机生产水平和操作自动化的基础上，环锭纺纱正向全流程连续化生产发展。6. 自动化技术应用于新型纺纱工艺，提升产品竞争力6.1 新型气流纺纱机已基本上实现了生产
15、自动化 微机控制的纺纱系统可以自动检测、显示各种生产参数并自动打印。瑞士Ru14型气流纺纱机的在线质量监测装置，可以自动检测和记录纱线条干，并能超限自停，能按设定要求自动控制纺纱长度。德国Autocoro型气流纺纱机的自动接头装置，还设有接头质量自动检测装置，号称无疵点接头。此外，如纺杯自动清洁、自动落筒、防叠装置、上腊装置、机台自动启动装置等都有利于提高产品质量，方便操作管理，提高劳动生产率。6.2涡流纺纱机的自动监控系统 涡流纺纱机配有触摸式控制系统，可控制并设定最佳工艺条件，包括全部牵伸及主牵伸倍数的设定；涡流纺纱机上还配有智能型分析系统，有效控制纱线质量如对竹节纱、粗细节纱等纱疵的分析
16、及清除，完成纱疵分级及周期性疵点的检测等；自动对停台时间进行检测分析及记录断头、疵点去除、落纱、动力停台等停台时间的分析、记录、贮存。对接头不良、落纱、维修及等待接头时间的监测，可自动记录运转不正常和可疑的锭子及喂入棉条的质量问题等。7. 自动化技术应用于无梭织机，实现织造生产自动化 自动化技术的推广应用，使无梭织机的技术水平和品种适应性不断创造新水平，使织机操作实现了自动化，如开关车的程序控制，定期自动加油，利用微机自动收集、显示织机的各种生产参数和运行情况，包括速度、产量、效率、停台及原因分析、织轴经纱存量、在机织物卷装等等，因而提高了管理水平，提高了生产效率；电子送经和电子卷取组成了经纱
17、张力的自动控制，基本上消除了纬向疵点；电子选色，微机自动变换织纹组织，集中改变织物图形，通过单机和中央控制台的双向通讯还能实现群控；瑞士吕蒂L5100型喷气织机根据不同织物的要求，由微机自动计算和优化主喷嘴和辅助喷嘴的气压和启闭时间，从而既保证了产品质量，又减少了气耗；有些机型还能自动排除纬向疵点。据介绍，有的制造厂开始研究梭口外纬向疵点的自动检测，以及在线断经的自动检测和排除方法。有人预言，不用很长时间，有可能实现织造生产的完全自动化。结束语 降低生产成本、提高产品质量是纺织企业普遍关心的问题，自动化技术、计算机技术及网络技术的迅猛发展为传统的纺织工业提供了良好的技术支持，也正好为解决这两个
18、问题起到了关键作用。自动化、连续化继续是纺织业界人士的追求，自动化和工序间的连续化将有效保证产品质量和减少用工数量，提高纺织企业的效率。参考文献1高孝纲.我国的纺织机械机电一体化J.纺织导报,2001(5):16-18.2吕渭贤.我国纺织机械行业自动化技术应用现状与发展趋势J.江苏纺织,2004(3):8-11.3曹可栽.国外纺织工业计算机应用的新动向J.上海纺织科技,2002(2):57-59.4梅自强. 国内外现代棉纺织技术5秦楚乔 自动化技术在纺织机械应用发展趋势 2016(11)00266-00266 6段风丽 自动化技术在纺织业应用发展趋势 2013(2):3-57何四新 浅谈纺织机械的自动控制技术 2013(1):117-1178 苗迪 自动控制系统在纺织学中的应用 2013(4):256-2579 蔡小平 动态可视化自动控制系统在纺织学中的应用 2013,54(1):37-3910 陈晔 纺织机械控制系统关键技术研究 200711 郭松梅 纺织机械电气自动化控制系统技术研究 2010(9):39-3912 刘公义 浅析自动控制系统在纺织机械中的应用 2012(25):65-65