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纺机自动化寻求“低碳”新思路

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摘要:纺机自动化寻求“低碳”新思路

生意社7月7日讯 2009年,哥本哈根会议的召开使“低碳”一词在国内家喻户晓。而随着能源、环保方面的压力不断加大,中国的纺织工业再次站在了风口浪尖,成为重点的治理对象。在这样迫切的形势下,纺织工艺以及纺织机械的改造与升级成为了中国纺机企业关注的焦点。同时,这也是中国纺机走向世界纺机强国之路的巨大机遇所在。

目前,各行业企业在推广产品的同时都不遗余力地主打“低碳”牌,在纺织行业,“低碳”俨然已经成为各大企业竞争的关键突破口。但纺织行业专家纷纷呼吁,“低碳”不应成为企业宣传的噱头,而应该在提升纺机性能上多下功夫。

模块化设计提升纺织机械性能

说到纺织机械的技术发展,不得不提到纺机机电一体化的发展历程:初步机电一体化、基本机电一体化、高度机电一体化再到智能工厂。上海二纺机股份有限公司技术中心首席工程师周锦碚就指出,纺织机械是一个复杂的机电结合系统,而传动部分正是机电结合的关键部分,是机电一体化的突破口。所以在运动控制技术与纺机融合以后,纺机机电一体化的进化速度大大加快了。

整体化结构向模块化结构转变,也正是纺机机电一体化技术突破的标准之一。据周工介绍,模块化使机械设计得到简化、可靠性提高、成本降低、生产速度也得到大大提高。而且从概念上改变了传统纺机的开发理念、模式和方法,加快了纺机产品的更新周期。同时,模块化也为柔性化与智能化打下了基础,在融合机器视觉技术、直接驱动技术和智能控制技术形成的智能化工艺模块之后,现代纺机迈入“高度的机电一体化”阶段,并为下一步智能化工厂的建立奠定了基础。这也为国内纺织机械企业描绘了一幅发展趋势的蓝图:机械设计简化意味着制造材料的节省以及人力的减少,柔性化与智能化的实现使得工厂节能减排的工作更易展开。所以说,模块化设计不光提升了纺织机械的性能,也使纺织机械企业在技术层面进一步实现了“低碳”的目标。

管控一体化将向信息控制一体化发展

随着自动化技术从单机控制向工厂自动化、系统自动化方面发展,纺织生产企业对生产过程中产量、质量、设备运行状态等信息实行在线采集和处理,并在车间或企业管理层进行全面精益化管理。据周工介绍,发达国家由于人工成本高、品种更新快、质量要求高,发达国家纺织生产企业已有80%以上采用管控一体化系统,目前正在向控制信息一体化的方向发展。但是,我国始终停留在示范阶段没有一套实用的系统,更谈不上普及推广。

纺织机械自动化专家、高级工程师吕渭贤对此也深有感触,他举例说:“在化纤成套设备方面,其工艺流程基本来源于化工,自动化水平比较高,PLC、人机界面、变频器等设备已经得到普及。在这方面,发展的方向主要是管控一体化,即实现生产管理和生产控制的一体化,在生产过程中一些实时、具体的信息如温度流量等数据,也应该经由双向通信集成到系统,并由系统进行管理。”但他同时还指出,现有大规模的生产线都实现了管控一体化,但水平还有高有低,他建议利用小型MES等系统来提高管控一体化的效果。周工也强调,纺织企业的竞争力已越来越取决于系统的整合能力和响应速度而不是单机的水准。要实现集成,关键在于如何进行信息的交流和通信,核心点不在物理层网络硬件和基层网络协议方面,而在数据内容方面,或者是应用层行规方面。实质就是要解决MES与设备层之间的通信,实现数据的互操作才是真正的目的,也应是行业标准中的主要内容。只有数据共享才能管控一体化,也只有数据共享才能为用户提供实际的效益。

据了解,目前国际上先进的纺织机械企业正在从管控一体化向信息控制一体化发展,而我国纺机也逐步由机电一体化向管控一体化发展。周工认为,如果能抓住电子信息技术从PC/网络计算向普适计算模式发展的重要历史机遇,尽量采用先进技术和标准既可少走弯路还有可能产生后发优势,实现中国纺织自动化技术的跨越,加快我国纺织机械和纺织企业的更新换代的步伐。同时,也在另一方面适应了国际“低碳”生产标准的要求。

纺机自动化提升空间巨大

由于纺织行业工艺复杂、流程较多,所以对于不同种类的纺织机械,其自动化需求也呈现出多样化、具体化。吕高工在采访中谈到,在目前的很多种类纺织机械当中,自动化程度与水平也不尽相同。但总体来说,纺机自动化会带来以下几方面的改善:首先是加快了生产的速度,改善了生产的流程;其次,以自动化代替人工,可以使很多生产流程实现标准化;最后在产品检测方面,自动化检测的效率比人工更高,对织品的质量保障意义重大。

具体到技术层面,周工介绍说,运动控制技术已经成为了纺机应用中的新课题,包括电锭化(即独立驱动)、多电机联合驱动多执行器和细长轴,以及为解决纺机特殊要求发展新型电机等技术成为其中的重点。同时,现代永磁同步技术已取代了异步技术,从而避免了速度滑差、效率等问题,成本也可以控制在合理的范围内,目前我国不少纺机上也在应用,如上海二纺机生产的EJK213粗纱机(48锭样机)采用96个永磁同步电机分别对每一个锭翼、筒管进行直接驱动,是世界上首例电锭化粗纱机。

吕高工则从自调匀整技术在并条机上的应用方面介绍了自动化技术举足轻重的作用。如果条干过粗或过细,需要利用设备检测出来并对执行机构及时调整,以达到符合要求的标准和指标。具体来讲,就是首先通过检测,再经计算机运算,然后运用交流伺服来执行,从终端的传感器检测,到负责执行的伺服电机,这之中需要一系列自动化机制来运行。国产同类产品与进口产品仍存在相当大的差距,目前仍以进口为主。从成本上看,自调匀整装置的价格几乎占到整机价格的一半,可谓整机中成本相当集中的一部分,如果国内研发的自调匀整装置的品质能够得到提升,更好地满足要求,那么整机成本就有望在很大程度上得以降低。从并条机上自动化技术的应用方面,就可以看出国内纺机自动化技术的提升空间巨大。

两位专家在采访中都提到,“低碳”在纺织行业的推广不能流于表面,提高产品技术水平才是第一要务。机械制造企业的管理与技术人员要在研究国家政策的同时,追踪关注纺织机械应用的新产品、新技术与新动向,这才是纺织企业的立足之本,同时也是中国纺机走向世界纺机强国的必由之路。

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