棉花加工過程中的智能化技術應用研究

■張春樂

〔第八師133團，新疆石河子832000〕

棉花加工過程中的智能化技術應用研究

■張春樂

〔第八師133團，新疆石河子832000〕

棉花是我國主要的經濟作物，也是關系到國計民生的戰略物資。同時，作為國民經濟的重要組成部分，棉花加工工業經過幾十年的發展雖然在技術上有了很大改進與提高，但是與世界先進產棉國相比我國的棉花加工水平仍然存在差距，主要體現在生產效率低下、加工設備故障率高、智能化程度低、皮棉品質低等方面，這些差距導致我國的棉紡產品在激烈的市場競爭中處于劣勢。隨著市場競爭日益激烈，紡織企業對原棉品質的要求越來越高、棉花加工廠對人工成本控制更加精細化，為此，從智能化的角度分析、改進并發展我國棉花加工技術具有重要現實意義。

一、我國棉花加工工業現狀

目前，我國普遍采用的棉花加工工藝是在傳統工藝基礎上，充分地吸收了國外棉花加工工藝中的智能檢測、自動化控制、籽棉烘干、皮棉清理等裝置，并結合我國棉花種植、收購的特點制定的。雖然較以往有了改進和提高，但是仍然存在一些問題。通過對棉花加工廠進行實地考察，現將我國棉花加工工業發展現狀與存在的問題作如下總結。

我國現有棉花加工廠的生產規模一般不大，特別是前幾年，由于國家放開棉花經營政策的出臺，部分產棉區“一窩蜂”地新建了大量的小規模棉花加工企業，這些新建的棉花加工企業生產工藝不完善、設備陳舊、技術力量匱乏，其年加工量少且皮棉加工質量很難保證。

國內采用的棉花加工工藝和控制策略較為簡單，適應性不強。棉花加工模式多采用粗放型，在棉花加工過程中缺少必要的在線檢測設備和信息反饋機制，不同等級與回潮率的籽棉采用同一軋花模式，這就導致不同等級的籽棉混級混軋現象嚴重，生產加工出的皮棉索絲、棉結較多，一定程度上影響了皮棉等級的提高，也降低了棉花加工的生產效率。

棉花生產過程中缺乏質量控制系統、自動計量系統、棉花調試系統等智能系統的應用，致使棉花加工企業很難準確核算生產成本，也不能根據不同籽棉、皮棉的質量狀況及時調整和控制加工量。

二、智能化技術在棉花加工過程中的應用

棉花加工也稱籽棉加工，即通過機械作用使籽棉成為皮棉、短絨和棉籽的過程。棉花加工工藝過程可以分為三個階段：籽棉預處理階段、加工階段和皮棉成包階段。針對加工過程中這三個階段，筆者分別進行了智能化應用、升級、改造。

（一）棉花自動化調濕方面

在棉花加工生產過程中，籽棉回潮率、皮棉回潮率都會對整個加工過程造成影響，而實際加工中籽棉、皮棉回潮率都由人工測定，根據檢測結果調節熱風爐的溫度容易造成棉花含水不均勻。在棉花調試過程中，增加必要的在線檢測裝置和智能控制系統，根據在線傳感器反饋的檢測結果實時調整熱風的溫度，既降低能源損耗，又能實現棉花調濕智能化控制。

（二）軋花過程中的在線檢測方面

研究表明，在棉花加工過程中，回潮率、含雜率、軋工質量、成熟度等參數對于最終成包皮棉的質量都有重要影響。研制棉花參數在線檢測裝備及系統，根據軋花生產線反饋的棉花參數指標信息實時調整軋花主機的各項參數，實現有針對性的合理軋花。

（三）軋花生產線智能控制方面

在整個棉花加工生產線上，存在較多的關鍵參數，比如：環境溫濕度、加工主機關鍵參數、棉花的關鍵指標等。完善的軋花生產線智能控制系統應該包括這些參數的檢測，實時在線監控整條棉花加工生產線的運行情況，并根據反饋實時調整主機參數，對于出現的問題能夠及時、準確的報警，并做出相應的處理。

三、我國棉花加工行業技術發展思考與展望

針對國內棉花加工工業存在的問題，為了進一步提高棉花加工過程中的自動化和智能化水平，可以從以下幾個方面進行改進。

采用精細化加工模式代替目前的粗放型加工模式，根據籽棉的實際性狀和市場需求指導棉花加工。首先構建不同性狀等級特征的籽棉棉花加工策略知識庫，根據籽棉的不同狀況采取合適的軋花控制策略，做到“因花配車”；同時對陳舊的棉花加工設備進行自動化改造、升級，以適應系統的總體要求。其次，根據市場對皮棉的需求，配置最佳的棉花加工方案，進而為軋花廠帶來最大的經濟效益。

對吸棉風機電動機構進行變頻改造，根據吸程遠近對電動機進行多段調速，使之能夠在滿足近距離吸棉風量要求的基礎上減少電能的損耗，提高軋花主機的工作效率，縮短棉花加工企業的加工周期。

在棉花加工過程中增加必要的在線檢測裝置與信息反饋環節，對一些重要的棉花指標和設備運行參數，如回潮率、含雜狀況、軋工質量、軋花主電機電流值等進行實時監控，并根據結果反饋給軋花主機，對棉花加工過程采取必要的控制，實現棉花加工過程的自適應控制，此外還可以根據籽棉的不同性狀，創建合適的智能加工方案，指導實際軋花生產過程。

在外吸棉與軋花工序之間增設棉花調濕自適應調節系統。根據在線檢測到的棉花回潮率進行實時判斷，自動調節棉花調濕參數，滿足軋花機對付軋棉花的回潮率要求。提高棉花加工企業應對惡劣天氣的能力，在提高生產效率的同時清雜和軋花，有利于減少皮棉中索絲、疵點的數量，進一步提高皮棉的品質。

四、總結

當今國際棉花加工工業的發展趨勢是加工設備向大型化發展，加工工藝向自動控制和智能控制方向發展。為此，在加工過程中應用智能檢測技術、自動化控制技術，對于提高我國棉花加工工業的自動化和智能化水平，探索一條適合中國棉花的智能化軋花系統，縮小與先進產棉國之間的差距，振興民族產業都具有重要意義。