在工業(yè)飛速發(fā)展的今天，紡織印染業(yè)在我國(guó)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中仍然有著舉足輕重的地位。紡織印染業(yè)是深加工、精加工以及提高紡織品附加值的關(guān)鍵行業(yè)，更是我國(guó)出口創(chuàng)匯的重要組成部分。

　　我國(guó)每年都需要進(jìn)口大量的高檔服裝面料，這主要是由于我國(guó)印染工藝和設(shè)備落后，尤其是自動(dòng)化程度低、工藝參數(shù)在線檢測(cè)水平差造成的。因此，利用先進(jìn)的在線檢測(cè)技術(shù)改造紡織印染業(yè)、提升印染后整理技術(shù)勢(shì)在必行。

　　在染整前處理、染色、定形等過(guò)程中，一些工藝參數(shù)（如溫度、液位、染色機(jī)的色差、定形機(jī)的織物表面溫度等）的在線檢測(cè)轉(zhuǎn)換和及時(shí)控制處理，一直是印染后整理的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。其主要要求是染整加工時(shí)，在參數(shù)快速變化過(guò)程中對(duì)參數(shù)信號(hào)的檢測(cè)、轉(zhuǎn)化能及時(shí)控制處理，并且能穩(wěn)定可靠的工作。

　　溫度的在線測(cè)控

　　根據(jù)不同工藝要求，染整機(jī)械中需要測(cè)控的參數(shù)很多，如溫度、緯斜（緯?。⑸?、起皺、縮水等。其中，對(duì)于溫度的控制最為重要。這是因?yàn)闇囟仁强刂迫菊に囘^(guò)程的關(guān)鍵指標(biāo)。溫度控制不僅能夠提高產(chǎn)品質(zhì)量，代替人力資源，還有利于能源的節(jié)約。染整工藝過(guò)程中的溫度在線測(cè)控有烘房?jī)?nèi)氣氛溫度和布身溫度的測(cè)控、烘筒熱輥的溫度測(cè)控、紅外輻射測(cè)量布面及預(yù)縮承壓輥表面溫度、導(dǎo)熱油加熱系統(tǒng)的溫控等幾種形式。

　　為了滿足織物高效、節(jié)能的烘燥、定形，布身的溫度控制比烘房?jī)?nèi)氣氛溫度更重要。傳統(tǒng)的鉑熱電阻或熱電偶在烘房?jī)?nèi)采集到的是烘房?jī)?nèi)的氣氛溫度，其數(shù)值有別于布身溫度。通過(guò)對(duì)一臺(tái)熱定形機(jī)進(jìn)行布面溫度與烘房指示溫度的同時(shí)監(jiān)測(cè)，所測(cè)試結(jié)果顯示，布面最高溫度與烘房指示溫度相差23～26攝氏度，且烘房?jī)?nèi)溫度升溫速度相對(duì)較快，而出烘房時(shí)烘房溫度則較低。

　　軋光機(jī)一般采用中空電加熱方案，溫度采樣傳感器安置在電熱輥內(nèi)；使用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，慣性滯后??；能較快的測(cè)出電熱元件功率變化所引起的溫度變化，調(diào)節(jié)系統(tǒng)易于整定；能有效地抑制電網(wǎng)波動(dòng)所引起的溫度波動(dòng)。但是，由于內(nèi)腔與輥面存在溫差，當(dāng)升溫達(dá)到設(shè)定溫度值后，電加熱轉(zhuǎn)換成保溫階段，這樣使輥表面溫度的提升需花費(fèi)很長(zhǎng)的非工藝等待時(shí)間。當(dāng)工藝車速發(fā)生改變后，電熱輥內(nèi)腔溫度雖然保持不變，但是熱輥表面熱平衡的變化會(huì)導(dǎo)致處理織物的熱輥表面工藝段的溫度變化。

　　紅外輻射測(cè)量布面溫度也是一種先進(jìn)的方法。不論烘房的熱源是熱風(fēng)還是輻射能源，它所采集的溫度都是布身溫度。在測(cè)量的路徑上，由于氣氛的吸收、煙霧、灰塵散射等原因所引起的衰減，以及環(huán)境溫度的影響等等，測(cè)量將會(huì)出現(xiàn)一定的溫差。為了消除此誤差，常采用比色法，也就是采用具有雙通道的測(cè)量裝置，每條光路都帶有適當(dāng)?shù)臑V塵片，分別測(cè)量目標(biāo)輻射和標(biāo)準(zhǔn)黑體輻射的一個(gè)單色輻射功率，用兩者之比值代替上述方法中的輻射功率，進(jìn)行溫度定標(biāo)，并進(jìn)而確定溫度。

　　熱定形機(jī)加熱和溫控的對(duì)象是循環(huán)風(fēng)，而導(dǎo)熱油加熱爐的導(dǎo)熱油溫度和流量是恒定的。從加熱爐來(lái)的導(dǎo)熱油從進(jìn)油管經(jīng)三通分流調(diào)節(jié)閥進(jìn)入熱交換器，通過(guò)熱交換器與循環(huán)風(fēng)進(jìn)行熱交換，將熱傳遞給循環(huán)空氣。當(dāng)循環(huán)風(fēng)溫度過(guò)高時(shí)，鉑熱電阻傳感器將溫度信號(hào)輸送至溫度控制儀表，通過(guò)設(shè)定值與設(shè)定值PID自整定演算，一方面通過(guò)顯示器顯示出測(cè)定值，一方面控制三通分流調(diào)節(jié)閥的電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。通過(guò)調(diào)節(jié)三通分流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)啟度，使進(jìn)入熱交換器的一路關(guān)小，而直接回油的一路開(kāi)大，從而使循環(huán)熱風(fēng)溫度下降。當(dāng)循環(huán)熱風(fēng)溫度下降到某一范圍時(shí)，溫控儀表PID自整定演算使三通分流調(diào)節(jié)閥做出相反動(dòng)作。在加熱溫度控制系統(tǒng)中，三通分流調(diào)節(jié)閥通過(guò)對(duì)熱交換器的熱油流量及閥的直接回油量的控制，實(shí)現(xiàn)烘房溫度的自控。

　　我國(guó)的在線檢測(cè)技術(shù)

　　目前，我國(guó)染整設(shè)備的自動(dòng)化控制水平已全面進(jìn)入一個(gè)以交流變頻調(diào)速、伺服傳動(dòng)、PLC、觸摸屏人機(jī)界面為代表的數(shù)字化控制時(shí)代。該水平已經(jīng)基本接近國(guó)外水平，所不足的是國(guó)外已普遍采用現(xiàn)場(chǎng)總控制系統(tǒng)，而我國(guó)這方面才剛剛起步?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)除了一些常規(guī)的項(xiàng)目如速度、溫度、液位等參數(shù)的測(cè)控外，專用的在線監(jiān)控項(xiàng)目處于初步階段，如：自動(dòng)化控制和程序控制較差，在線監(jiān)控沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)；遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷技術(shù)不成熟；定量滴定、自動(dòng)加料沒(méi)有配套。這些在很大程度上限制了染整機(jī)械機(jī)電一體化水平的提高，也影響了織物的最終加工質(zhì)量。

　　目前亟須解決的關(guān)鍵問(wèn)題是研制出能夠快速檢測(cè)溫度、色差、堿濃度、雙氧水濃度等參數(shù)的傳感器件。這就需要物理、化工、電子等跨行業(yè)的技術(shù)合作。雖然國(guó)外有成熟產(chǎn)品問(wèn)世，但是其昂貴的價(jià)格使很多小型紡織印染企業(yè)望而卻步。同時(shí)，國(guó)外的測(cè)量系統(tǒng)也存在與國(guó)內(nèi)企業(yè)的兼容問(wèn)題。因此，研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)且適合我國(guó)國(guó)情的染整設(shè)備工藝參數(shù)在線檢測(cè)系統(tǒng)已是迫在眉睫。為此，國(guó)內(nèi)的很多科研人員以及大中型企業(yè)開(kāi)始對(duì)在線檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行不斷地改進(jìn)和研發(fā)。

　　近年來(lái)，我國(guó)在染整工藝技術(shù)與設(shè)備方面也取得了明顯的進(jìn)展，電子技術(shù)的應(yīng)用范圍也不斷擴(kuò)大。國(guó)產(chǎn)印染設(shè)備速度的閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)了高精度同步傳動(dòng)，溫度、濕度、濃度、液位、張力等參數(shù)也實(shí)現(xiàn)了在線檢測(cè)和控制。這些技術(shù)既可用于新設(shè)備配套也可用于老設(shè)備改造。設(shè)備的在線檢測(cè)和控制可以提高織物平衡含水率，符合最佳給色量，符合優(yōu)質(zhì)、低成本的標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，機(jī)電一體化程度有了一定的提高，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中強(qiáng)調(diào)模塊化、積木化，突出環(huán)境保護(hù)，電氣拖動(dòng)穩(wěn)定可靠，張力可調(diào)，使人、機(jī)、環(huán)境得以充分協(xié)調(diào)，開(kāi)發(fā)了一批新技術(shù)和新設(shè)備。

　　常州宏大電氣有限公司研制出一種基于張力監(jiān)控的同步傳動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)以“恒張力”為基礎(chǔ)的同步傳動(dòng)系統(tǒng)來(lái)取代現(xiàn)有的“恒線速”同步系統(tǒng)。杭州開(kāi)源電腦技術(shù)有限公司自主開(kāi)發(fā)的自動(dòng)調(diào)漿技術(shù)和系統(tǒng)，可準(zhǔn)確控制調(diào)漿工藝參數(shù)。調(diào)色系統(tǒng)可用母色達(dá)28種以上，使用全電腦控制，小樣調(diào)漿量為5～3000克，生產(chǎn)調(diào)漿每分鐘可調(diào)漿料25公斤，顯著提高了調(diào)漿速度和印染產(chǎn)品質(zhì)量。西安德高佳美印染有限公司開(kāi)發(fā)的堿濃度計(jì)算機(jī)在線監(jiān)控系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，整機(jī)控制采用大尺寸彩色液晶觸摸屏，顯示直觀、操作方便、狀態(tài)一目了然，實(shí)現(xiàn)了不過(guò)量的最佳控制，具有高精度、高穩(wěn)定性。

　　高新技術(shù)的迅速發(fā)展帶動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的融合和染整設(shè)備的迅速發(fā)展。從目前國(guó)際染整工業(yè)加工設(shè)備和工藝技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展看，染整工業(yè)已整體上進(jìn)入一個(gè)用高新技術(shù)裝備改造傳統(tǒng)染整加工設(shè)備和工藝的新時(shí)期。先進(jìn)的在線測(cè)控技術(shù)，可以及時(shí)得到工藝參數(shù)，并對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，大大改善染整質(zhì)量、降低消耗、提高制成率，達(dá)到較高的重現(xiàn)性和工藝穩(wěn)定性。印染機(jī)械和工藝技術(shù)的有機(jī)結(jié)合可以廣泛應(yīng)用自動(dòng)控制和在線檢測(cè)技術(shù)，滿足快速反應(yīng)和印染企業(yè)信息化要求，達(dá)到提升印染產(chǎn)品附加值的目的。

　?。闻d出入境檢驗(yàn)檢疫局 徐明 東華大學(xué) 陳若陽(yáng)）