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染整工艺数字化(二)②

放大字体  缩小字体 发布日期:2021-09-15  作者:陈立秋  浏览次数:63
核心提示:陈立秋,中国纺织工程学会染整专业委员会特聘首席专家,获得中国染整行业终身荣誉奖。现从事染整工程的创新工作。
 1.速度、张力的控制
在织物进行染整加工的过程中,在机运行的速度、张力控制是保证工艺过程可靠、平稳进行的先决条件,是创造织物合理实施各项反应,防患皱条、缩水率超标的重要工艺条件之一。
(1)染整装备极大多数是采用多单元线速度协调控制系统。单元间速差传感、变送装置着重恒张力的改进,可操作性的改善,速差非接触采样,具有信号识别、信号处理、信号双向通讯功能的现场总线仪表。
(2)比例设定稳速控制系统织物的在线张力控制,在现行的压力传感基础上,应提高张力信号的准确性、稳定性;加强系统结构扰动的对抗。
(3)对于卷染工艺过程的速度、张力控制,应发展智能的模糊控制技术,适合非线性时变系统。
(4)印花独立传动无论是步进电动机,还是交流伺服传动。要在系统过渡过程中能精确完成对花,极大提高传动系统的动态品质。
(5)多导布辊装置的摩擦阻力矩的补偿,可降低织物在机张力、采用分组交流变频集体传动,线速度与联合机跟随的方案是可行的。但是,对每根导布辊的力矩补偿应可控,开发一些类似“转动力矩自动调节装置”,根据织物品种和运行状况进行随机自动控制。
2.温度、湿度的控制
温度控制大多数还是针对工艺介质的检测,目前真正布身的温度检测很少;湿度控制在工艺反应中极为重要,然而,目前染整加工过程中,湿度在线控制的应用极少。
(1)湿短蒸工艺过程应采用高温(约180℃)湿度传感器,研究湿短蒸染色过程的合理湿度控制以及工艺过程的能耗控制。
(2)温度检测是贯穿印染工艺全过程的一项传感的手段。目前要解决的是采样点的合理性及检测方法的科学性。经过烘房的实测发现,热风烘房内的织物,因车速及品种而异,布身温度比常规空间采样点处的温度低 15-20℃;远红外辐射烘房内的情况与其正好相反。这里就存在着操作工执行的工艺条件指令,是烘房的气氛温度,还是布身温度?从目前常规温度检测方法可知,应是烘房内气氛温度,即“间接”的布身温度,既然是“间接”,就存在“修正”值,而此值是随机性的多因素组合值,若由操作人员现场修正,颇为困难。国外,如德国的布吕克纳、蒙福茨及巴布科克等公司,采用测定喷风温度与回风温度之间的温差,由计算机运算出布身温度的方法,其特点是传感器价格便宜。然而,在计算布身温度时,由于采样温度仍是用间接方法获取的,从而计算的精确性和可靠程度将受到影响。但总体来说,这种方法还是可行的。
用红外辐射测量布身温度是目前最先进的一种方法。然而,目标辐射在测量路径上,由于气氛的吸收、烟雾、灰尘散射所引起的衰减,环境温度的影响等,将会带来一定的温差。为了消除此误差。常采用比色法,也就是采用具有双通道的测量装置,每条光路带有适当的滤光片,分别测量目标辐射和标准黑体辐射的一个单色辐射功率,用两者之比代替上述方法中的辐射功率,进行温度定标,并进而确定温度。如果两个单色波长选择适当,在测量路径中的干扰是完全相同的,则两辐射率之比与这些干扰无关,从而大大提高了测量精度。这一系统性能虽好,但价格太高。企业可以根据工艺实际需要决定,切忌盲目地一哄而上,尤其采用单通道的红外辐射测量布身温度时更要注意。
(3)采用微型机对热电偶、热电阻、红外测温进行检测和数据处理,实施在线非线性度补偿,将大大提高温控精度。目前已有由软件补偿的所谓“智能传感器”面市。例如半导体温度传感器、光导纤维温度传感器及根据电阻体产生的约翰逊噪声与该电阻体所处绝对温度密切相关的热噪声温度传感器等。
选用智能温度传感器挂靠现场总线,提高温控系统的可靠性,减少信息传递介质的应用成本。
(4)轧余率、临界含水率、工艺给湿率(蒸化、预缩工艺)、烘房排湿、落布回潮率等生产过程介质及布身湿度的测控技术推广。
3.浓度、液位的控制
染化料的配液浓度、浴槽的液位高低,都会直接影响到工艺液对织物浸渍的稳定性、均匀性,织物上的带液量、化学品及染料总量。
(1)前处理退煮漂三步法或碱氧冷轧堆一步法,所用碱的浓度皆小于8%,在NaOH工艺用量中,划分为淡碱范畴;丝光脱铗处布身含碱量控制,皆可以采用电导率法,应用酸碱盐浓度变送器,测量小于8%的烧碱溶液浓度。
(2)丝光工艺浓烧碱浓度测量采用比重法居多。采用瑞士LKR-STL型碱液控制装置的比重传感器,德国福克斯波罗公司的134 L.D智能型带扭矩管的浮力变送器,美国的DENSITROLMTM远传信号密度计等。
(3)应用氧化还原电位差法(ORP),自动测量双氧水溶液浓度。
(4)激光检测染液中染料的浓度,是通过检测激光透过染液后的衰减程度来获知浓度大小。由于激光具有波长一定,密度极高的特性。即便是在浓度较高的领域,也能获得与浓度成线性关系的数据。
(5)染整工艺过程中的液位控制,可按不同工艺溶液及不同工况下,选用电导式、电容式、超声波式等智能型液位控制装置。智能型控制装置具有现场总线兼容模块。
(6)按工艺处方浓度配液、比例混液、计量输液。
推广应用佛山市天富电子有限公司的TF-001助剂自动称量系统。其根据配方系统开出的领料信息,主控计算机自动控制整个称量过程;称量误差范围由用户自行设定;可同时自动称量多种不同的溶液助剂,提高了生产效率,节省了设备投资;设有自动、手动控制称料的切换功能;为染化料仓库系统自动提供出仓数据,并为工艺人员查询工艺执行情况提供所需的数据。
该系统紧密结合公司开发的TFYR-CLPF系统,对工艺配方、领料单及称量过程进行全面监控管理,计算机与电子秤的组合,实现液体助剂的自动称量。
(7)推广应用爱丽印染调浆车间计算机化生产系统。这是杭州开源电脑技术有限公司为印染企业提供“可靠、适用、先进”的产品和整体解决方案。
4.pH值自动控制
不同的纤维织物所采用的不同染料,在染色过程中有自己的pH值要求。活性染料连续轧染pH值为6-7,还原染料pH值为7-8,分散染料热熔染色pH值为6.5-5.5。
靛蓝属于还原染料,它具有还原染料的特征,即经碱性还原成隐色体上染纤维。靛蓝牛仔布若希望水洗褪色快,染浴pH值缓冲在11.0-11.5;若要求水洗褪色较慢,染浴pH值应提高到12.5-13.5,降低亲和力,提高渗透性。
染色过程pH值的测控,是确保染色“上真工艺”的重要条件之一,应积极推广。
5.反应箱含氧量的测控
前处理退煮漂工艺汽蒸箱中空气的存在会导致形成氧化纤维素,使纤维损伤,因此在汽蒸箱中进行碱煮练过程时,隔绝空气是极为重要的;另一方面汽蒸箱混入空气后会使蒸汽的分压较低,其温度会降低到大气压力的饱和温度之下,而这不是练漂工艺所允许的;还原汽蒸箱中严格要求无氧工艺操作,防止汽蒸箱中渗入空气形成条花疵点;印花后蒸化机的有效隔绝空气在对氧气敏感的染料(如还原染料)的固着效果起着决定性作用。在拔染加工中,即使最微量的空气与处理介质的混合,也会影响到合适的加工。应用汽蒸箱含氧量的测控,不但可以降低工艺过程蒸汽的消耗量,而且能为生产优质制品提供保证。
6.先进的光电整纬装置
在染整生产过程中,由于多种原因,会使织机上下来的机织物平直的纬纱产生斜纬、弓纬或波形纬斜等斜纬歪曲现象;圆筒针织物剖幅展开后,亦会出现类似纬斜一样的情况,同样需对线圈横列进行矫正。
整纬装置常和丝光机、拉幅机和热定形设置配套使用。
7.纬密及针织物线圈横列数的测控
连续、精确地测量纬密和针织物的线圈横列数,对于生产优等纺织品来说是一个重要的环节。这种监视和测定装置常用于拉幅、丝光、预缩(包括阻尼式预缩机)等设备上。检测织物的纬密/线圈横列数可以及时控制织物的质量(旧称“重量”)、伸长量和收缩率,减少废、次品,降低生产成本。
8.织物单位面积的质量测控
单位面积的质量是纺织品的重要特性之一,它直接影响着成本和产品的品质。
根据机织物的涂层整理、上浆、浸轧液的均匀度,使施加的途料控制在给定值附近,符合差值要求,以便改善产品的品质,降低成本。
针织物弹性大,加工过程为了真正达到所要求的成品质量,连续无损地进行单位面积的质量测定就显得更为重要。
9.织物测长装置
在市场经济的今天,产品销售中由于织物交货长度的不确定性,经常由此发生纠纷,甚者影响交易,不少生产企业只好采用“宁多勿少”的供货方法,从而严重影响了自身的经济效益。
选用织物测长装置时,应严格区分测长精度和计长精度,企业需要的是稳定、可靠、恒张力的高精度测长装置(测长精度0.1%-0.05%)。
10.FCS 取代 DCS
采用全数字化、全分散式、全开放和多点通信的底层控制网络,新一代的现场总线控制系统(FCS),取代传统的分散型控制系统(DCS),使生产过程控制的准确性和可靠性更高。
现场总线有多种形式,HART现场总线被称为可寻址远程传感器高速通道的开放通信协议,其特点是在现有模拟信号传输线上,实现数字信号通信,属于模拟系统向数字系统转变过程中的过渡性产品。因此,对于染整生产目前现场仪表极大多数采用的模拟仪表设备而言,在过渡时期应用 HART现场总线是更为适合的。
在线数字化染整工艺仪表常州宏大集团公司产品发展较快,作为数字化染整技改,性价比相对国外的产品要高得多,售后服务更方便。
染整工艺参数测量仪表采用数字量仪表是染整工艺数字化的基础保证。
信息采集的数字反馈,数据运作的计算机控制,数字指令的执行器应答,形成全数字控制系统。
 
 
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