數字化紡機和紡織工業的信息化
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| (發布日期：2007-7-31 13:25:29) 來源： |
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紡織技術在歷史上經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；大工業化，即在完善的工作機構發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世紀下半葉發生于西歐，經歷了一個世紀在世界得到了推廣。綜觀紡織技術的發展史，紡織機器在其中扮演了非常重要的角色。
隨著科學技術的飛速發展，21世紀紡織工業將在新材料新品種的開發和應用、加工方法的創新和生產規模的兩極化等方面發生巨大的變化。這一切，對紡織機械行業提出了新的挑戰：
一、 紡織機械的發展新趨勢
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展趨勢：
1．紡織機械處在技術大突破的前夜，一些研究多年的新技術漸趨成熟，如噴氣紡紗機、緊密紡紗技術、多相織機、數字噴射印花和大容量紡絲技術等。這些新技術的成熟和推廣，將為紡織工業帶來革命性的變化。
2．自動化連續化繼續是業界人士的追求，自動化和工序間的連續化將有效保證產品質量和減少用工數量，提高紡織工廠的效率。
3．新型控制技術的應用，將大幅提高紡織機械的機電一體化水平，實現紡織機械的數字化，使紡織機械的操作更加方便，重演性更好。
4．紡織工業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、質量、經濟和服務推動的進步都將產生直接的明顯的推進作用。
二、 數字化紡機是紡織工業跨越式發展的機遇
以CPU為核心的工業控制器、以電力電子技術為基礎的新型驅動技術加上工業網絡技術是現代先進控制技術的核心。紡織機械和現代先進控制技術的結合，將使紡織機械插上騰飛的翅膀。紡織機械將實現數字化，實現跨越式的發展。
1．以CPU為核心的工業控制器、以電力電子技術為基礎的新型驅動技術的應用，徹底改變了傳統機械依賴繁復的機械機構和簡單的拖動實現控制的現狀，機械部件將大幅減少，所謂"以電代機"將得以實現。
以CPU為核心的工業控制器是工業控制系統的核心，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控制器。
以電力電子技術為基礎的新型驅動技術主要體現在變頻調速、直流無刷電機調速、伺服控制、直線電機等方面。其主要的技術特征是大功率、高精度和智能化。如滌綸短纖維大容量后處理機中，多單元交流變頻調速同步系統裝機容量已達4000KVA，單電機功率達800KVA，同步精度優於0.3％，其使用的變頻器采用了DC_BUS技術，并內裝有功能齊全的應用軟件，能滿足廣泛的需求。
以CPU為核心的工業控制器＋以電力電子技術為基礎的新型驅動技術的應用，使得機器的控制愈加方便，結構更趨簡單，性能愈來愈優越。很多以前難以實現的功能現在可以輕而易舉地變為現實。
2．工業網絡技術的成熟和應用，使控制技術的發展實現了質的飛躍。
傳統的控制技術，其信息交換的基礎是模擬信號，速度慢，抗干擾性能差，較難實現高精度的復雜控制。隨著技術的進步，通訊技術逐步進入工業控制領域。但是由于技術的限制和缺乏統一的標準，通訊的低速率和無法同異種機通訊使得控制系統無法實現數字化。
工業網絡技術的成熟和應用，使控制技術實現世界性的技術變革得以實現。現場總線技術是其中最重要的部分。
現場總線是連接現場智能設備和自動化控制設備的雙向串行、數字式、多節點通信網絡，它也被稱為現場底層設備控制網絡。隨著現場總線技術的出現和成熟，促使了控制系統由集散控制系統（DCS）向現場總線控制系統（FCS）的過渡。遵循現場總線協議的控制器和執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場，從而減輕了控制站負擔，使得控制站可以專職于執行復雜的高層次的控制算法。
現場總線系統具有開放性、一致性、公開性。通信協議一致公開，各不同廠家的設備之間可實現信息交換，通過現場總線可構筑自動化領域的開放互連系統。作為工廠網絡底層的現場總線還對現場環境有較強地適應性。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。
現場總線系統結構的簡化，使其從設計、安裝、投運到正常生產運行及檢修維護，都體現出極大的優越性。
現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，使得系統在保證高的可*性基礎上實現了數字化、現場化和分布式控制，性能得到極大的提高。
遠程（現場）I/O單元的應用是基于現場總線的控制系統的一大特色，它使工業控制計算機突破了原來的框架限制，整個系統變成了一個巨大的計算機，使控制系統發生了根本的變化。
實現了數字化的紡織機械，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，趕上世界紡機的發展步伐，實現跨越式的發展。
我們太平洋機電集團在開發的年產3萬噸滌綸短纖維成套設備中，研制了基于現場總線的控制系統，取得了圓滿成功。該系統經專家鑒定，達到了國際同類產品的先進水平，同時提升了我集團年產3萬噸滌綸短纖維成套設備的技術水平；經濟上也產生了極大的帶動效應，在該系統的帶動下已承接年產3萬噸滌綸短纖維成套設備合同總額1.2億元。
三、 數字化紡機是推進紡織工業信息化的重要基礎 <BR></DIV>
紡織工業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、質量、經濟和服務推動的進步都將產生直接的明顯的推進作用。
工廠信息化的基礎是數據的實時準確采集。在此基礎上，運用計算機技術對數據按需要進行運算處理，得到各種結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據不能實時準確地采集，這是*人工和制度不能解決的。從當前的技術能力看，只要解決了數據的實時準確采集問題，工廠信息化就有了基礎的保證，就有實現的可能。
前面已經提到，紡織機械自身的技術發展和控制技術的發展，已經使紡織機械的數字化有了市場的要求和技術的保證。隨著新型數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中心（上海市級技術中心）為主，正在抓緊研制新一代的數字化紡織機械和支持紡織工廠信息化的設備構架，以下是方案的基本框架。
以上系統的基本技術已經實驗驗證，并將在2002年10月在北京舉行的國際紡機展覽會上展出。數字化紡機是世界紡織機械發展的方向，用信息化改造傳統工業是傳統工業的必由之路。我們作為為紡織工業提供裝備和服務的紡機行業，將為實現紡織工廠的信息化做出不懈的努力。 |
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