摘要：本文介紹英威騰WS900智能型噴水織機電控系統在噴水織機上的應用。噴水織機是采用噴射水柱牽引緯紗穿越梭口的無(wú)梭織機，具有車(chē)速高、質(zhì)量?jì)?yōu)、產(chǎn)值高、看臺多、操作簡(jiǎn)便、故障少和數字化顯示等特點(diǎn)，廣泛用于表面光滑的疏水性長(cháng)絲化纖織物的生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：無(wú)梭織機；噴水織機；英威騰WS900

1 引言

自1980年國內引入首批日本津田駒ZW100以后，國產(chǎn)噴水織機迅速崛起，在化纖織造領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)舉足輕重的作用，形成以盛澤、長(cháng)興、秀洲、龍湖、泗陽(yáng)、平望環(huán)太湖產(chǎn)業(yè)集群?！扒绶С呃?，風(fēng)送萬(wàn)機聲”、“日出萬(wàn)匹，衣被天下”就是其生動(dòng)的寫(xiě)照。

隨著(zhù)科技的不斷發(fā)展，傳統的噴水織機逐漸走向智能化。智能?chē)娝棛C的創(chuàng )新，大大提高了生產(chǎn)效率和成品質(zhì)量。在中國智造的大潮中，噴織企業(yè)可以向著(zhù)打造智能工廠(chǎng)的方向努力，通過(guò)把織造產(chǎn)業(yè)與智能裝備、大數據、物聯(lián)網(wǎng)相融合，更加有利于環(huán)境的保護，實(shí)現可持續發(fā)展。

圖1 噴水織機設備

2 行業(yè)及市場(chǎng)需求

紡織業(yè)的發(fā)展已經(jīng)離不開(kāi)噴水織機的使用，而噴水織機的廢水治理也越來(lái)越受到關(guān)注。為解決噴水織機廢水帶來(lái)的水環(huán)境污染問(wèn)題，實(shí)現節能環(huán)保、高速高精產(chǎn)出，噴水織機提檔升級迫在眉捷，而這對噴水織機的控制系統提出了全新的需求：

·支持電子送經(jīng)、電子卷取、伺服機外卷功能，實(shí)現高效、平穩織造及更多緯密選擇織造個(gè)性化需求；

·支持電子提花、電子多臂功能，滿(mǎn)足多品種切換需求；

·支持變頻超啟動(dòng)功能，實(shí)現不同車(chē)速調節，提升織造效率；

·變速織造不需要變換皮帶輪，只需在觸摸屏上直接設置車(chē)速即可。

·慢速點(diǎn)動(dòng)，不損傷織口。

·針對布面出現的開(kāi)車(chē)啟動(dòng)稀檔、密檔，通過(guò)參數調整，徹底解決開(kāi)車(chē)痕。

·開(kāi)車(chē)過(guò)程不受外界電壓的影響，不會(huì )因電壓變化造成速度上的影響而形成的隱檔，花檔。

·支持自動(dòng)動(dòng)尋緯功能。

3 設備結構及工藝分析

噴水織機由開(kāi)口、引緯、打緯、送經(jīng)和卷取五大運動(dòng)機構及相關(guān)監測控制等輔助裝置組成。

（1）開(kāi)口運動(dòng)：通過(guò)凸輪和連桿、多臂、提花等開(kāi)口機構，在織機上按照織物組織的要求，把經(jīng)紗上下分開(kāi)，形成梭口。

（2）引緯運動(dòng)：通過(guò)水的射流，對緯紗產(chǎn)生摩擦力。利用水與紗線(xiàn)表面的摩擦所產(chǎn)生的牽引力，將緯紗引過(guò)梭口。

（3）打緯運動(dòng)：通過(guò)打緯機構的擺動(dòng)實(shí)現鋼筘把緯紗推向織口，確定經(jīng)紗密度和織物幅寬，并控制梭子在梭口中的運動(dòng)方向。

（4）卷取運動(dòng)：確定和控制緯紗在織物內部的排列密度，并將已織成的織物引離織口，卷繞到卷布輥上。

（5）送經(jīng)運動(dòng)：能根據織物緯密的大小，從織軸上均勻送出相應長(cháng)度的經(jīng)紗；同時(shí)確定經(jīng)紗所需的上機張力，在織造過(guò)程中保持經(jīng)紗張力大致穩定。

4 英威騰WS900智能?chē)娝棛C電控系統方案與應用

4.1 方案概述

噴水織機電控制系統通常以CPU為控制中樞，將織機的準備、運轉、正轉、反轉、停止、定位制動(dòng)以及各種故障檢查(主要包括：經(jīng)紗超張力、左右絞邊、前后廢絲、定長(cháng)、緯絲檢測等)，通過(guò)分析處理后，通過(guò)執行元件進(jìn)行控制?？刂葡到y主要包括織機傳動(dòng)與制動(dòng)、織機故障檢測、緯紗探測、邏輯控制、電子儲緯、電子送經(jīng)、電子卷取等部分。

英威騰WS900智能?chē)娝棛C電控系統提供了織機電氣部分的整體解決方案，是新型高速?lài)娝棛C控制系統，高度集成噴水電控工藝，電子送經(jīng)、卷取工藝，花樣板工藝，一體化設計，具有節能、自動(dòng)補償防開(kāi)車(chē)痕、穩定、調速漸變、安裝和維修方便等特點(diǎn)，適合平機、多臂機、大龍頭電子多臂等多種機型。

主控制器采用32位CPU，運算速度快，控制精度高；7寸彩色觸摸屏界面簡(jiǎn)潔直觀(guān)，易學(xué)易操作。卷取、送經(jīng)傳動(dòng)全部采用英威騰高精度的SL212二軸交流伺服系統，克服傳統機械傳動(dòng)結構的不足，體量小，易安裝，維護量小，節能環(huán)保。由于采用了電子卷取送經(jīng)，可有效消除停車(chē)檔、隱檔、開(kāi)機浪紋等由于張力變化帶來(lái)的布匹瑕疵，并用可以實(shí)現不用換齒輪就可變緯密的功能。同時(shí)，采用了高速響應的變頻器GD200，方便了整機調速，不需要更換皮帶輪，實(shí)現了噴水織機變緯密同時(shí)變換車(chē)速。

由于整個(gè)系統采用了高運算速度的主控系統和高速高精的全伺服系統，使得WS900噴水織機電控系統具有緯密調節精度高、編織速度快、織物質(zhì)量高、維護量小的特點(diǎn)。目前整個(gè)系統的設計轉速度可達1000轉每分鐘。

圖2 WS900工藝控制流程

4.2 電氣配置（如圖3所示）

圖3 電氣配置圖

4.3 應用特點(diǎn)

（1）使用永磁伺服直驅電機和專(zhuān)用伺服驅動(dòng)器，極大簡(jiǎn)化了織機的傳動(dòng)系統，省去了織機的剎車(chē)盤(pán)、皮帶輪及相關(guān)附件，整體結構簡(jiǎn)單，維護方便；

（2）整合電子送經(jīng)、卷取伺服控制系統，具有織物恒張力控制，提高布面質(zhì)量；

（3）具有變車(chē)速、變緯密織造功能，支持多達8種緯密，可對應8種車(chē)速，滿(mǎn)足特殊品種織造的需求。

（4）整合了儲緯器花型控制和變壓器，只需外配儲緯頭即可，支持四噴；

（5）變頻調速簡(jiǎn)單方便，通過(guò)觸摸屏直接設定車(chē)速，無(wú)需更換皮帶輪；

（6）具有超啟動(dòng)功能，滿(mǎn)足大扭矩啟動(dòng)，兼有慢速點(diǎn)動(dòng)功能；

（7）無(wú)需正轉、反轉、星三角交流接觸器，避免了交流接觸器切換火花、易損壞的風(fēng)險；

（8）車(chē)速穩定，電網(wǎng)的波動(dòng)影響??；

（9）支持光電及光纖探緯，采用智能探緯算法，有效提高探緯成功率。

5 實(shí)施效果

（1） 產(chǎn)品質(zhì)量提升：集成送經(jīng)、卷取兩種工藝算法，具有自動(dòng)調整張力和補償功能，有效減少開(kāi)車(chē)痕，提升布匹質(zhì)量。

（2）消除停車(chē)檔：支持變頻超啟動(dòng)，實(shí)現織機啟動(dòng)時(shí)的扭矩超高倍率化，防止停車(chē)檔及第一緯的緯紗松弛。

（3） 張力恒定：實(shí)時(shí)張力控制，經(jīng)軸半徑變化自適應參數修正，張力控制更加平穩、精確，織機運轉更平穩。

（4）兼容性強：集成織機控制器、電子卷取送經(jīng)、主軸驅動(dòng)于一體的整體解決方案，兼容性更好。

（5）變速織造：無(wú)需更換皮帶輪即可滿(mǎn)足不同織造速度及慢速寸動(dòng)速度需求，不同主軸速度適應不同紗線(xiàn)，調節方便，應用靈活。

6 結語(yǔ)

從智能化發(fā)展的大潮來(lái)看，高集成度、高速高精、節能高效、廣兼容性成為噴水織機的未來(lái)發(fā)展方向。

英威騰持續深耕紡織行業(yè)，貼近行業(yè)客戶(hù)需求，深度研究工藝流程，將“工藝”和“工控”相結合，開(kāi)發(fā)出英威騰WS900噴水織機一體化智能電控制系統，為行業(yè)OEM客戶(hù)以及終端用戶(hù)創(chuàng )造價(jià)值，為紡織行業(yè)工藝電子化、裝備智能化、織造智能化保駕護航。

精觀(guān)彩點(diǎn)

深圳市英威騰電氣股份有限公司行業(yè)技術(shù)總監段蘇振

自動(dòng)化博覽：英威騰近年來(lái)在智能裝備行業(yè)的發(fā)展情況如何？取得了哪些突出成績(jì)？

段蘇振：英威騰近年來(lái)積極布局智能裝備行業(yè)相關(guān)產(chǎn)品及解決方案，在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)機器人、智能樓宇、自動(dòng)化碼頭、高端紡織與印包設備等相關(guān)細分市場(chǎng)，形成了有競爭力的產(chǎn)品及解決方案。

英威騰自2008年通過(guò)與行業(yè)龍頭——振華重工建立戰略合作關(guān)系，數十年來(lái)恪盡鉆研，在“智慧港口”建設工作中扮演著(zhù)重要角色，彰顯了英威騰“中國芯”的魅力。英威騰作為第一個(gè)進(jìn)入港口起重工程傳動(dòng)領(lǐng)域的自主品牌。經(jīng)過(guò)數十年的不懈努力，產(chǎn)品不斷迭代升級，英威騰港口起重行業(yè)解決方案的應用業(yè)績(jì)已全面覆蓋國內的集裝箱和散貨碼頭，并在海外的越南、緬甸、印尼、蘇丹、墨西哥、瑞典等國家的集裝箱碼頭和散貨碼頭建立標桿業(yè)績(jì)。近年來(lái)在振華重工總包的廈門(mén)遠海、青島前灣、上海洋山四期等自動(dòng)化碼頭共計181臺AGV關(guān)鍵設備上替代國外主流品牌，得到了全面的配套并受到業(yè)主方的高度認可。目前，英威騰在岸電、輪胎吊、軌道吊、跨運車(chē)、門(mén)座機、皮帶機、卸船機等港口細分行業(yè)的產(chǎn)品及解決方案不斷推陳出新，致力于為港口行業(yè)提供更為專(zhuān)業(yè)細致、物超所值的產(chǎn)品和服務(wù)，讓客戶(hù)更具競爭力。

今年突如其來(lái)的疫情給我們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面造成很大影響，在支持防疫物資生產(chǎn)的工作中，英威騰發(fā)揮了自動(dòng)化領(lǐng)軍企業(yè)的關(guān)鍵作用。英威騰在高端紡織與印包設備的完整解決方案服務(wù)于防疫急需的無(wú)紡布、N95口罩機的應急生產(chǎn)。為保障口罩企業(yè)高效、高速、高質(zhì)運轉，英威騰結合自身優(yōu)勢，深度研發(fā)工藝流程，集合專(zhuān)業(yè)優(yōu)勢力量，以英威騰控制器、伺服、變頻器、觸摸屏為核心，打造出通用的無(wú)紡布平面口罩機、N95口罩機生產(chǎn)線(xiàn)控制系統應用方案。

自動(dòng)化博覽：英威騰在智能裝備領(lǐng)域的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢是什么？應用了哪些先進(jìn)的智能技術(shù)？

段蘇振：英威騰在裝備制造領(lǐng)域的主要優(yōu)勢體現在以下方面：一是布局完整的工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)品線(xiàn)，從云平臺、控制層、現場(chǎng)總線(xiàn)、驅動(dòng)層、現場(chǎng)層，產(chǎn)品線(xiàn)布局完整，且覆蓋智能裝備制造涉及的重工業(yè)、輕工業(yè)領(lǐng)域。英威騰經(jīng)過(guò)數十年的不懈努力，產(chǎn)品不斷迭代升級，在公司確立的冶金、礦山、石油、壓縮機、機床、起重、紡織、印包等重點(diǎn)行業(yè)，形成了完善的產(chǎn)品及解決方案，并且積累了眾多的標桿客戶(hù)資源。二是領(lǐng)先行業(yè)的研發(fā)能力，公司持續加大研發(fā)資源投入，占比30%的研發(fā)人員，可以為用戶(hù)提供快速、專(zhuān)業(yè)的定制化服務(wù)。

英威騰在智能裝備領(lǐng)域應用了下列先進(jìn)的智能技術(shù)：工業(yè)軟件、傳感器技術(shù)、通信技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數據分析、云計算、智能識別等技術(shù)。

自動(dòng)化博覽：智能裝備是高端裝備的核心，也是智能工廠(chǎng)運作的重要手段和工具，隨著(zhù)新一代信息技術(shù)與工業(yè)化的不斷融合發(fā)展，英威騰在智能裝備領(lǐng)域有哪些創(chuàng )新的解決方案？

段蘇振：伴隨著(zhù)裝備制造的產(chǎn)業(yè)升級，英威騰在數字化礦山、油田“四化”、數字化工廠(chǎng)、自動(dòng)化碼頭、工業(yè)機器人、物聯(lián)網(wǎng)、起重機械智能防搖、高端紡織與印包設備等業(yè)務(wù)領(lǐng)域形成了具有競爭力的解決方案。

自動(dòng)化博覽：目前正值中國制造業(yè)轉型升級的關(guān)鍵時(shí)期，也恰是智能裝備發(fā)展的重要時(shí)期，圍繞用戶(hù)需求的發(fā)展與變化，我國智能裝備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也得到了前所未有的重視。您認為智能裝備的發(fā)展現狀還存在哪些問(wèn)題？未來(lái)的發(fā)展趨勢是什么？

段蘇振：智能裝備行業(yè)存在的問(wèn)題：一是與發(fā)達國家相比存在差距。我國智能制造裝備產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新能力薄弱，新型傳感、先進(jìn)控制、關(guān)鍵芯片等核心技術(shù)受制于人，與國外先進(jìn)企業(yè)相比，技術(shù)上仍存在一定的差距。二是企業(yè)規模與競爭力相對較弱。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)在我國起步晚，國內優(yōu)勢企業(yè)數量少，產(chǎn)業(yè)組織結構小，競爭力弱。三是產(chǎn)業(yè)基礎相對薄弱，缺乏行業(yè)內的支持。智能制造裝備產(chǎn)業(yè)基礎薄弱，行業(yè)內的配套企業(yè)整體實(shí)力較弱。四是智能裝備專(zhuān)業(yè)人才匱乏。

未來(lái)，我國智能裝備將呈現出自動(dòng)化、集成化、智能化、綠色化的發(fā)展趨勢。自動(dòng)化體現在裝備能根據用戶(hù)要求完成制造過(guò)程的自動(dòng)化，并對制造對象和制造環(huán)境具有高度適應性，實(shí)現制造過(guò)程的優(yōu)化于柔性生產(chǎn)；集成化體現在生產(chǎn)工藝技術(shù)、硬件、軟件與應用技術(shù)的集成及設備的成套與跨學(xué)科高技術(shù)的集成，從而使設備不斷升級；智能化體現在將傳感技術(shù)、計算機技術(shù)、軟件技術(shù)、云計算“嵌入”裝備中，實(shí)現裝備的性能提升和“智能”；綠色化主要體現在產(chǎn)品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的全生命周期中，資源消耗低、環(huán)境污染少，使企業(yè)經(jīng)濟效益和社會(huì )效益協(xié)調優(yōu)化。

摘自《自動(dòng)化博覽》2020年5月刊