遠信安全、節能的定形機濾網自清理系統
當前,中國制造正處于邁向世界制造第一梯隊的最后階段,正如當年的“德國制造”和“日本制造”,“中國制造”也在重塑自身品牌形象。要想充分參與全球高水平競爭,就必須提質增效,拿出最精銳的力量突圍。

遠信定形機。
定形機的使用是印染生產中必不可少的環節,同時,由該環節產生的環保和生產安全問題一直頗受行業關注。針對這兩個問題,浙江遠信印染機械有限公司的總經理助理柏宇軒講解了基于安全、節能的定形機濾網自清理系統。
目前,印染企業加工1噸針織布約需煤1.5噸,其中定形機約占了40%,工作中織物消耗的熱能占29%,機體熱能消耗占10%,廢氣散發的熱能達到了61%,能源浪費嚴重。
以擁有10臺定形機的中等規模印染企業為例,僅定型工段的年耗電量就達800萬度,而歐洲發達國家同等規模企業,由于采用先進的定型設備及控制技術,其定型工段年耗電量僅為我國的62%左右,能耗差異巨大。同時,定型一般是整個印染過程的最后一道工序,所以,它還在很大程度上影響和決定著產品的質量與性能。
針對定形機的能耗問題,遠信提出了三種定形機的節能方法,分別為直接燃氣燃燒供熱、導熱油加熱改過熱蒸汽加熱、廢氣余熱回收。據悉,在定形機熱烘箱內加裝直接燃燒加熱系統,這樣空氣由燃燒器直接加熱,空氣在熱烘箱內循環短時間就可以達到所需溫度,熱能轉換效率高;過熱蒸汽加熱方式中的蒸汽,可由集中供熱的方式由熱電廠直接供給,熱效率高。使用完蒸汽的排放可通過集中的方式進行收集二次回用,熱能充分利用,是一種比較好的節能減排的方法;余熱回收熱裝置由特殊結構的排風管和2組熱能回收箱組成,在達到廢氣熱能充分回收效果的同時,降低廢氣排放管道對車間的熱輻射,經過熱能回收系統后的廢氣溫度亦可降低60℃~90℃,方便之后的廢氣凈化處理工作。
在定形過程中,布面的短纖維、毛塵在烘箱的空氣內循環過程中,聚積在散熱器上方的過濾網上。現有定形機的抽拉式過濾網或內置式過濾網,均采用定期清理的方式清理毛塵。這樣一來,聚積在過濾網上的毛塵在高溫的情況下極易發生火災,且過濾網的過風量處于不穩定狀態,導致相同工藝條件下產品的一致性差、能耗增加。
采用濾網自清理系統后,回轉式過濾網替代了抽拉式或內置式過濾網,及時將毛塵連續送出烘箱,避免了毛塵聚積產生的火災隱患。該系統取消了所有抽拉式過濾網烘箱部分開口,同時烘箱高度下降15公分,最大程度降低熱損耗;系統內設計毛塵自動收集裝置,徹底減免操作工人的工作量。
由于定形機工作溫度高,毛絮、油脂清理不便,印染企業火災頻發,僅2012年紹興縣共發生定形機火災158次,嚴重影響生命財產安全。
遠信建議,企業應定期檢查定形機烘箱內的導熱油管道和溫控裝置,聘請有資質機構對管道檢測;及時清除機內和排煙管道的油污和飛花,消除火險隱患。對定形機進行技術改造,在排煙管道上增設蒸汽管,一旦發生火災就可打開蒸汽滅火;散熱片上加裝鐵絲網護罩,使其與散熱片有足夠間隙,防止飛花掉在散熱片上引起燃燒。
通過定形機濾網自清理系統的應用,能夠保障濾網的清潔,避免了堵網現象,減少定形機火災安全隱患,提升了產量,保證了質量穩定性。浙江遠信印染機械有限公司是全球獨家擁有定形機濾網自清理系統的公司,該技術已獲得國家發明專利和實用新型專利,對印染企業減少火災隱患、提高產品穩定性、減低能耗、提高自動化程度效果明顯,經濟效益和安全效益可觀。

常州宏大D-S800環錠紡紗線智能在線檢測系統。
印染行業體量較大,對于這樣的行業而言,大數據分析顯得尤為重要。常州宏大科技集團著力在紗線智能在線檢測系統及印染生產數字化管控系統兩方面進行大數據分析。
對于網上無人化作業來說,實現細紗單錠檢測是必然的。“細紗機運作時,所有錠子的狀態在同一時間運轉會有差別,通過對單錠檢測,可實時了解每錠的工作狀態,可對產品質量不一致進行有效控制。”常州宏大董事長顧仁說。
常州宏大在印染方面的數字化管控則集中在環保數字化系統、節能減排數字化系統以及生產過程數字化管控系統三個方面。
“整個印染系統的自動化,主要指單機臺部分,包括速率、影像驗布、對花等,現在生產過程當中很多工藝參數沒有真正實現自動控制,因此,一次成功率問題較為突出。”據顧仁介紹,面料在生產過程中,經常需要在定形機上加工兩三遍,才能達到99%的成品率。“一次成功率的提升,必然能夠在智能化基礎上實現節能減排。”
對于當前的互聯網時代及智能制造,顧仁表示,這些已經開始影響到方方面面,整個社會都在發生質的變化,互聯網支撐社會進入了一個新的時代。未來的制造業一定是適應消費市場的、小規模自動化智能化制造。

杭州開源 “彩虹”數碼印花機 。
信息化管理能夠有效幫助印染企業削減能源成本,促進節能減排、降低企業對熟練工的依賴性,為此,杭州開源電腦技術有限公司一直在倡導印染行業的信息化,為此,該公司要推出了四項產品,包括印染ERP系統、印染生產管控系統、化學品自動配送系統以及新型配套數字化裝備。
據該司經理許昌元介紹,開源印染ERP系統可以收集各種數據進行科學分析,幫助用戶對采購、生產、銷售等企業運營情況達到全面細致真實的了解。印染生產管控系統,則在計劃調度、工藝管理、能源管理和設備監控等方面發揮重要作用。據介紹,計劃調度中心可將生產計劃通過系統下達生產計劃指令到車間現場終端,發生異常實時報警;工藝管理中心通過數字化工藝管理手段,有效的避免生產返修等問題;能源管理中心采用信息化手段在機臺安裝數字化儀表,為生產成本的核算等提供第一手的參考依據;設備監控中心實時監控機臺的運行情況,對于設備包括安裝、調試、運行等進行科學的管理,提高設備利用率。在化學品智能配送方面,杭州開源提供助劑自動配送系統和全自動電腦調漿系統,幫助印染企業提高產品質量和生產效率、實現清潔生產。
“為了改變傳統的印染方式,近幾年開源還推出了藍光制網機、噴蠟制網機、高速導帶數碼印花機等新型數字化裝備,并開發了紡織品掛樣管理系統,幫助紡企實現數字管理。”許昌元說。

西門子自動化產品組合。
應對嚴峻的市場競爭,行業企業在加強核心競爭力的打造,西門子(中國)有限公司作為自動化產品技術服務者,始終從企業優勢技術出發,幫助用戶提升競爭力。據西門子數字化工廠集團負責OEM紡機行業經理孫廣武表示,在核心競爭力打造上,企業應充分利用軟件資源集合產品研發與生產的流程,縮短產品從開發到量產的時間,與此同時,提升產品的可持續性。
在西門子公司的理念中,未來智慧綠色的紡織工廠中,每一臺設備甚至于每一臺設備里面的電器元件將成為網絡的終端,就像手機一樣,只要一個很簡單的數據,就可以從開機情況了解該機型在行業內市場的活躍度,從而預測這臺機型將來是需要增量還是要被淘汰。
此外,透明化的能源管理也是將來數字化工廠一個非常必要的系統。除了可以監控工廠內能源的消耗,還可對設備做出智能診斷。“比方說通過能源管理發現某一臺設備的電機耗電量高于正常的平均值,可以推斷哪部分的故障導致耗電量的增加,做出提前維護從而降低運營成本。”孫廣武說。
事實上,西門子公司在為紡織行業的服務是多方面的,包括化纖、紡紗、織造、染整、非制造等領域裝備提供解決方案。據西門子數字化工廠集團工廠自動化部PMA應用工程師黃巍介紹,西門子有很多硬件產品在支持智能制造技術,例如SIMOTION 運動控制器、SINAMICS 驅動產品、SIMOTION IT & Web技術等。在借助這些硬件產品打造的無紡布絲網印刷車間的案例中,西門子通過SINAMICS系列的驅動和控制實現了基于角同步運行印花網版的最佳印花效果,高效實現特定需求。

歐姆龍NJ系列運動控制器。
在歐姆龍主管工程師陳文綺看來,中國制造業需要從工業2.0到工業3.0再慢慢進入工業4.0。若想盡快實現工業4.0,除了在MES系統、ERP系統上加快步伐,對工業2.0和3.0的一些基礎設施的改建和計劃也必不可少。
據介紹,在打造工業4.0的過程中,歐姆龍可以提供統合型Automation Platform,為MES、ERP系統的分析提供實時有效的數據源。同時,在SYSMAC平臺上統合智能傳感、智能器件技術,實現故障預警機制。針對故障高發器件,歐姆龍的NG系統專門設置功能塊的分析,對某個環節的故障進行預警,最大程度縮減停機時間。
隨著紡機出口越來越多,安全性被放在了和生產效率同等重要的位置,一些發達國家對于設備的安全性要求非常高。歐姆龍有針對性地進行產品提升,比如企業推出的最新款的安全光幕,本身機身非常堅固,且有IP67的防水等級,在潮濕的環境下,也不容易引起故障。
能源可視化系統也是歐姆龍環境事業部非常重要的組成部分。該系統可以監測現場的電力、溫度、壓力、風量等生產信息,通過智能電表或模擬數據面板,采集這些數據,最終上傳到控制系統,實現能源信息實時可視化。

富怡全自動縫紉機。
相比剛性材料而言,柔性材料處理難度較大,柔性材料的加工方法的研究人員和機構少之又少,這也是柔性材料加工設備自動化程度與剛性材料加工設備差距大的重要原因。
富怡集團旗艦公司天津寶盈電腦機械有限公司一直致力于柔性材料的代表——服裝面料的加工手段及加工設備研發。據該公司總經理王俊玲介紹,目前服裝加工在縫前和縫后的環節已經基本上實現單個模塊自動化,但是作為服裝加工的中心工序,縫制工序大部分仍多處于手工作業階段,使用了整個生產線70%的勞動力,因此,實現縫針環節的自動化顯得尤為迫切。
面對招工難、用工貴,作業方式老化,生產效率低等一系列的問題,產業升級的唯一出路就是機器換人。機器換人將實現一人多機甚至一人一條流水線的作業。
據介紹,柔性制造系統是一個自動化的生產制造系統,適用于多品種、小批量生產,能夠節約設備成本。富怡集團的目標即是實現“雙柔”,即在服裝家紡制造領域中實現柔性材料的柔性制造。在柔性布料加工的縫制設備領域,引進柔性制造的概念,利用可編程的數控加工設備和計算機控制系統組成的自動化制造系統,實現服裝加工的自動化生產。
在探索柔性制造的過程中,富怡第四代縫紉機在縫制工序中最具代表性。該機器完全做到設計電腦化,應用獨立的電腦編程,做到運料自動化、縫紉智能化、縫料識別自動化、縫紉策略調整自動化,且實現了信息化,讓管理者了解整個生產過程,做到生產數據實時掌控,同時可以配合各種家具應用,使縫紉更加靈活。第四代縫紉機和富怡的模板CAD系統、激光切割模板一起,構成了富怡全自動縫紉系統。
對于“智能化是大勢所趨”,這一觀點人們毫無爭議,很多行業企業也已投身其中,且對于智能化的追隨熱忱甚高,這樣的狀況驗證了我們的企業正在“順勢而為”。
“順勢”自然是看出了宏觀方向,但是“為”的狀態是否契合大勢和自身的現狀?今天,這個問題已引發行業熱議,著實需要企業沉下心去好好分析這個“智能制造”的步伐怎么邁,理清哪些資源可以有效地引導企業去做好這樣的決策。
此次2015中國紡機工業自動化論壇是集合了這些資源的。就方向而言,工信部裝備司呂鵬在對《中國制造2025》分析中重點提出的創新中心、工業強基、智能制造、綠色制造以及高端裝備這五大工程,讓人們可以清晰看清國家對于制造業的支持方向,行業企業是否能夠有所感悟?
從行業層面看,中紡聯副會長高勇提及的行業“十三五”力推的六條智能生產線,則更為細化地給出了行業企業的發展路徑,當然,這些路徑是中國乃至全球紡織業未來發展的需求方向,但其中也包含了在化纖、印染,針織、紡紗、產業用、服裝制造等領域中,尚需裝備企業去努力攻關的信息。
至于方法,美國辛辛那提大學特聘教授對于工業4.0特質的分析,也給人們帶來了著力技術提升或者產品創新的新思路,其實,這個點是我們行業企業早已有所認知,就是如何滿足客戶需求,所不同的是,我們該轉換模式去滿足需求,要依靠一些新的技術手段和方法去實現這一目標。(袁春妹/文)