
21世纪以来,纺织机械行业进入了快速发展轨道,随着我国纺织机械行业的持续快速发展,全球纺织业对中国纺织机械产品的认可程度有了极大提升,中国纺织机械产品的国际地位也相应地得到提升。这期间,工艺技术和装备水平也得到了大幅提高,行业结构多元化,出现了许多快速成长的民营企业以及规模化的大型企业。
目前,我国纺织机械行业已经形成了配套完整、规模庞大的产业体系,以满足国内外市场多样化的需求。然而和国际先进水平相比,仍存在差距。以国产成套棉纺织设备举例来说,和国际先进水平的差距主要反映在自动化程度、生产效率、设备运行的稳定性以及可靠性等方面;其次反映在工艺性能、产品质量的稳定性及一致性等方面。随着用工成本的逐年提高,对设备自动化、生产效率方面的要求越来越受到市场的关注。
经纬纺机是国内最大的棉纺织成套设备供应商,产品贯穿清、钢、并、粗、细、络、织、染工艺全过程。根据专业化分工生产原则,分别在各区域子公司及事业部等生产。上海经纬东兴精梳机械有限公司主要生产棉纺精梳系列设备,其中条并卷机设备在高速度、高性能、高质量以及连续化、自动化等方面具有一定的代表性。

图1 条卷机控制部分1
条并卷机控制箱以新一代可编程控制器(PLC)为核心,配用彩色触摸显示屏和变频调速器,不仅控制功能稳定可靠,而且具有友好的人机对话界面,机器操作简单,内容丰富多彩。棉纺流程中的并条、成卷两项工艺合二为一全自动运行,实现了连续化和自动化生产,在减低劳动强度的同时提高了工效。
条并卷机所具备的自动化性能,依托的主要是自动化设备及元器件的采用,其中PLC起着至关重要的作用。产品性能、机电一体化程度接近国际水平,国产纺织机械已经成为市场的主导。
然而必须看到,国产纺织机械仍然存在很多不足。目前的状况是整机制造同质量化(除个别产品),同一产品有十多家企业生产,竞争无序。国产件在一致性、稳定性、使用寿命以及售后服务等方面,指标低于国际名牌产品水平,不适应用户稳定、高效的要求。
与进口产品相比(除个别产品),并非国产纺织机械的设计技术水平不高,主要是产品的质量问题,即产品的可靠性问题。特别是在高速运转的时候,故障率高、引起停车,导致效率偏低。这是随着纺织机械行业对精密度、高自动化等要求的不断提高,而日益突出的问题。
高效、连续是产品的主要目标,所以提高制造精度、元器件的可靠性是切入点。抓住新的机遇和突破点,优化升级我们的产品,提高产品自动化程度是我们新时期的重点工作。在技术方面,我们从产品设计的前期着手,贯穿始末,抓好策划、开发工作。采用PLC控制、多电机传动及变频调速,提高设备运行的自动化程度。在管理方面,我们从采购、制造环节抓起,细节做起,抓好质量。选择高品质的元器件和零部件,提高整个设备的可靠性。

图2 条卷机控制部分2
采用PLC控制系统解决方案,将纺织机械和现代先进控制技术相结合,使控制系统的现场化和抗干扰性能得以极大提高;并使纺机产品能实现复杂的控制功能,大量数据的实时准确采集和共享也得以实现,大大提高了纺织机械的先进水平。
PLC具有稳定可靠、功能齐全、应用灵活以及操作维护方便的优点。将运动控制与驱动器功能集成在一起,系统具有较快的响应速度。新控制方案的应用,成本与原先使用的方案硬件投资相比大幅下降,是一个比较有竞争力的产品设计。
在机械设备的传动运转工作中,使用了大量的电动和气动元器件。为了提高纺织机械的稳定性和自动化程度,我们在设备传动运转机构的控制方面采用了PLC。所有的指令均由PLC发出,通过PLC控制变频器、继电器、电磁离合器等元件动作,来达到控制执行元器件的目的。
PLC是整台设备的管理指挥中心,在设备运行的动作发生改变时,不需要更改硬件线路,只需改写PLC内部的程序即可,调整起来快速、便捷。遵循“提高软件设计水平来降低硬件投入”的原则,极大地降低了电气控制系统成本,在控制稳定性、可靠性方面也比其他方法更显优势。然而,其缺点是:设备控制程序在不同品牌的PLC上不通用,当客户对设备选用PLC品牌有特殊要求时,需要重新编程验证。
纺织产品的科技含量和高附加值要通过纺织机械来实现,高效、自动化是未来发展的趋势。中国企业需要在纺织机械自动化方面下真功夫,从产品设计阶段开始抓起,最大化地使用自动化元器件,提高自动化控制性能。PLC是自动化控制的核心,在提高功能的同时,不可忘记其稳定性、可靠性的提高,最好将编程语言标准化。
不仅如此,纺织机械产品的低成本优势越来越弱,要想保持低成本优势的产品就必须寻找低成本竞争优势新的突破点。目前,总的发展方向是向高端领域进行,PLC在将来的技术发展中也不可忽略低端产品这一领域,它也具有一定的市场需求。根据纺织机械产品性能要求,选用“简易低成本PLC”也是我们降低制造成本的一个有效途径。
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