數(shù)字化紡機和紡織工業(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:手工機械化,即手工紡織機器的全面形成;大工業(yè)化,即在完善的工作機構(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,歷時10個多世紀在世界普及;第二次飛躍於18世紀下半葉發(fā)生于西歐,經(jīng)歷了一個世紀在世界得到了推廣。綜觀紡織技術(shù)的發(fā)展史,紡織機器在其中扮演了非常重要的角色。
隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展,21世紀紡織工業(yè)將在新材料新品種的開發(fā)和應用、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,對紡織機械行業(yè)提出了新的挑戰(zhàn):
一、 紡織機械的發(fā)展新趨勢
從2001年10月在日本大阪和新加坡舉行的大阪國際紡機展OTEMAS和第一屆新加坡國際紡機展ITMA ASIA,我們可以清晰地看到紡織機械的發(fā)展趨勢:
1.紡織機械處在技術(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、緊密紡紗技術(shù)、多相織機、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.自動化連續(xù)化繼續(xù)是業(yè)界人士的追求,自動化和工序間的連續(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)的應用,將大幅提高紡織機械的機電一體化水平,實現(xiàn)紡織機械的數(shù)字化,使紡織機械的操作更加方便,重演性更好。
4.紡織工業(yè)的信息化建設是未來幾年紡織工廠的追求和建設重點,而數(shù)字化的紡織機械正是其不可或缺的基礎。它將全面提升紡織工廠的管理水平,對工廠的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟和服務推動的進步都將產(chǎn)生直接的明顯的推進作用。
二、 數(shù)字化紡機是紡織工業(yè)跨越式發(fā)展的機遇
以CPU為核心的工業(yè)控制器、以電力電子技術(shù)為基礎的新型驅(qū)動技術(shù)加上工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)是現(xiàn)代先進控制技術(shù)的核心。紡織機械和現(xiàn)代先進控制技術(shù)的結(jié)合,將使紡織機械插上騰飛的翅膀。紡織機械將實現(xiàn)數(shù)字化,實現(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)為基礎的新型驅(qū)動技術(shù)的應用,徹底改變了傳統(tǒng)機械依賴繁復的機械機構(gòu)和簡單的拖動實現(xiàn)控制的現(xiàn)狀,機械部件將大幅減少,所謂"以電代機"將得以實現(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,它要完成復雜的運算、繁復的邏輯控制、對各種指令的快速實時響應和高速通訊,而高度的可*性則是其最重要的性能指標。PLC、PCC、PC平臺等都是常用的工業(yè)控制器。
以電力電子技術(shù)為基礎的新型驅(qū)動技術(shù)主要體現(xiàn)在變頻調(diào)速、直流無刷電機調(diào)速、伺服控制、直線電機等方面。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中,多單元交流變頻調(diào)速同步系統(tǒng)裝機容量已達4000KVA,單電機功率達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)為基礎的新型驅(qū)動技術(shù)的應用,使得機器的控制愈加方便,結(jié)構(gòu)更趨簡單,性能愈來愈優(yōu)越。很多以前難以實現(xiàn)的功能現(xiàn)在可以輕而易舉地變?yōu)楝F(xiàn)實。
2.工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)的成熟和應用,使控制技術(shù)的發(fā)展實現(xiàn)了質(zhì)的飛躍。
傳統(tǒng)的控制技術(shù),其信息交換的基礎是模擬信號,速度慢,抗干擾性能差,較難實現(xiàn)高精度的復雜控制。隨著技術(shù)的進步,通訊技術(shù)逐步進入工業(yè)控制領域。但是由于技術(shù)的限制和缺乏統(tǒng)一的標準,通訊的低速率和無法同異種機通訊使得控制系統(tǒng)無法實現(xiàn)數(shù)字化。
工業(yè)網(wǎng)絡技術(shù)的成熟和應用,使控制技術(shù)實現(xiàn)世界性的技術(shù)變革得以實現(xiàn)。現(xiàn)場總線技術(shù)是其中最重要的部分。
現(xiàn)場總線是連接現(xiàn)場智能設備和自動化控制設備的雙向串行、數(shù)字式、多節(jié)點通信網(wǎng)絡,它也被稱為現(xiàn)場底層設備控制網(wǎng)絡。隨著現(xiàn)場總線技術(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)場總線控制系統(tǒng)(FCS)的過渡。遵循現(xiàn)場總線協(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現(xiàn)場,從而減輕了控制站負擔,使得控制站可以專職于執(zhí)行復雜的高層次的控制算法。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)具有開放性、一致性、公開性。通信協(xié)議一致公開,各不同廠家的設備之間可實現(xiàn)信息交換,通過現(xiàn)場總線可構(gòu)筑自動化領域的開放互連系統(tǒng)。作為工廠網(wǎng)絡底層的現(xiàn)場總線還對現(xiàn)場環(huán)境有較強地適應性。它支持雙絞線、同軸電纜、光纜、無線和電力線等,具有很強的抗干擾能力。
現(xiàn)場總線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的簡化,使其從設計、安裝、投運到正常生產(chǎn)運行及檢修維護,都體現(xiàn)出極大的優(yōu)越性。
現(xiàn)場總線的高速通訊能力(如Profibus傳輸速度最高為12Mb/s)和很強的抗干擾性能,使得系統(tǒng)在保證高的可*性基礎上實現(xiàn)了數(shù)字化、現(xiàn)場化和分布式控制,性能得到極大的提高。
遠程(現(xiàn)場)I/O單元的應用是基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng)的一大特色,它使工業(yè)控制計算機突破了原來的框架限制,整個系統(tǒng)變成了一個巨大的計算機,使控制系統(tǒng)發(fā)生了根本的變化。
實現(xiàn)了數(shù)字化的紡織機械,可以較方便地跨越工藝know how、加工精度和加工設備龐大投資的障礙,趕上世界紡機的發(fā)展步伐,實現(xiàn)跨越式的發(fā)展。
我們太平洋機電集團在開發(fā)的年產(chǎn)3萬噸滌綸短纖維成套設備中,研制了基于現(xiàn)場總線的控制系統(tǒng),取得了圓滿成功。該系統(tǒng)經(jīng)專家鑒定,達到了國際同類產(chǎn)品的先進水平,同時提升了我集團年產(chǎn)3萬噸滌綸短纖維成套設備的技術(shù)水平;經(jīng)濟上也產(chǎn)生了極大的帶動效應,在該系統(tǒng)的帶動下已承接年產(chǎn)3萬噸滌綸短纖維成套設備合同總額1.2億元。
三、 數(shù)字化紡機是推進紡織工業(yè)信息化的重要基礎 <BR></DIV>
紡織工業(yè)的信息化建設是未來幾年紡織工廠的追求和建設重點,它將全面提升紡織工廠的管理水平,對工廠的技術(shù)、質(zhì)量、經(jīng)濟和服務推動的進步都將產(chǎn)生直接的明顯的推進作用。
工廠信息化的基礎是數(shù)據(jù)的實時準確采集。在此基礎上,運用計算機技術(shù)對數(shù)據(jù)按需要進行運算處理,得到各種結(jié)果并指導我們的工作。多年的工廠信息化建設工作實踐表明,工廠信息化建設的瓶頸或關鍵就在數(shù)據(jù)不能實時準確地采集,這是*人工和制度不能解決的。從當前的技術(shù)能力看,只要解決了數(shù)據(jù)的實時準確采集問題,工廠信息化就有了基礎的保證,就有實現(xiàn)的可能。
前面已經(jīng)提到,紡織機械自身的技術(shù)發(fā)展和控制技術(shù)的發(fā)展,已經(jīng)使紡織機械的數(shù)字化有了市場的要求和技術(shù)的保證。隨著新型數(shù)字化紡機的推廣應用,紡織工廠的信息化建設自然而然地具備了重要的基礎條件。
我們太平洋機電(集團)有限公司以集團技術(shù)中心(上海市級技術(shù)中心)為主,正在抓緊研制新一代的數(shù)字化紡織機械和支持紡織工廠信息化的設備構(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)實驗驗證,并將在2002年10月在北京舉行的國際紡機展覽會上展出。數(shù)字化紡機是世界紡織機械發(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)提供裝備和服務的紡機行業(yè),將為實現(xiàn)紡織工廠的信息化做出不懈的努力。 |
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