數(shù)字化紡機(jī)和紡織工業(yè)的信息化
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| (發(fā)布日期：2007-7-31 13:25:29) 來源： |
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紡織技術(shù)在歷史上經(jīng)歷了兩次重大的變革：手工機(jī)械化，即手工紡織機(jī)器的全面形成；大工業(yè)化，即在完善的工作機(jī)構(gòu)發(fā)明后開始的近代工廠體系的形成。第一次飛躍約在公元前500年開始於中國(guó)，歷時(shí)10個(gè)多世紀(jì)在世界普及；第二次飛躍於18世紀(jì)下半葉發(fā)生于西歐，經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)在世界得到了推廣。綜觀紡織技術(shù)的發(fā)展史，紡織機(jī)器在其中扮演了非常重要的角色。
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，21世紀(jì)紡織工業(yè)將在新材料新品種的開發(fā)和應(yīng)用、加工方法的創(chuàng)新和生產(chǎn)規(guī)模的兩極化等方面發(fā)生巨大的變化。這一切，對(duì)紡織機(jī)械行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn)：
一、 紡織機(jī)械的發(fā)展新趨勢(shì)
從2001年10月在日本大阪和新加坡舉行的大阪國(guó)際紡機(jī)展OTEMAS和第一屆新加坡國(guó)際紡機(jī)展ITMA ASIA，我們可以清晰地看到紡織機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)：
1．紡織機(jī)械處在技術(shù)大突破的前夜，一些研究多年的新技術(shù)漸趨成熟，如噴氣紡紗機(jī)、緊密紡紗技術(shù)、多相織機(jī)、數(shù)字噴射印花和大容量紡絲技術(shù)等。這些新技術(shù)的成熟和推廣，將為紡織工業(yè)帶來革命性的變化。
2．自動(dòng)化連續(xù)化繼續(xù)是業(yè)界人士的追求，自動(dòng)化和工序間的連續(xù)化將有效保證產(chǎn)品質(zhì)量和減少用工數(shù)量，提高紡織工廠的效率。
3．新型控制技術(shù)的應(yīng)用，將大幅提高紡織機(jī)械的機(jī)電一體化水平，實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械的數(shù)字化，使紡織機(jī)械的操作更加方便，重演性更好。
4．紡織工業(yè)的信息化建設(shè)是未來幾年紡織工廠的追求和建設(shè)重點(diǎn)，而數(shù)字化的紡織機(jī)械正是其不可或缺的基礎(chǔ)。它將全面提升紡織工廠的管理水平，對(duì)工廠的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和服務(wù)推動(dòng)的進(jìn)步都將產(chǎn)生直接的明顯的推進(jìn)作用。
二、 數(shù)字化紡機(jī)是紡織工業(yè)跨越式發(fā)展的機(jī)遇
以CPU為核心的工業(yè)控制器、以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)加上工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)的核心。紡織機(jī)械和現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)的結(jié)合，將使紡織機(jī)械插上騰飛的翅膀。紡織機(jī)械將實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
1．以CPU為核心的工業(yè)控制器、以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，徹底改變了傳統(tǒng)機(jī)械依賴繁復(fù)的機(jī)械機(jī)構(gòu)和簡(jiǎn)單的拖動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制的現(xiàn)狀，機(jī)械部件將大幅減少，所謂"以電代機(jī)"將得以實(shí)現(xiàn)。
以CPU為核心的工業(yè)控制器是工業(yè)控制系統(tǒng)的核心，它要完成復(fù)雜的運(yùn)算、繁復(fù)的邏輯控制、對(duì)各種指令的快速實(shí)時(shí)響應(yīng)和高速通訊，而高度的可*性則是其最重要的性能指標(biāo)。PLC、PCC、PC平臺(tái)等都是常用的工業(yè)控制器。
以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)主要體現(xiàn)在變頻調(diào)速、直流無刷電機(jī)調(diào)速、伺服控制、直線電機(jī)等方面。其主要的技術(shù)特征是大功率、高精度和智能化。如滌綸短纖維大容量后處理機(jī)中，多單元交流變頻調(diào)速同步系統(tǒng)裝機(jī)容量已達(dá)4000KVA，單電機(jī)功率達(dá)800KVA，同步精度優(yōu)於0.3％，其使用的變頻器采用了DC_BUS技術(shù)，并內(nèi)裝有功能齊全的應(yīng)用軟件，能滿足廣泛的需求。
以CPU為核心的工業(yè)控制器＋以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用，使得機(jī)器的控制愈加方便，結(jié)構(gòu)更趨簡(jiǎn)單，性能愈來愈優(yōu)越。很多以前難以實(shí)現(xiàn)的功能現(xiàn)在可以輕而易舉地變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。
2．工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和應(yīng)用，使控制技術(shù)的發(fā)展實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
傳統(tǒng)的控制技術(shù)，其信息交換的基礎(chǔ)是模擬信號(hào)，速度慢，抗干擾性能差，較難實(shí)現(xiàn)高精度的復(fù)雜控制。隨著技術(shù)的進(jìn)步，通訊技術(shù)逐步進(jìn)入工業(yè)控制領(lǐng)域。但是由于技術(shù)的限制和缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，通訊的低速率和無法同異種機(jī)通訊使得控制系統(tǒng)無法實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。
工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟和應(yīng)用，使控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)世界性的技術(shù)變革得以實(shí)現(xiàn)。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是其中最重要的部分。
現(xiàn)場(chǎng)總線是連接現(xiàn)場(chǎng)智能設(shè)備和自動(dòng)化控制設(shè)備的雙向串行、數(shù)字式、多節(jié)點(diǎn)通信網(wǎng)絡(luò)，它也被稱為現(xiàn)場(chǎng)底層設(shè)備控制網(wǎng)絡(luò)。隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的出現(xiàn)和成熟，促使了控制系統(tǒng)由集散控制系統(tǒng)（DCS）向現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)（FCS）的過渡。遵循現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的控制器和執(zhí)行器可以組成控制回路，使控制站的部分控制功能下移分散到各個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，從而減輕了控制站負(fù)擔(dān)，使得控制站可以專職于執(zhí)行復(fù)雜的高層次的控制算法。
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)具有開放性、一致性、公開性。通信協(xié)議一致公開，各不同廠家的設(shè)備之間可實(shí)現(xiàn)信息交換，通過現(xiàn)場(chǎng)總線可構(gòu)筑自動(dòng)化領(lǐng)域的開放互連系統(tǒng)。作為工廠網(wǎng)絡(luò)底層的現(xiàn)場(chǎng)總線還對(duì)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境有較強(qiáng)地適應(yīng)性。它支持雙絞線、同軸電纜、光纜、無線和電力線等，具有很強(qiáng)的抗干擾能力。
現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，使其從設(shè)計(jì)、安裝、投運(yùn)到正常生產(chǎn)運(yùn)行及檢修維護(hù)，都體現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。
現(xiàn)場(chǎng)總線的高速通訊能力（如Profibus傳輸速度最高為12Mb/s）和很強(qiáng)的抗干擾性能，使得系統(tǒng)在保證高的可*性基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化、現(xiàn)場(chǎng)化和分布式控制，性能得到極大的提高。
遠(yuǎn)程（現(xiàn)場(chǎng)）I/O單元的應(yīng)用是基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)的一大特色，它使工業(yè)控制計(jì)算機(jī)突破了原來的框架限制，整個(gè)系統(tǒng)變成了一個(gè)巨大的計(jì)算機(jī)，使控制系統(tǒng)發(fā)生了根本的變化。
實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的紡織機(jī)械，可以較方便地跨越工藝know how、加工精度和加工設(shè)備龐大投資的障礙，趕上世界紡機(jī)的發(fā)展步伐，實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
我們太平洋機(jī)電集團(tuán)在開發(fā)的年產(chǎn)3萬噸滌綸短纖維成套設(shè)備中，研制了基于現(xiàn)場(chǎng)總線的控制系統(tǒng)，取得了圓滿成功。該系統(tǒng)經(jīng)專家鑒定，達(dá)到了國(guó)際同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，同時(shí)提升了我集團(tuán)年產(chǎn)3萬噸滌綸短纖維成套設(shè)備的技術(shù)水平；經(jīng)濟(jì)上也產(chǎn)生了極大的帶動(dòng)效應(yīng)，在該系統(tǒng)的帶動(dòng)下已承接年產(chǎn)3萬噸滌綸短纖維成套設(shè)備合同總額1.2億元。
三、 數(shù)字化紡機(jī)是推進(jìn)紡織工業(yè)信息化的重要基礎(chǔ) <BR></DIV>
紡織工業(yè)的信息化建設(shè)是未來幾年紡織工廠的追求和建設(shè)重點(diǎn)，它將全面提升紡織工廠的管理水平，對(duì)工廠的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟(jì)和服務(wù)推動(dòng)的進(jìn)步都將產(chǎn)生直接的明顯的推進(jìn)作用。
工廠信息化的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)按需要進(jìn)行運(yùn)算處理，得到各種結(jié)果并指導(dǎo)我們的工作。多年的工廠信息化建設(shè)工作實(shí)踐表明，工廠信息化建設(shè)的瓶頸或關(guān)鍵就在數(shù)據(jù)不能實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地采集，這是*人工和制度不能解決的。從當(dāng)前的技術(shù)能力看，只要解決了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)準(zhǔn)確采集問題，工廠信息化就有了基礎(chǔ)的保證，就有實(shí)現(xiàn)的可能。
前面已經(jīng)提到，紡織機(jī)械自身的技術(shù)發(fā)展和控制技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)使紡織機(jī)械的數(shù)字化有了市場(chǎng)的要求和技術(shù)的保證。隨著新型數(shù)字化紡機(jī)的推廣應(yīng)用，紡織工廠的信息化建設(shè)自然而然地具備了重要的基礎(chǔ)條件。
我們太平洋機(jī)電（集團(tuán)）有限公司以集團(tuán)技術(shù)中心（上海市級(jí)技術(shù)中心）為主，正在抓緊研制新一代的數(shù)字化紡織機(jī)械和支持紡織工廠信息化的設(shè)備構(gòu)架，以下是方案的基本框架。
以上系統(tǒng)的基本技術(shù)已經(jīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，并將在2002年10月在北京舉行的國(guó)際紡機(jī)展覽會(huì)上展出。數(shù)字化紡機(jī)是世界紡織機(jī)械發(fā)展的方向，用信息化改造傳統(tǒng)工業(yè)是傳統(tǒng)工業(yè)的必由之路。我們作為為紡織工業(yè)提供裝備和服務(wù)的紡機(jī)行業(yè)，將為實(shí)現(xiàn)紡織工廠的信息化做出不懈的努力。 |
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