紡機(jī)自動(dòng)化尋求“低碳”新思路

　　2009年，哥本哈根會(huì)議的召開使“低碳”一詞在國(guó)內(nèi)家喻戶曉。而隨著能源、環(huán)保方面的壓力不斷加大，中國(guó)的紡織工業(yè)再次站在了風(fēng)口浪尖，成為重點(diǎn)的治理對(duì)象。在這樣迫切的形勢(shì)下，紡織工藝以及紡織機(jī)械的改造與升級(jí)成為了中國(guó)紡機(jī)企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。同時(shí)，這也是中國(guó)紡機(jī)走向世界紡機(jī)強(qiáng)國(guó)之路的巨大機(jī)遇所在。

　　目前，各行業(yè)企業(yè)在推廣產(chǎn)品的同時(shí)都不遺余力地主打“低碳”牌，在紡織行業(yè)，“低碳”儼然已經(jīng)成為各大企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵突破口。但紡織行業(yè)專家紛紛呼吁，“低碳”不應(yīng)成為企業(yè)宣傳的噱頭，而應(yīng)該在提升紡機(jī)性能上多下功夫。

　　模塊化設(shè)計(jì)提升紡織機(jī)械性能

　　說(shuō)到紡織機(jī)械的技術(shù)發(fā)展，不得不提到紡機(jī)機(jī)電一體化的發(fā)展歷程：初步機(jī)電一體化、基本機(jī)電一體化、高度機(jī)電一體化再到智能工廠。上海二紡機(jī)股份有限公司技術(shù)中心首席工程師周錦碚就指出，紡織機(jī)械是一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電結(jié)合系統(tǒng)，而傳動(dòng)部分正是機(jī)電結(jié)合的關(guān)鍵部分，是機(jī)電一體化的突破口。所以在運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)與紡機(jī)融合以后，紡機(jī)機(jī)電一體化的進(jìn)化速度大大加快了。

　　整體化結(jié)構(gòu)向模塊化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，也正是紡機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)突破的標(biāo)準(zhǔn)之一。據(jù)周工介紹，模塊化使機(jī)械設(shè)計(jì)得到簡(jiǎn)化、可靠性提高、成本降低、生產(chǎn)速度也得到大大提高。而且從概念上改變了傳統(tǒng)紡機(jī)的開發(fā)理念、模式和方法，加快了紡機(jī)產(chǎn)品的更新周期。同時(shí)，模塊化也為柔性化與智能化打下了基礎(chǔ)，在融合機(jī)器視覺技術(shù)、直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)和智能控制技術(shù)形成的智能化工藝模塊之后，現(xiàn)代紡機(jī)邁入“高度的機(jī)電一體化”階段，并為下一步智能化工廠的建立奠定了基礎(chǔ)。這也為國(guó)內(nèi)紡織機(jī)械企業(yè)描繪了一幅發(fā)展趨勢(shì)的藍(lán)圖：機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化意味著制造材料的節(jié)省以及人力的減少，柔性化與智能化的實(shí)現(xiàn)使得工廠節(jié)能減排的工作更易展開。所以說(shuō)，模塊化設(shè)計(jì)不光提升了紡織機(jī)械的性能，也使紡織機(jī)械企業(yè)在技術(shù)層面進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了“低碳”的目標(biāo)。

　　管控一體化將向信息控制一體化發(fā)展

　　隨著自動(dòng)化技術(shù)從單機(jī)控制向工廠自動(dòng)化、系統(tǒng)自動(dòng)化方面發(fā)展，紡織生產(chǎn)企業(yè)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)量、質(zhì)量、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等信息實(shí)行在線采集和處理，并在車間或企業(yè)管理層進(jìn)行全面精益化管理。據(jù)周工介紹，發(fā)達(dá)國(guó)家由于人工成本高、品種更新快、質(zhì)量要求高，發(fā)達(dá)國(guó)家紡織生產(chǎn)企業(yè)已有80%以上采用管控一體化系統(tǒng)，目前正在向控制信息一體化的方向發(fā)展。但是，我國(guó)始終停留在示范階段沒(méi)有一套實(shí)用的系統(tǒng)，更談不上普及推廣。

　　紡織機(jī)械自動(dòng)化專家、高級(jí)工程師呂渭賢對(duì)此也深有感觸，他舉例說(shuō)：“在化纖成套設(shè)備方面，其工藝流程基本來(lái)源于化工，自動(dòng)化水平比較高，PLC、人機(jī)界面、變頻器等設(shè)備已經(jīng)得到普及。在這方面，發(fā)展的方向主要是管控一體化，即實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理和生產(chǎn)控制的一體化，在生產(chǎn)過(guò)程中一些實(shí)時(shí)、具體的信息如溫度流量等數(shù)據(jù)，也應(yīng)該經(jīng)由雙向通信集成到系統(tǒng)，并由系統(tǒng)進(jìn)行管理。”但他同時(shí)還指出，現(xiàn)有大規(guī)模的生產(chǎn)線都實(shí)現(xiàn)了管控一體化，但水平還有高有低，他建議利用小型MES等系統(tǒng)來(lái)提高管控一體化的效果。周工也強(qiáng)調(diào)，紡織企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力已越來(lái)越取決于系統(tǒng)的整合能力和響應(yīng)速度而不是單機(jī)的水準(zhǔn)。要實(shí)現(xiàn)集成，關(guān)鍵在于如何進(jìn)行信息的交流和通信，核心點(diǎn)不在物理層網(wǎng)絡(luò)硬件和基層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議方面，而在數(shù)據(jù)內(nèi)容方面，或者是應(yīng)用層行規(guī)方面。實(shí)質(zhì)就是要解決MES與設(shè)備層之間的通信，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的互操作才是真正的目的，也應(yīng)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的主要內(nèi)容。只有數(shù)據(jù)共享才能管控一體化,也只有數(shù)據(jù)共享才能為用戶提供實(shí)際的效益。

　　據(jù)了解，目前國(guó)際上先進(jìn)的紡織機(jī)械企業(yè)正在從管控一體化向信息控制一體化發(fā)展，而我國(guó)紡機(jī)也逐步由機(jī)電一體化向管控一體化發(fā)展。周工認(rèn)為，如果能抓住電子信息技術(shù)從PC/網(wǎng)絡(luò)計(jì)算向普適計(jì)算模式發(fā)展的重要?dú)v史機(jī)遇，盡量采用先進(jìn)技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)既可少走彎路還有可能產(chǎn)生后發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)紡織自動(dòng)化技術(shù)的跨越，加快我國(guó)紡織機(jī)械和紡織企業(yè)的更新?lián)Q代的步伐。同時(shí)，也在另一方面適應(yīng)了國(guó)際“低碳”生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　　紡機(jī)自動(dòng)化提升空間巨大

　　由于紡織行業(yè)工藝復(fù)雜、流程較多，所以對(duì)于不同種類的紡織機(jī)械，其自動(dòng)化需求也呈現(xiàn)出多樣化、具體化。呂高工在采訪中談到，在目前的很多種類紡織機(jī)械當(dāng)中，自動(dòng)化程度與水平也不盡相同。但總體來(lái)說(shuō)，紡機(jī)自動(dòng)化會(huì)帶來(lái)以下幾方面的改善：首先是加快了生產(chǎn)的速度，改善了生產(chǎn)的流程；其次，以自動(dòng)化代替人工，可以使很多生產(chǎn)流程實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化；最后在產(chǎn)品檢測(cè)方面，自動(dòng)化檢測(cè)的效率比人工更高，對(duì)織品的質(zhì)量保障意義重大。

　　具體到技術(shù)層面，周工介紹說(shuō)，運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)成為了紡機(jī)應(yīng)用中的新課題，包括電錠化(即獨(dú)立驅(qū)動(dòng))、多電機(jī)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)多執(zhí)行器和細(xì)長(zhǎng)軸，以及為解決紡機(jī)特殊要求發(fā)展新型電機(jī)等技術(shù)成為其中的重點(diǎn)。同時(shí)，現(xiàn)代永磁同步技術(shù)已取代了異步技術(shù)，從而避免了速度滑差、效率等問(wèn)題，成本也可以控制在合理的范圍內(nèi)，目前我國(guó)不少紡機(jī)上也在應(yīng)用，如上海二紡機(jī)生產(chǎn)的EJK213粗紗機(jī)(48錠樣機(jī))采用96個(gè)永磁同步電機(jī)分別對(duì)每一個(gè)錠翼、筒管進(jìn)行直接驅(qū)動(dòng)，是世界上首例電錠化粗紗機(jī)。

　　呂高工則從自調(diào)勻整技術(shù)在并條機(jī)上的應(yīng)用方面介紹了自動(dòng)化技術(shù)舉足輕重的作用。如果條干過(guò)粗或過(guò)細(xì)，需要利用設(shè)備檢測(cè)出來(lái)并對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)及時(shí)調(diào)整，以達(dá)到符合要求的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)。具體來(lái)講，就是首先通過(guò)檢測(cè)，再經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算，然后運(yùn)用交流伺服來(lái)執(zhí)行，從終端的傳感器檢測(cè)，到負(fù)責(zé)執(zhí)行的伺服電機(jī)，這之中需要一系列自動(dòng)化機(jī)制來(lái)運(yùn)行。國(guó)產(chǎn)同類產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品仍存在相當(dāng)大的差距，目前仍以進(jìn)口為主。從成本上看，自調(diào)勻整裝置的價(jià)格幾乎占到整機(jī)價(jià)格的一半，可謂整機(jī)中成本相當(dāng)集中的一部分，如果國(guó)內(nèi)研發(fā)的自調(diào)勻整裝置的品質(zhì)能夠得到提升，更好地滿足要求，那么整機(jī)成本就有望在很大程度上得以降低。從并條機(jī)上自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用方面，就可以看出國(guó)內(nèi)紡機(jī)自動(dòng)化技術(shù)的提升空間巨大。

　　兩位專家在采訪中都提到，“低碳”在紡織行業(yè)的推廣不能流于表面，提高產(chǎn)品技術(shù)水平才是第一要?jiǎng)?wù)。機(jī)械制造企業(yè)的管理與技術(shù)人員要在研究國(guó)家政策的同時(shí)，追蹤關(guān)注紡織機(jī)械應(yīng)用的新產(chǎn)品、新技術(shù)與新動(dòng)向，這才是紡織企業(yè)的立足之本，同時(shí)也是中國(guó)紡機(jī)走向世界紡機(jī)強(qiáng)國(guó)的必由之路。