■關(guān)紀(jì)培

〔邯鄲金獅棉機(jī)有限公司，河北邯鄲056046〕

機(jī)采棉加工智能化管控技術(shù)的研究與應(yīng)用

■關(guān)紀(jì)培

〔邯鄲金獅棉機(jī)有限公司，河北邯鄲056046〕

隨著國(guó)家棉花目標(biāo)價(jià)格補(bǔ)貼政策的實(shí)施，新疆棉花產(chǎn)業(yè)將得到穩(wěn)步發(fā)展，最近十年機(jī)采棉得到快速發(fā)展。

機(jī)采棉與手摘棉相比，存在顏色級(jí)別下降、長(zhǎng)度變短、強(qiáng)度降低、軋工質(zhì)量較差、異纖含量高、短纖含量增加等突出問題。尤其是2015年，由于氣候等原因使得新疆大范圍內(nèi)棉花纖維短，馬克隆值高，棉花質(zhì)量難以滿足下游紡織企業(yè)的需求。新疆棉花如何實(shí)現(xiàn)以品質(zhì)取勝，生產(chǎn)出適合紡織行業(yè)使用的優(yōu)質(zhì)皮棉，是今后推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的重要任務(wù)。在棉花加工環(huán)節(jié)采用信息化技術(shù)、實(shí)現(xiàn)智能化管控、做到因花配車，是提升皮棉質(zhì)量的必由之路，也是我國(guó)機(jī)采棉整體解決方案的重要環(huán)節(jié)。

邯鄲金獅棉機(jī)有限公司根據(jù)新疆機(jī)采棉發(fā)展的實(shí)際需求，開發(fā)了機(jī)采棉加工智能管控系統(tǒng)。該系統(tǒng)于2015年9月在第一師12團(tuán)6臺(tái)型128生產(chǎn)線初步應(yīng)用，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。2016年在第八師142團(tuán)3臺(tái)型168機(jī)采棉生產(chǎn)線安裝的智能管控系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化升級(jí)，以“替代進(jìn)口、本土創(chuàng)新、因花配車、遠(yuǎn)程監(jiān)控、移動(dòng)操作”為設(shè)計(jì)理念，與國(guó)內(nèi)知名紡織儀器專業(yè)公司——陜西長(zhǎng)嶺紡織機(jī)電科技有限公司合作，實(shí)現(xiàn)在線質(zhì)量檢測(cè)工作站的國(guó)產(chǎn)化，圍繞“監(jiān)”、“測(cè)”、“管”、“控”等關(guān)鍵技術(shù)，通過棉花加工全方位視頻監(jiān)管，全環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)采集、檢測(cè)與傳輸，全過程信息化管理，全系統(tǒng)智能化管控，實(shí)現(xiàn)“因花配車”，達(dá)到提質(zhì)、節(jié)能、減員、增效的目的。該系統(tǒng)與使用進(jìn)口設(shè)備相比，可節(jié)省投資100余萬元，具有很高的性價(jià)比。

一、智能化管控系統(tǒng)特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

（一）自主研發(fā)、本土創(chuàng)新

實(shí)現(xiàn)了在線質(zhì)量檢測(cè)工作站的國(guó)產(chǎn)化，減少對(duì)國(guó)外公司的依賴。

（二）通過“因花配車”，實(shí)現(xiàn)“保長(zhǎng)度、提品質(zhì)”的目標(biāo)

根據(jù)籽棉棉花長(zhǎng)度、回潮率、含雜數(shù)據(jù)，系統(tǒng)自動(dòng)生成加工工藝方案，并依據(jù)后續(xù)國(guó)產(chǎn)在線質(zhì)量檢測(cè)籽棉工作站、皮棉工作站的檢測(cè)數(shù)據(jù)反饋，智能調(diào)節(jié)主要設(shè)備運(yùn)行參數(shù)。

系統(tǒng)根據(jù)籽棉回潮率自動(dòng)調(diào)節(jié)熱風(fēng)溫度，保證籽棉付軋的最佳回潮率為7%～8%。

改變傳統(tǒng)通過限制軋花機(jī)喂花頻率方式限產(chǎn)提質(zhì)，根據(jù)棉卷密度智能調(diào)節(jié)軋花機(jī)喂料頻率，在保證加工質(zhì)量前提下實(shí)現(xiàn)加工一致性好和產(chǎn)量最大化。

通過料位檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)喂花機(jī)與軋花機(jī)的喂料頻率聯(lián)動(dòng)協(xié)調(diào)控制，生產(chǎn)線在連續(xù)均衡工況下穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）棉花加工過程的全程信息化

通過智能儀表、傳感器、專用設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)、生產(chǎn)線的工藝參數(shù)和棉花品質(zhì)參數(shù)的在線檢測(cè)、顯示和預(yù)警。

系統(tǒng)提供了運(yùn)行參數(shù)、工藝參數(shù)、棉花品質(zhì)參數(shù)的歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線記錄，并可生成班次生產(chǎn)報(bào)表、百公斤皮棉耗電報(bào)表，并具有故障報(bào)警及故障統(tǒng)計(jì)功能。

所有攝像頭及工控機(jī)畫面全部組成局域網(wǎng)并接入互聯(lián)網(wǎng)，管理者在任何有網(wǎng)絡(luò)的地方都可以使用手機(jī)或電腦進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視。

通過互聯(lián)網(wǎng)授權(quán)，工程師可以利用互聯(lián)網(wǎng)異地遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備工作狀態(tài)，也可以利用遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)升級(jí)設(shè)備程序。

實(shí)現(xiàn)了棉包條碼信息的遠(yuǎn)程顯示和統(tǒng)計(jì)管理。

實(shí)現(xiàn)了籽棉數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)信息的遠(yuǎn)程顯示和統(tǒng)計(jì)管理。

（四）降低能耗、減少堵塞、提高生產(chǎn)效率

系統(tǒng)的“智能節(jié)能”模式可根據(jù)物料狀態(tài)自動(dòng)調(diào)整相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行頻率，從而達(dá)到節(jié)約用電的目的。

系統(tǒng)的檢測(cè)模塊可以起到預(yù)警作用，減少堵塞，防止故障擴(kuò)大。

（五）保障設(shè)備和人員的安全

移動(dòng)操作終端通過鎖定設(shè)備可以避免因操作失誤造成人員傷害和設(shè)備損壞。

多路火星檢測(cè)及報(bào)警，可以預(yù)防火災(zāi)發(fā)生、避免火災(zāi)的擴(kuò)大。

二、智能化管控系統(tǒng)組成及功能

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組織框圖

（一）監(jiān)視模塊

利用數(shù)字高清攝像頭、數(shù)字高清網(wǎng)絡(luò)硬盤錄像機(jī)、中央控制室顯示器、大屏幕拼接屏墻、網(wǎng)絡(luò)云平臺(tái)、工業(yè)VPN路由器等實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)線的本地、遠(yuǎn)程全方位視頻監(jiān)管。

（二）檢測(cè)模塊

系統(tǒng)有獨(dú)立的十大檢測(cè)模塊，通過國(guó)產(chǎn)在線質(zhì)量檢測(cè)籽棉、皮棉工作站可檢測(cè)棉花色澤、回潮率、含雜等信息，實(shí)現(xiàn)棉花的品質(zhì)管理；通過智能儀表、傳感器、專用設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵部位的軸溫、轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓、料位、火星、電壓、電流、頻率、功率等參數(shù)的在線檢測(cè)、顯示和報(bào)警，提高設(shè)備安全運(yùn)轉(zhuǎn)率，為管控系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

（三）管理模塊

通過對(duì)生產(chǎn)線運(yùn)行數(shù)據(jù)、皮棉加工品質(zhì)、棉包條碼信息等數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)自動(dòng)生成報(bào)表和歷史曲線，實(shí)現(xiàn)加工生產(chǎn)線能源管理、信息統(tǒng)計(jì)管理、棉花品質(zhì)管理、安全生產(chǎn)管理方式匯總、計(jì)算、分析，生成各種報(bào)表。

（四）智能控制模塊

智能控制模塊依據(jù)檢測(cè)模塊、管理模塊提供的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線運(yùn)行的自動(dòng)控制、工藝方案的合理選擇、主要設(shè)備運(yùn)行參數(shù)選擇、最佳的籽棉回潮率和軋花機(jī)棉卷密度，實(shí)現(xiàn)因花配車，減少故障停機(jī)次數(shù)，降低能源消耗。

三、結(jié)語

信息化技術(shù)改造傳統(tǒng)棉花加工產(chǎn)業(yè)是時(shí)代發(fā)展的趨勢(shì)，也是提升棉花加工產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水平的客觀需求。邯鄲金獅棉機(jī)將緊密結(jié)合新疆機(jī)采棉發(fā)展的需求，不斷創(chuàng)新完善機(jī)采棉加工智能管控系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)“因花配車”，為用戶創(chuàng)造最大經(jīng)濟(jì)效益，讓棉花創(chuàng)造更多價(jià)值?！?/p>

“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2015BAD19B04）棉花產(chǎn)后增值關(guān)鍵技術(shù)裝備研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化示范。