染整设备自动化课件

1、01 八月 20221第二讲染整设备自动化目录染整消费进程自动化概论和开展趋向国际外罕见的染整设备控制器及其特点实例：基于嵌入式技术的间歇式染色机控制器及染厂自动化 教学基本要求 掌握染整消费进程自动化的基本要求； 掌握染整消费进程自动化的主要内容；1 染整消费进程自动化的基本要求染整消费进程自动化是指采用各种自动化装置，对染整消费进程停止自动地检测、变送、控制，替代操作者的局部休息，使消费在不同水平上自动地停止。不只能迅速、准确地监视消费进程的工艺变量(如温度、湿度、速度、张力、浓度、液位、色泽、时间、克重、门幅、导布、含氧量、pH值、预缩率及化学药剂的施加量等) ，而且能迅速地停止工况剖析

2、、判别，做收工艺优化的操作决策。染整消费进程自动化的目的是确保产质量量的动摇性、再现性，到达节能、降耗、低本钱，平安、牢靠、少污染的清洁消费，提高染整企业综合技术实力和市场竞争才干。1.1 染整消费进程自动化的层次包括单台设备自动化、染整消费进程自动化和染整消费系统管理自动化三个层次。触及到自动化技术、计算机技术、通讯技术、先进制造技术和管理学等诸多学科，表达了多专业知识与技术集成的现代工业自动化开展思绪。染整消费进程属于流程工业，全体看属于进程自动化范围，但局部又包括机械自动化机电一体化、电气自动化、企业信息化等多方面的自动化。染整消费进程自动化是染整企业信息化树立的基础，是染整企业可继续开

3、展的严重举措。在染整工业自动化范围中，自动测量系统和自动控制系统作为其中心局部。1.2 国外染整工业自动化状况德国、瑞士、意大利等欧洲国度及日本的新型染整装备自动化水平相当高。机械手、机器人进人了染整消费操作自动化的适用阶段。交流变频多单元协调调速系统，PLC可编顺序逻辑控制，人机界面操作或工业计算机控制，步进电动机或交流伺服系统的运用，速度闭环比例控制的运用。单元间速(布)差调理：在多单元协调传动中，单元间采用气动摆式松紧架，经速差角度变送，调理跟随单元的速度；多导辊普通采用分组团体交流变频调速传动，参与结合机协调 国外染整工业自动化状况举例：烧毛工艺德国ostaff计算机顺序化操作装置，采

4、用seng-matic工艺自控单元与外表绒毛检测器组合运用。退煮漂工艺日本东海染工在线测量与控制碱液及双氧水溶液浓度。NaOH METER型采用电磁浓度计，经过延续测定工艺溶液的电导率，得出碱液的浓度比例关系。CCCMETER系统用于漂白溶液的浓度自动测量、控制，运用自动延续ORP方式(氧化恢来电位差法)，运用延续的计量表与数据测试浓度显示器，并可同时测定酸、碱、氧化剂、恢复剂混合液的浓度。 国外染整工业自动化状况举例：丝光工艺浓烧碱的在线测控，直辊丝光织物纵向张力自动控制等。瑞士LKRSTL型碱浓控制属比重法，可由称重气压传感器测量浓碱浓度。美国普林顿公司PRINCO DE NSlTROLT

5、M远传信号密度计，是一台采用质量平衡技术对工艺液体密度测量、控制的在线液体密度计。瑞士贝宁格公司直辊丝光机运用湿布热碱丝光系统制。该机中采用浮筒密度变送传感器。 国外染整工业自动化状况举例：延续轧染工艺消费进程的工艺变量控制点单一。德国门富士公司MATFX-COLOR轧车采用Macbctn公司的鹰目光谱光电仪比色系统、AF310型微波高湿度传感系统及液位控制组成平均轧车出布处监控矫正色差系统。 门富土公司的平均轧车设有轧液槽翻转装置和喷水自动快速清洗装置。德国玛诺公司CMS型匹(轧)染色差控制系统，经过直接测试轧车后湿状的织物所带染液，从而监控染色进程和染液吸收。横向往复移动在整个布面广的分光

6、光度计无接触、延续地测量染液的平均度。 国外染整工业自动化状况举例：间歇式染色工艺间歇式染色的技术提高着重在清洁消费、小批量的质量再现性。意大利伊特斯INTES公司的多功用高速卷轧染结合机，采用矢质变频电动机(交流伺服电动机)传动，微机全自动控制工艺顺序及各项工艺参数，卷绕进程织物恒线速度、恒张力工况。德国第斯(Thies)高温高压染色机的浓泵、提布辊均为交流变频调速传动。该机设有多产品模拟量全自动加料系统(M)、缝头测量系统，自控加水、进汽、液温，全消费进程的工艺参数和操作顺序均可控制。间歇式染色机运用DCS系统实施群控。 国外染整工业自动化状况举例：印花印花技术提高之一是运用高精度位置控制

7、传动及花位自动定位。斯托克公司的Pegasus型圆网印花机；布赛公司的Rotamac 5型圆网印花机；Zimmer公司的R92及RSDM圆网印花机等，皆配套了ACR计算机自动对花系统。该系统由选择开关停止花位预调定的选择，花位的精调由电动机执行；该系统具有控制、监测和贮存一切花型数据的功用。印花技术提高之二是采用数码放射印花技术。它是系统工程，触及CAD技术、网络通讯技术、精细机械加工技术及精细化工技术等前沿科技，是信息技术与机械、纺织和化工等传统技术融合的产物。 国外染整工业自动化状况举例：织物后整理后整理装备普遍运用计算机系统，对烘房含湿量、拉幅宽度、超喂量、非接触布身温度测量、成品纬密、

8、单位面积重量等停止控制。意大利RELAXA公司的松式供燥机速度、超喂百分比没定控制，每节烘房温度自控收缩和定形装置，空气脉动频率设定控制，废气湿度测控。德国玛诺公司提供Optrpac VMC-10定型机测控系统。设有玛诺全幅螺旋扩幅居中装置、EVAC新型真空吸水系统、高湿度测控HMF、欧特玛自动纬纱调整器RFMC(光电整纬器)、废气湿度测控AML、定形时间控制器VNT、纬密检测装置PMC、落布回潮率测控RMS、威可喷盘式平均给湿机RFT、织物米克重测量FMI。 国外染整工业自动化状况举例：化验室的自动化在工业先进的国度，计算机测配色系统已是纺织印染行业的基本消费工具。为了顺应小批量、多种类、多

9、色号、颜色质量高目的、交货期短等市场竞争消费方式，印染厂化验室装备的自动试样系统，包括计算机测配色系统、自动称料配液系统、自动滴料(染液配制)系统和自动小样染色机。DATACOLORX-RITE 国外染整工业自动化状况举例：印染ERP系统ERP是一个面向供需链管理的管理信息集成，有效地整合了企业内外部的各种可应用资源，能满足印染企业完成多元化、跨地域、多供应和销售渠道的全球化运营管理形式的要求，并对电子商务的展开提供基础平台。ERP除了传统的制造、供销、财务功用外，在功用上还添加了支持物料流通体系的运输管理、仓库管理；支持在线剖析处置、售后效劳及质量反应，及时准确地掌握市场需求脉搏i支持消费保

10、证体系的质量管理、实验室管理、设备维修和备品备件管理；支持多种消费类型或混合型制造企业，集合了团圆型消费、流水作业消费和流程型消费的特点；支持远程通讯、电子商务、电子数据交流；支持任务流(业务流程)静态模型变化与信息处置顺序命令的集成。速度、张力的控制在织物停止染整加工的进程中，在机运转的速度、张力控制是保证工艺进程牢靠、颠簸停止的先决条件。染整装备少数采用多单元线速度协调控制系统。模糊智能张力控制技术温度、湿度的控制温度控制大少数还是针对工艺介质的检测，目前真正布身的温度检测很少；烘房温度检测直接法红外辐射测量布温智能温度传感器+现场总线传输信号湿度控制在工艺反响中极为重要，但目前染整加工进

11、程中，湿度在线控制的运用极少。浓度、液位的控制染化料的配液浓度、浴槽的液位上下，都会直接影响到工艺液对织物浸渍的动摇性、平均性，织物上的带液量、化学品及染料总量。电导率法测量小于8的烧碱溶液浓度；退煮漂丝光工艺浓烧碱浓度测量采用比重法；氧化恢来电位差法(ORP)测量双氧水溶液浓度激光检测染液中染料的浓度，是经过检测激光透过染液后的衰减水平来获知浓度大小。由于激光具有波长一定、密度极高的特性，即使是在浓度较高的范围，也能取得与浓度成线性关系的数据。染整工艺进程中的液位控制，可按不同工艺溶液及不同工况下，选用电导式、电容式、超声波式等智能型液位控制装置。智能型控制装置具有现场总线兼容模块。2 染整

12、工业自动化的主要内容pH值自动控制不同的纤维织物所采用的不同染料，在染色进程中有自己的pH值要求。光电整纬装置在染整消费进程中，由于多种缘由，会使织机上上去的机织物平直的纬纱发生斜纬、弓纬或波形纬斜等斜纬歪曲现象；圆筒针织物剖幅展开后，亦会出现相似纬斜一样的状况，异样需对线圈横列停止矫正。整纬装置常和丝光机、拉幅机和热定形设置配套运用。纬密及针织物线圈横列数的测控延续、准确地测量纬密和针织物的线圈横列数，检测织物的纬密线圈横列数可以及时控制织物的质量(旧称重量)、伸长量和收缩率，关于消费优等纺织品来说是一个重要的环节。这种监视和测定装置常用于拉幅、丝光、预缩(包括阻尼式预缩机)等设备上。织物单

13、位面积的质量测控单位面积的质量是纺织品的重要特性之一，它直接影响着本钱和产品的质量。依据机织物的涂层整理、上浆、浸轧液的平均度，使施加的涂料等控制在给定值左近，契合差值要求，以便改善产品的质量，降低本钱。针织物弹性大，加工进程为了真正到达所要求的成质量量，延续、无损地停止单位面积的质量测定就显得更为重要。织物测长装置在市场经济的明天，产品销售中由于织物交货长度的不确定性，经常由此发作纠纷，甚者影响买卖，不少消费企业只好采用宁多勿少的供货方法，从而严重影响了自身的经济效益。选用织物测长装置时，应严厉区分测长精度和计长精度，企业需求的是动摇、牢靠、恒张力的高精度测长装置。3 染整消费进程的检测系统

14、在染整工业自动化范围中自动测量系统和自动控制系统作为其中心局部。在染整消费进程中，检测义务是正确及时地掌握各种工艺变量的信息温度、湿度、速度、张力、浓度、液位、色泽、浊度、纬密、门幅、含氧量、化学品剂的施加量。普通状况是获取被测对象信息的大小。检测系统应具有对被测对象的特征量停止检测、传输、处置及显示等功用，是传感器、变送器(变换器)和其它变换装置等的无机组合。染整消费进程测量系统需求具有契合染整工艺的被测对象和环境，而且要具有在结构上、功用上牢靠的传感器。常用传感器包括速度传感器染整消费的设备，尤其是多单元的结合机，假定无对速度的测量、控制，将无法运转。如：码盘式转速传感器、磁电式测速传感器

15、、旋转变压器速度传感器张力传感器染整工艺进程织物超喂与牵伸，皆需求结合机中的各单元机按一定的比率布速运转；卷染及收卷堆置落布，皆需求随卷径变化，实施恒线速度协调运转。从自动调理原理的角度，不论两单元间坚持多大的速差，或许卷径变化多大，都将惹起织物张力的动摇，它们都是对张力的扰动量。因此，消费进程还须监测织物在机的张力变量差值，并加以控制，以利工艺正常，防止皱条及缩水率偏大。如：在测定织物张力时，可采用电阻应变式传感器。3.1 染整消费进程的常用传感器染整消费进程的常用传感器温度传感器接触式测平和非接触式测温热电阻温度传感器 pt热敏电阻温度传感器红外辐射布面温度传感器湿度传感器检测控制蒸箱、烘

16、房内的湿度或排气湿度；氧化锆湿度传感器；静电电容式湿度传感器音速测湿传感器高温测湿的传感器高含湿量测定传感器：微波传感器落布回潮率测量传感器电阻式回潮率测定传感器染整消费进程的常用传感器压力传感器染整工艺进程前处置中的汽蒸箱、染色的恢复蒸箱、印花的蒸化机、各种热机的导热油加热系统以及蒸汽锅炉的气压测定。液位传感器染整消费进程中工艺溶液的浸渍时间与溶液量及织物在溶液中的进给途径有关，而溶液容器的液位准确控制就特别重要。恒浮力式液位传感器变浮力式液位传感器静压式液位传感器电容液位传感器碱浓度传感器烧碱在染整进程中运用颇广，烧碱的浓度将直接影响到工艺变量的控制差值，对其有效的测量、控制，将有利于提高

17、印染纺织质量量。 pH值和ORP 传感器染整进程不同的纤维织物所采用的不同染料，在染色时有自己的pH值的要求。前处置漂白溶液中的H2O2采用自动延续ORP方式氧化恢来电差法检测。浊度检测传感器检测洗濯水的浊度，控制水量、温度、车速，以期到达质量动摇、节能的目的；检测烘燥机排气的浊度，关于调整排气量起一定作用。用光度计检测浊度；用测定红外线吸收量的排气浊度测定； 颜色测定传感器 织物纬密、纬斜传感器光栅传感器织物单位面积重量传感器伸缩、门幅测量传感器在染整工艺进程，对纤维停止改性时，织物的牵伸、收缩、低张力松弛加工以及超喂进布，皆会影响织物的伸缩及门幅的变化。延续在线测量织物的伸缩及门幅值，且加

18、以控制，才干保证纺织品服装面料的加工精度要求。边缘、缝头、金属 异物检测传感器染整消费进程居中导布，印花贴布，拉幅定形上针铗、布铗，齐边收卷皆需对织物布边探测；圆网印花缝头消磁防止缝头痕，轧光、拷花工艺的缝头抬辊亦需求在线检测缝头；织物剪毛，轧光、拷花等进程，需求检测金属异物。织物长度传感器检测机织物或针织物长度是十分困难的，由于这类织物按其所放置的状况会有所伸缩。流量传感器4 染整消费进程的自动控制系统染整消费进程大少数由多台单元机组成的结合机完成一工艺加工进程。在消费进程中某一工艺条件发作变化时，皆能够触及到其它变量的动摇，偏离正常的工艺条件。需求用一些自动控制装置，抵消费中某些关键性变量

19、停止自动控制，施加影响，使偏离工艺设定值的变量，回复到规则的数值范围内，或许按某种规律变化，保证消费进程正常地停止。常用控制器工业进程计算机简称工控机，是指在满足工业环境运用要求，与工业进程相连并可自在编程的数字计算机，工业消费中既用它测量进程参数并停止数据处置，又用它计算并影响进程的输入。可编程控制器(PLC)是一种数字逻辑运算操作系统，专为在工业环境下运用而设计。它采用了可编顺序的存储器，用来在其外部存储、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令并经过数字式或模拟式输入和输入，控制各种类型的工业消费进程。单片机是在一块芯片上集成了一台计算机所需的基本部件。具有体积小、价钱低

20、、小而全、面向控制等共同优点。基于嵌入式技术的间歇式染色机控制系统间歇式染色机是印染行业的主要染色设备，大、中型印染厂都拥有多台间歇式染色机。通常多台设备染制一个种类的布匹时，消弭机台之间的色差是普遍关心的效果，而各台设备运转消费工艺的差异是形成色差的要素之一。染缸控制技术是完成染色消费进程自动化的基础。常用控制技术有：PLC和低位单片机 控制功用单一 控制算法复杂联网缺乏，难以集成人机界面不友好32位嵌入式技术对比传统：功用强对比IPC：价钱低，牢靠性好开展趋向PC化；网络化；功用多样化；大屏幕，触摸屏；Linux 溢流染色机O型缸图 约16路开关量输入，27路开关量输入，2路模拟量输入。间歇式染色工艺简介整个染机的控制功用可以分为以下13个局部：入水；入布；备料；加料及备料桶水洗；压力控制；升温；保温；降温；反省酸碱度；取样；水洗；出布；排水。间歇式染色进程基本上是一个顺序控制进程 ，可以看作是由很多工艺步组成。 1染槽 2带布辊 3溢流槽 4循环泵 5导布管 6热交换器间歇式染色机控制系统