数字化纺机和纺织工业的信息化
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| (发布日期：2007-7-31 13:25:29) 来源： |
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纺织技术在历史上经历了两次重大的变革：手工机械化，即手工纺织机器的全面形成；大工业化，即在完善的工作机构发明后开始的近代工厂体系的形成。第一次飞跃约在公元前500年开始於中国，历时10个多世纪在世界普及；第二次飞跃於18世纪下半叶发生于西欧，经历了一个世纪在世界得到了推广。综观纺织技术的发展史，纺织机器在其中扮演了非常重要的角色。
随着科学技术的飞速发展，21世纪纺织工业将在新材料新品种的开发和应用、加工方法的创新和生产规模的两极化等方面发生巨大的变化。这一切，对纺织机械行业提出了新的挑战：
一、 纺织机械的发展新趋势
从2001年10月在日本大阪和新加坡举行的大阪国际纺机展OTEMAS和第一届新加坡国际纺机展ITMA ASIA，我们可以清晰地看到纺织机械的发展趋势：
1．纺织机械处在技术大突破的前夜，一些研究多年的新技术渐趋成熟，如喷气纺纱机、紧密纺纱技术、多相织机、数字喷射印花和大容量纺丝技术等。这些新技术的成熟和推广，将为纺织工业带来革命性的变化。
2．自动化连续化继续是业界人士的追求，自动化和工序间的连续化将有效保证产品质量和减少用工数量，提高纺织工厂的效率。
3．新型控制技术的应用，将大幅提高纺织机械的机电一体化水平，实现纺织机械的数字化，使纺织机械的操作更加方便，重演性更好。
4．纺织工业的信息化建设是未来几年纺织工厂的追求和建设重点，而数字化的纺织机械正是其不可或缺的基础。它将全面提升纺织工厂的管理水平，对工厂的技术、质量、经济和服务推动的进步都将产生直接的明显的推进作用。
二、 数字化纺机是纺织工业跨越式发展的机遇
以CPU为核心的工业控制器、以电力电子技术为基础的新型驱动技术加上工业网络技术是现代先进控制技术的核心。纺织机械和现代先进控制技术的结合，将使纺织机械插上腾飞的翅膀。纺织机械将实现数字化，实现跨越式的发展。
1．以CPU为核心的工业控制器、以电力电子技术为基础的新型驱动技术的应用，彻底改变了传统机械依赖繁复的机械机构和简单的拖动实现控制的现状，机械部件将大幅减少，所谓"以电代机"将得以实现。
以CPU为核心的工业控制器是工业控制系统的核心，它要完成复杂的运算、繁复的逻辑控制、对各种指令的快速实时响应和高速通讯，而高度的可*性则是其最重要的性能指标。PLC、PCC、PC平台等都是常用的工业控制器。
以电力电子技术为基础的新型驱动技术主要体现在变频调速、直流无刷电机调速、伺服控制、直线电机等方面。其主要的技术特征是大功率、高精度和智能化。如涤纶短纤维大容量后处理机中，多单元交流变频调速同步系统装机容量已达4000KVA，单电机功率达800KVA，同步精度优於0.3％，其使用的变频器采用了DC_BUS技术，并内装有功能齐全的应用软件，能满足广泛的需求。
以CPU为核心的工业控制器＋以电力电子技术为基础的新型驱动技术的应用，使得机器的控制愈加方便，结构更趋简单，性能愈来愈优越。很多以前难以实现的功能现在可以轻而易举地变为现实。
2．工业网络技术的成熟和应用，使控制技术的发展实现了质的飞跃。
传统的控制技术，其信息交换的基础是模拟信号，速度慢，抗干扰性能差，较难实现高精度的复杂控制。随着技术的进步，通讯技术逐步进入工业控制领域。但是由于技术的限制和缺乏统一的标准，通讯的低速率和无法同异种机通讯使得控制系统无法实现数字化。
工业网络技术的成熟和应用，使控制技术实现世界性的技术变革得以实现。现场总线技术是其中最重要的部分。
现场总线是连接现场智能设备和自动化控制设备的双向串行、数字式、多节点通信网络，它也被称为现场底层设备控制网络。随着现场总线技术的出现和成熟，促使了控制系统由集散控制系统（DCS）向现场总线控制系统（FCS）的过渡。遵循现场总线协议的控制器和执行器可以组成控制回路，使控制站的部分控制功能下移分散到各个现场，从而减轻了控制站负担，使得控制站可以专职于执行复杂的高层次的控制算法。
现场总线系统具有开放性、一致性、公开性。通信协议一致公开，各不同厂家的设备之间可实现信息交换，通过现场总线可构筑自动化领域的开放互连系统。作为工厂网络底层的现场总线还对现场环境有较强地适应性。它支持双绞线、同轴电缆、光缆、无线和电力线等，具有很强的抗干扰能力。
现场总线系统结构的简化，使其从设计、安装、投运到正常生产运行及检修维护，都体现出极大的优越性。
现场总线的高速通讯能力（如Profibus传输速度最高为12Mb/s）和很强的抗干扰性能，使得系统在保证高的可*性基础上实现了数字化、现场化和分布式控制，性能得到极大的提高。
远程（现场）I/O单元的应用是基于现场总线的控制系统的一大特色，它使工业控制计算机突破了原来的框架限制，整个系统变成了一个巨大的计算机，使控制系统发生了根本的变化。
实现了数字化的纺织机械，可以较方便地跨越工艺know how、加工精度和加工设备庞大投资的障碍，赶上世界纺机的发展步伐，实现跨越式的发展。
我们太平洋机电集团在开发的年产3万吨涤纶短纤维成套设备中，研制了基于现场总线的控制系统，取得了圆满成功。该系统经专家鉴定，达到了国际同类产品的先进水平，同时提升了我集团年产3万吨涤纶短纤维成套设备的技术水平；经济上也产生了极大的带动效应，在该系统的带动下已承接年产3万吨涤纶短纤维成套设备合同总额1.2亿元。
三、 数字化纺机是推进纺织工业信息化的重要基础 <BR></DIV>
纺织工业的信息化建设是未来几年纺织工厂的追求和建设重点，它将全面提升纺织工厂的管理水平，对工厂的技术、质量、经济和服务推动的进步都将产生直接的明显的推进作用。
工厂信息化的基础是数据的实时准确采集。在此基础上，运用计算机技术对数据按需要进行运算处理，得到各种结果并指导我们的工作。多年的工厂信息化建设工作实践表明，工厂信息化建设的瓶颈或关键就在数据不能实时准确地采集，这是*人工和制度不能解决的。从当前的技术能力看，只要解决了数据的实时准确采集问题，工厂信息化就有了基础的保证，就有实现的可能。
前面已经提到，纺织机械自身的技术发展和控制技术的发展，已经使纺织机械的数字化有了市场的要求和技术的保证。随着新型数字化纺机的推广应用，纺织工厂的信息化建设自然而然地具备了重要的基础条件。
我们太平洋机电（集团）有限公司以集团技术中心（上海市级技术中心）为主，正在抓紧研制新一代的数字化纺织机械和支持纺织工厂信息化的设备构架，以下是方案的基本框架。
以上系统的基本技术已经实验验证，并将在2002年10月在北京举行的国际纺机展览会上展出。数字化纺机是世界纺织机械发展的方向，用信息化改造传统工业是传统工业的必由之路。我们作为为纺织工业提供装备和服务的纺机行业，将为实现纺织工厂的信息化做出不懈的努力。 |
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