第二讲染整设备自动化分解.ppt

1、现代纺织设备及其自动化：染整机械及其自动化，第二讲：染整生产过程自动化，染整生产过程自动化的目录、介绍和发展趋势。国内外常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染色机控制器和印染厂自动化，讲授基本要求，掌握染整生产过程自动化的基本要求；掌握染整工艺自动化的主要内容；1。染整生产过程自动化的基本要求。染整生产过程自动化是指利用各种自动化设备对染整生产过程进行自动检测、传输和控制，替代部分操作人员的劳动，使生产能够不同程度地自动化进行。它不仅可以快速、准确地监测生产过程中的工艺变量(如温度、湿度、速度、张力、浓度、液位、颜色、时间、克重、宽度、导布、含氧量、酸碱度、预缩率和化学剂用量

2、等)。)，还可以快速分析和判断工作条件，并为流程优化做出操作决策。染整生产过程自动化的目的是保证产品质量的稳定性和再现性，实现节能降耗、低成本、安全可靠、少污染的清洁生产，提高染整企业的综合技术实力和市场竞争力。1.1染整生产过程的自动化水平包括三个层次：单一设备自动化、染整生产过程自动化和染整生产系统管理自动化。它涉及自动化技术、计算机技术、通信技术、先进制造技术和管理科学等多个学科，体现了多专业知识和技术相结合的现代工业自动化的发展理念。染整生产过程属于过程工业，从整体上讲属于过程自动化领域，但也包括机械自动化(机电一体化)、电气自动化、企业信息化等自动化。染整生产过程自动化是染整企业信息

3、化建设的基础，是染整企业可持续发展的重要措施。在染整工业自动化领域，自动测量系统和自动控制系统是其核心部分。1.2、国外染整行业的自动化现状，德国、瑞士、意大利、日本等欧洲国家新型染整设备的自动化水平相当高。机械手和机器人已经进入染整操作自动化的实用阶段。交流变频多单元协调调速系统，可编程控制器可编程逻辑控制，人机界面操作或工业计算机控制，步进电机或交流伺服系统的应用，速度闭环比例控制的应用。机组间的速度差调节：在多机组协调传动中，机组间采用气动摆动弹性架，通过速度差角传动来调节后续机组的速度；多导辊一般采用分组和集中交流变频调速方式驱动，并参与组合机的协调工作。例如，国外染整工业的自动化现状

4、：(1)德国ostaff电脑烧毛程序操作装置与seng-matic过程自动控制单元和表面起毛检测器相结合。日本东海染厂碱液和过氧化氢浓度的在线测量和控制。氢氧化钠测量仪采用电磁浓度计，通过连续测量工艺溶液的电导率，得到碱液的浓度比例关系。CCCMETER系统用于漂白溶液浓度的自动测量和控制。采用自动连续氧化还原电位法(氧化还原电位差法)，用连续仪表和数据测试浓度显示，可同时测量酸、碱、氧化剂和还原剂混合溶液的浓度。外国d的例子德国富士公司的MAFX-COLOR轧机采用Macbctn公司的鹰眼光谱光电仪器比色系统、AF310微波高湿传感系统和液位控制，形成一套监控和校正均匀轧机出布口色差的系统。

5、门福图公司的均匀轧机配有轧槽翻转装置和喷水自动快速清洗装置。德国马努公司的CMS型皮革(轧)染差控制系统，通过直接检测轧后湿织物携带的染液来监控染色过程和染料吸收。横向移动并在整个布料上往复运动的分光光度计可以无接触地连续测量染液的均匀性。国外染整工业自动化实例：间歇染色工艺间歇染色的技术进步集中在清洁生产和小批量质量再现上。意大利INTES公司的多功能高速卷绕、轧染机采用矢量变频电机(交流伺服电机)驱动，微电脑全自动控制工艺程序和各种工艺参数，卷绕过程处于恒线速度和恒张力条件下。德国提斯高温高压染色机的浓泵和提布辊采用交流变频调速驱动。本机配有多产品模拟全自动送料系统(M)和线头测量系统，可

6、自动控制加水、进汽和液体温度，并可控制整个生产过程的工艺参数和操作程序。间歇染色机的集散控制系统群控。印刷技术的进步之一是应用高精度位置控制驱动和花位自动定位。斯托克公司的飞马轮转丝网印刷机；布赛公司Rotamac 5圆网印花机；Zimmer公司的R92和RSDM圆网印花机均配有ACR电脑自动图案匹配系统。在该系统中，花位的预设由选择开关选择，花位的微调由电机执行；该系统具有控制、监控和存储所有模式数据的功能。印刷技术的第二个改进是采用数字喷射印刷技术。它是一项系统工程，涉及计算机辅助设计技术、网络通信技术、精密加工技术、精细化工技术等前沿技术，是信息技术与机械、纺织、化工等传统技术融合的产物

7、。计算机系统广泛应用于纺织品整理设备中，用于控制含水量、拉幅宽度、超喂量、非接触式布体温度测量、纬纱密度和成品单位面积重量。意大利松弛公司松散干燥机的速度和超喂率不受控制，各干燥室的温度自动控制“收缩和设定”装置，空气脉动频率的设定控制，废气湿度的测量和控制。德国马努公司提供Optrpac VMC-10定型机的测控系统。它配有Mano全宽度螺旋扩张定心装置、EVAC新型真空吸水系统、HMF高湿度测控系统、Altemar自动理纬器RFMC(光电理纬器)、废气湿度测控系统AML、设定时间控制器VNT、纬纱密度检测装置PMC、落布回潮率测控系统RMS、Vico喷淋板式均匀湿式给料机RFT、织物米克重

8、量测量系统FMI。国外染整工业自动化实例：实验室自动化在工业发达的国家，计算机配色系统已成为纺织印染行业的基本生产工具。为适应小批量、多品种、多色号、高色质指数、交货时间短等市场竞争的生产模式，印染厂实验室配备的自动进样系统包括计算机配色系统、自动称重配料系统、自动滴加(染液配制)系统和自动进样染色机。国外染整行业自动化的一个范例：印染企业资源计划系统企业资源计划是一个面向供应链管理的管理信息集成，它有效地集成了各种可用的除了传统的制造、供应和营销以及财务功能之外，企业资源规划还增加了运输管理和仓库管理，以支持物流系统；支持在线分析处理、售后服务和质量反馈，及时准确把握市场需求脉搏，支持生产保

9、障系统的质量管理、实验室管理、设备维护和备件管理；支持多种生产类型或混合制造企业，结合离散生产、流程生产和过程生产的特点；支持电信、电子商务和电子数据交换；支持工作流(业务流程)动态模型变更和信息处理器命令的集成。速度和张力的控制在织物染整加工过程中，机器运行中速度和张力的控制是保证工艺可靠、顺利进行的前提。大多数染整设备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湿度控制温度控制大多是针对过程介质的检测，目前对真实布身的温度检测很少；间接法烘干室温检测红外辐射测量布料温度智能温度传感器现场总线传输信号湿度控制在过程反应中极为重要，但目前在线湿度控制很少用于染整过程。浓度和液位的控制染

10、液的浓度和浴中的液位将直接影响工艺溶液浸渍织物的稳定性和均匀性、织物上携带的液体量以及化学品和染料的总量。用电导法测量小于8的烧碱溶液浓度；用比重法测定丝光过程中浓烧碱的浓度；氧化还原电位法测量过氧化氢溶液浓度激光检测染液中染料浓度是通过检测激光通过染液后的衰减程度来了解浓度。由于激光具有波长恒定、密度高的特点，即使在高浓度的场中，也能获得与浓度成线性关系的数据。对于染整过程中的液位控制，可以根据不同的工艺方案和不同的工况选择电导、电容、超声波等智能液位控制装置。智能控制设备具有现场总线兼容模块。染整工业自动化的主要内容是酸碱度自动控制，不同纤维织物所用的不同染料在染色过程中有各自的酸碱度要求

11、。在染整加工过程中，由于各种原因，从织机上下来的机织物的平纬会产生斜纬、弓纬或波浪形纬斜等斜纬变形现象；在筒形针织物被切割和展开后，它将出现与纬纱歪斜相同的情况，并且还需要校正针脚的走向。纬纱整经装置通常与丝光机、拉幅机和热定形装置一起使用。纬密和针织物线圈数的测量与控制连续准确地测量纬密和针织物线圈数，检测纬密线圈数可以及时控制织物质量(以前称为“重量”)、伸长率和收缩率，是生产优质纺织品的重要环节。这种监测装置常用于拉幅、丝光、预缩(包括阻尼预缩机)等设备。单位面积织物质量的测量与控制单位面积质量是纺织品的重要特性之一，直接影响成本和产品质量。根据机织物涂层整理、上浆和浸轧液的均匀性，涂层

12、应控制在给定值附近，以满足不同的要求，从而提高产品质量，降低成本。针织物具有很大的弹性，因此为了达到成品要求的质量，连续无损地测量单位面积质量更为重要。在当今的市场经济中，由于产品销售中面料交付长度的不确定性，纠纷时有发生，甚至影响交易。许多生产企业不得不采用“少而不多”的供应方式，这严重影响了自身的经济效益。当选择织物长度测量值时在染整加工过程中，检验的任务是正确及时地掌握各种工艺变量(温度、湿度、速度、张力、浓度、液位、颜色、浊度、纬纱密度、宽度、含氧量、化学品的施用量)的信息。一般情况是获取被测物体的大小信息。检测系统应具有检测、传输、处理和显示被测对象特征量的功能，是传感器、变送器(转

13、换器)和其他转换装置的有机结合。染整生产过程测量系统需要有与染整过程相适应的被测对象和环境，并在结构和性能上有可靠的传感器。常用的传感器，包括速度传感器，用于染整生产设备，尤其是多单元组合机器，没有速度测量和控制就无法运行。例如，码盘速度传感器、磁电速度传感器、旋转变压器速度传感器和张力传感器都需要组合机中的每台机组在染整过程中以一定的布速运行；线圈染色、卷绕、堆叠和落布都需要随着线圈直径的变化而变化，并以恒定的线速度进行协调操作。从自动调节的原理来看，无论两个单元之间的速度差有多大，或者卷绕直径变化有多大，都会引起织物张力的波动，对张力造成干扰。因此，在生产过程中，有必要监控机器中张力变量的

14、差异，以便于正常加工，防止起皱和收缩。例如，当测量织物张力时，可以使用电阻应变传感器。3.1染整生产过程中常用的传感器，温度传感器接触式温度测量和非接触式温度测量热电阻温度传感器pt热敏电阻温度传感器红外辐射布温度传感器湿度传感器检测和控制蒸笼和烘房的湿度或排气湿度；氧化锆湿度传感器；静电电容湿度传感器声波湿度传感器高温湿度传感器高含水量传感器：微波传感器布回潮率测量传感器电阻回潮率测量传感器，染整生产过程中的普通传感器，染整前处理过程中的压力传感器蒸箱，染色还原蒸箱，印花蒸笼，各种热机的导热油加热系统，蒸汽锅炉的空气压力测量。液位传感器在染整过程中工艺溶液的浸泡时间与溶液的量和溶液中织物的进

15、料方式有关，精确控制溶液容器中的液位尤为重要。恒浮力式液位传感器变浮力式液位传感器静压力式液位传感器电容式液位传感器碱浓度传感器纯碱广泛应用于染整加工过程中。烧碱的浓度将直接影响过程变量的控制差异，对其进行有效的测量和控制将有助于提高印染纺织品的质量。酸碱度和氧化还原电位传感器不同的染料在不同的染色和整理过程中有自己的酸碱度要求。用自动连续氧化还原电位法检测预处理漂白液中的H2O2。浊度检测传感器检测洗涤水的浊度，并控制水量、温度和车速，以达到水质稳定和节能的目的；检测烘干机排气的浊度对调节排气量有一定的作用。用光度计测量浊度；用排气浊度测量红外线吸收；颜色测量传感器织物纬纱密度、纬纱倾角传感

16、器光栅传感器、织物单位面积重量传感器膨胀、宽度测量传感器在染整加工过程中，当对纤维进行改性时，织物的牵伸、收缩、低张力松弛处理和超喂都会影响织物的膨胀和宽度变化。织物膨胀和门幅的连续在线测量和控制可以保证纺织服装面料的加工精度。边、线头、金属异物检测传感器织物在染整生产过程中需要进行边缘检测，如中间导布、印花贴片、拉幅定针定布、修边卷绕等；消磁用织物长度传感器来检测机织物或针织物的长度是非常困难的，因为这种织物会根据其位置而拉伸。流量传感器，4个染整生产过程自动控制系统，大部分染整生产过程由多台单机组成的组合机完成。当生产过程中某一工艺条件发生变化时，可能会涉及其他变量的波动，偏离正常的工艺条件。需要使用一些自动控制装置来自动控制生产中的一些关键变量，施加影响，使偏离过程设定值的变量返回到规定的数值范围或按照一定的规律变化，以保证生产过程的正常运行。常用控制器工业过程计算机，简称工业计算机，是指满足工业环境要求，与工业过程相连，可自由编程的数字计算机。在工业生产中，它用于测量过程参数和过程数据，以及