工藝參數(shù)檢測 推動染整進步

　　在工業(yè)飛速進展的今天，布料印染業(yè)在我國的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中仍舊有著舉足輕重的地位。面料印染業(yè)是深整理、精整理以及提高面料品附加值的關(guān)鍵行業(yè)，更是我國出口創(chuàng)匯的重要組成部分。

　　我國每年都需要進口大量的高檔工作裝織物，這主要是由于我國印染工藝和設(shè)備落后，特別是自動化程度低、工藝參數(shù)在線檢測水平差造成的。因此，利用先進的在線檢測技術(shù)改造布料印染業(yè)、提升印染后后整理技術(shù)勢在必行。

　　在染整前處理、上色、定形等過程中，一些工藝參數(shù)（如溫度、液位、上色機的顏色差異、定形機的織物表面溫度等）的在線檢測轉(zhuǎn)換和及時操縱處理，一直是印染后后整理的關(guān)鍵技術(shù)問題。其主要要求是染整整理時，在參數(shù)快速變化過程中對參數(shù)信號的檢測、轉(zhuǎn)化能及時操縱處理，并且能穩(wěn)定可靠的工作。

　　溫度的在線測控

　　根據(jù)不同工藝要求，染整機械中需要測控的參數(shù)很多，如溫度、緯斜（緯?。?、顏色差異、起皺、縮水等。其中，對于溫度的操縱為重要。這是因為溫度是操縱染整工藝過程的關(guān)鍵指標。溫度操縱不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，代替人力資源，還有利于能源的節(jié)約。染整工藝過程中的溫度在線測控有烘房內(nèi)氣氛溫度和布身溫度的測控、烘筒熱輥的溫度測控、紅外輻射測量布面及預(yù)縮承壓輥表面溫度、導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的溫控等幾種形式。

　　為了滿足織物高效、節(jié)能的烘燥、定形，布身的溫度操縱比烘房內(nèi)氣氛溫度更重要。傳統(tǒng)的鉑熱電阻或熱電偶在烘房內(nèi)采集到的是烘房內(nèi)的氣氛溫度，其數(shù)值有別于布身溫度。通過對一臺熱定形機進行布面溫度和烘房指示溫度的同時監(jiān)測，所測試結(jié)果顯示，布面高溫度和烘房指示溫度相差23～26攝氏度，且烘房內(nèi)溫度升溫速度相對較快，而出烘房時烘房溫度則較低。

　　軋完機一般采納中空電加熱方案，溫度采樣傳感器安置在電熱輥內(nèi)；使用開環(huán)系統(tǒng)，慣性滯后?。荒茌^快的測出電熱元件功率變化所引起的溫度變化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)易于整定；能有效地抑制電網(wǎng)波動所引起的溫度波動。但是，由于內(nèi)腔和輥面存在溫差，當(dāng)升溫達到設(shè)定溫度值后，電加熱轉(zhuǎn)換成保溫階段，這樣使輥表面溫度的提升需花費很長的非工藝等待時間。當(dāng)工藝車速發(fā)生改變后，電熱輥內(nèi)腔溫度雖然保持不變，但是熱輥表面熱平衡的變化會導(dǎo)致處理織物的熱輥表面工藝段的溫度變化。

　　紅外輻射測量布面溫度也是一種先進的方法。不論烘房的熱源是熱風(fēng)還是輻射能源，它所采集的溫度都是布身溫度。在測量的路徑上，由于氣氛的汲取、煙霧、灰塵散射等原因所引起的衰減，以及環(huán)境溫度的影響等等，測量將會出現(xiàn)肯定的溫差。為了去除此誤差，常采納比色法，也就是采納具有雙通道的測量裝置，每條完路都帶有適當(dāng)?shù)臑V塵片，分別測量目標輻射和標準黑體輻射的一個單色輻射功率，用兩者之比值代替上述方法中的輻射功率，進行溫度定標，并進而確定溫度。

　　熱定形機加熱和溫控的對象是循環(huán)風(fēng)，而導(dǎo)熱油加熱爐的導(dǎo)熱油溫度和流量是恒定的。從加熱爐來的導(dǎo)熱油從進油管經(jīng)三通分流調(diào)節(jié)閥進入熱交換器，通過熱交換器和循環(huán)風(fēng)進行熱交換，將熱傳遞給循環(huán)空氣。當(dāng)循環(huán)風(fēng)溫度過高時，鉑熱電阻傳感器將溫度信號輸送至溫度操縱儀表，通過設(shè)定值和設(shè)定值PID自整定演算，一方面通過顯示器顯示出測定值，一方面操縱三通分流調(diào)節(jié)閥的電動機運轉(zhuǎn)。通過調(diào)節(jié)三通分流調(diào)節(jié)閥的開啟度，使進入熱交換器的一路關(guān)小，而直接回油的一路開大，從而使循環(huán)熱風(fēng)溫度下降。當(dāng)循環(huán)熱風(fēng)溫度下降到某一范圍時，溫控儀表PID自整定演算使三通分流調(diào)節(jié)閥做出相反動作。在加熱溫度操縱系統(tǒng)中，三通分流調(diào)節(jié)閥通過對熱交換器的熱油流量及閥的直接回油量的操縱，實現(xiàn)烘房溫度的自控。

　　我國的在線檢測技術(shù)

　　目前，我國染整設(shè)備的自動化操縱水平已全方位進入一個以交流變頻調(diào)速、伺服傳動、PLC、觸摸屏人機界面為代表的數(shù)字化操縱時代。該水平已經(jīng)基本接近國外水平，所不足的是國外已普遍采納現(xiàn)場總操縱系統(tǒng)，而我國這方面才剛剛起步?，F(xiàn)在國內(nèi)除了一些常規(guī)的項目如速度、溫度、液位等參數(shù)的測控外，專用的在線監(jiān)控項目處于初步階段，如：自動化操縱和程序操縱較差，在線監(jiān)控沒有真正實現(xiàn)；遠程監(jiān)控和故障診斷技術(shù)不成熟；定量滴定、自動加料沒有配套。這些在很大程度上限制了染整機械機電一體化水平的提高，也影響了織物的終整理質(zhì)量。

　　目前亟須解決的關(guān)鍵問題是研制出能夠快速檢測溫度、顏色差異、堿濃度、雙氧水濃度等參數(shù)的傳感器件。這就需要物理、化工、電子等跨行業(yè)的技術(shù)合作。雖然國外有成熟產(chǎn)品問世，但是其昂貴的價格使很多小型布料印染企業(yè)望而卻步。同時，國外的測量系統(tǒng)也存在和國內(nèi)企業(yè)的兼容問題。因此，研發(fā)具有自主學(xué)問產(chǎn)權(quán)且適合我國國情的染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測系統(tǒng)已是迫在眉睫。為此，國內(nèi)的很多科研人員以及大中型企業(yè)開始對在線檢測技術(shù)進行不斷地改進和研發(fā)。

　　近年來，我國在染整工藝技術(shù)和設(shè)備方面也取得了明顯的進展，電子技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴大。國產(chǎn)印染設(shè)備速度的閉環(huán)操縱實現(xiàn)了高精度同步傳動，溫度、濕度、濃度、液位、張力等參數(shù)也實現(xiàn)了在線檢測和操縱。這些技術(shù)既可用于新設(shè)備配套也可用于老設(shè)備改造。設(shè)備的在線檢測和操縱可以提高織物平衡含水率，符合佳給色量，符合優(yōu)質(zhì)、低成本的標準。同時，機電一體化程度有了肯定的提高，在產(chǎn)品設(shè)計中強調(diào)模塊化、積木化，突出環(huán)境愛護，電氣拖動穩(wěn)定可靠，張力可調(diào)，使人、機、環(huán)境得以充分協(xié)調(diào)，開發(fā)了一批新技術(shù)和新設(shè)備。

　　常州宏大電氣有限公司研制出一種基于張力監(jiān)控的同步傳動操縱系統(tǒng)，通過以“恒張力”為基礎(chǔ)的同步傳動系統(tǒng)來取代現(xiàn)有的“恒線速”同步系統(tǒng)。杭州開源電腦技術(shù)有限公司自主開發(fā)的自動調(diào)漿技術(shù)和系統(tǒng)，可精確操縱調(diào)漿工藝參數(shù)。調(diào)色系統(tǒng)可用母色達28種以上，使用全電腦操縱，小樣調(diào)漿量為5～3000克，生產(chǎn)調(diào)漿每分鐘可調(diào)漿料25公斤，顯著提高了調(diào)漿速度和印染產(chǎn)品質(zhì)量。西安德高佳美印染有限公司開發(fā)的堿濃度計算機在線監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機界面，整機操縱采納大尺寸彩色液晶觸摸屏，顯示直觀、操作方便、狀態(tài)一目了然，實現(xiàn)了不過量的佳操縱，具有高精度、高穩(wěn)定性。

　　高新技術(shù)的迅速進展帶動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的融合和染整設(shè)備的迅速進展。從目前國際染整工業(yè)整理設(shè)備和工藝技術(shù)創(chuàng)新進展看，染整工業(yè)已整體上進入一個用高新技術(shù)裝備改造傳統(tǒng)染整整理設(shè)備和工藝的新時期。先進的在線測控技術(shù)，可以及時得到工藝參數(shù)，并對生產(chǎn)過程進行調(diào)節(jié)和操縱，大大改善染整質(zhì)量、降低消耗、提高制成率，達到較高的重現(xiàn)性和工藝穩(wěn)定性。印染機械和工藝技術(shù)的有機結(jié)合可以廣泛應(yīng)用自動操縱和在線檢測技術(shù)，滿足快速反應(yīng)和印染企業(yè)信息化要求，達到提升印染產(chǎn)品附加值的目的。

　?。闻d出入境檢驗檢疫局 徐明 東華大學(xué) 陳若陽）

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