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摘要：本文介紹英威騰WS900智能型噴水織機電控系統在噴水織機上的應用。噴水織機是采用噴射水柱牽引緯紗穿越梭口的無梭織機，具有車速高、質量優、產值高、看臺多、操作簡便、故障少和數字化顯示等特點，廣泛用于表面光滑的疏水性長絲化纖織物的生產。

關鍵詞：無梭織機；噴水織機；英威騰WS900

1 引言

自1980年國內引入首批日本津田駒ZW100以后，國產噴水織機迅速崛起，在化纖織造領域發揮著舉足輕重的作用，形成以盛澤、長興、秀洲、龍湖、泗陽、平望環太湖產業集群。“晴翻千尺浪，風送萬機聲”、“日出萬匹，衣被天下”就是其生動的寫照。

隨著科技的不斷發展，傳統的噴水織機逐漸走向智能化。智能噴水織機的創新，大大提高了生產效率和成品質量。在中國智造的大潮中，噴織企業可以向著打造智能工廠的方向努力，通過把織造產業與智能裝備、大數據、物聯網相融合，更加有利于環境的保護，實現可持續發展。

圖1 噴水織機設備

2 行業及市場需求

紡織業的發展已經離不開噴水織機的使用，而噴水織機的廢水治理也越來越受到關注。為解決噴水織機廢水帶來的水環境污染問題，實現節能環保、高速高精產出，噴水織機提檔升級迫在眉捷，而這對噴水織機的控制系統提出了全新的需求：

·支持電子送經、電子卷取、伺服機外卷功能，實現高效、平穩織造及更多緯密選擇織造個性化需求；

·支持電子提花、電子多臂功能，滿足多品種切換需求；

·支持變頻超啟動功能，實現不同車速調節，提升織造效率；

·變速織造不需要變換皮帶輪，只需在觸摸屏上直接設置車速即可。

·慢速點動，不損傷織口。

·針對布面出現的開車啟動稀檔、密檔，通過參數調整，徹底解決開車痕。

·開車過程不受外界電壓的影響，不會因電壓變化造成速度上的影響而形成的隱檔，花檔。

·支持自動動尋緯功能。

3 設備結構及工藝分析

噴水織機由開口、引緯、打緯、送經和卷取五大運動機構及相關監測控制等輔助裝置組成。

（1）開口運動：通過凸輪和連桿、多臂、提花等開口機構，在織機上按照織物組織的要求，把經紗上下分開，形成梭口。

（2）引緯運動：通過水的射流，對緯紗產生摩擦力。利用水與紗線表面的摩擦所產生的牽引力，將緯紗引過梭口。

（3）打緯運動：通過打緯機構的擺動實現鋼筘把緯紗推向織口，確定經紗密度和織物幅寬，并控制梭子在梭口中的運動方向。

（4）卷取運動：確定和控制緯紗在織物內部的排列密度，并將已織成的織物引離織口，卷繞到卷布輥上。

（5）送經運動：能根據織物緯密的大小，從織軸上均勻送出相應長度的經紗；同時確定經紗所需的上機張力，在織造過程中保持經紗張力大致穩定。

4 英威騰WS900智能噴水織機電控系統方案與應用

4.1 方案概述

噴水織機電控制系統通常以CPU為控制中樞，將織機的準備、運轉、正轉、反轉、停止、定位制動以及各種故障檢查(主要包括：經紗超張力、左右絞邊、前后廢絲、定長、緯絲檢測等)，通過分析處理后，通過執行元件進行控制。控制系統主要包括織機傳動與制動、織機故障檢測、緯紗探測、邏輯控制、電子儲緯、電子送經、電子卷取等部分。

英威騰WS900智能噴水織機電控系統提供了織機電氣部分的整體解決方案，是新型高速噴水織機控制系統，高度集成噴水電控工藝，電子送經、卷取工藝，花樣板工藝，一體化設計，具有節能、自動補償防開車痕、穩定、調速漸變、安裝和維修方便等特點，適合平機、多臂機、大龍頭電子多臂等多種機型。

主控制器采用32位CPU，運算速度快，控制精度高；7寸彩色觸摸屏界面簡潔直觀，易學易操作。卷取、送經傳動全部采用英威騰高精度的SL212二軸交流伺服系統，克服傳統機械傳動結構的不足，體量小，易安裝，維護量小，節能環保。由于采用了電子卷取送經，可有效消除停車檔、隱檔、開機浪紋等由于張力變化帶來的布匹瑕疵，并用可以實現不用換齒輪就可變緯密的功能。同時，采用了高速響應的變頻器GD200，方便了整機調速，不需要更換皮帶輪，實現了噴水織機變緯密同時變換車速。

由于整個系統采用了高運算速度的主控系統和高速高精的全伺服系統，使得WS900噴水織機電控系統具有緯密調節精度高、編織速度快、織物質量高、維護量小的特點。目前整個系統的設計轉速度可達1000轉每分鐘。

圖2 WS900工藝控制流程

4.2 電氣配置（如圖3所示）

圖3 電氣配置圖

4.3 應用特點

（1）使用永磁伺服直驅電機和專用伺服驅動器，極大簡化了織機的傳動系統，省去了織機的剎車盤、皮帶輪及相關附件，整體結構簡單，維護方便；

（2）整合電子送經、卷取伺服控制系統，具有織物恒張力控制，提高布面質量；

（3）具有變車速、變緯密織造功能，支持多達8種緯密，可對應8種車速，滿足特殊品種織造的需求。

（4）整合了儲緯器花型控制和變壓器，只需外配儲緯頭即可，支持四噴；

（5）變頻調速簡單方便，通過觸摸屏直接設定車速，無需更換皮帶輪；

（6）具有超啟動功能，滿足大扭矩啟動，兼有慢速點動功能；

（7）無需正轉、反轉、星三角交流接觸器，避免了交流接觸器切換火花、易損壞的風險；

（8）車速穩定，電網的波動影響小；

（9）支持光電及光纖探緯，采用智能探緯算法，有效提高探緯成功率。

5 實施效果

（1） 產品質量提升：集成送經、卷取兩種工藝算法，具有自動調整張力和補償功能，有效減少開車痕，提升布匹質量。

（2）消除停車檔：支持變頻超啟動，實現織機啟動時的扭矩超高倍率化，防止停車檔及第一緯的緯紗松弛。

（3） 張力恒定：實時張力控制，經軸半徑變化自適應參數修正，張力控制更加平穩、精確，織機運轉更平穩。

（4）兼容性強：集成織機控制器、電子卷取送經、主軸驅動于一體的整體解決方案，兼容性更好。

（5）變速織造：無需更換皮帶輪即可滿足不同織造速度及慢速寸動速度需求，不同主軸速度適應不同紗線，調節方便，應用靈活。

6 結語

從智能化發展的大潮來看，高集成度、高速高精、節能高效、廣兼容性成為噴水織機的未來發展方向。

英威騰持續深耕紡織行業，貼近行業客戶需求，深度研究工藝流程，將“工藝”和“工控”相結合，開發出英威騰WS900噴水織機一體化智能電控制系統，為行業OEM客戶以及終端用戶創造價值，為紡織行業工藝電子化、裝備智能化、織造智能化保駕護航。

精觀彩點

深圳市英威騰電氣股份有限公司行業技術總監段蘇振

自動化博覽：英威騰近年來在智能裝備行業的發展情況如何？取得了哪些突出成績？

段蘇振：英威騰近年來積極布局智能裝備行業相關產品及解決方案，在工業物聯網、工業機器人、智能樓宇、自動化碼頭、高端紡織與印包設備等相關細分市場，形成了有競爭力的產品及解決方案。

英威騰自2008年通過與行業龍頭——振華重工建立戰略合作關系，數十年來恪盡鉆研，在“智慧港口”建設工作中扮演著重要角色，彰顯了英威騰“中國芯”的魅力。英威騰作為第一個進入港口起重工程傳動領域的自主品牌。經過數十年的不懈努力，產品不斷迭代升級，英威騰港口起重行業解決方案的應用業績已全面覆蓋國內的集裝箱和散貨碼頭，并在海外的越南、緬甸、印尼、蘇丹、墨西哥、瑞典等國家的集裝箱碼頭和散貨碼頭建立標桿業績。近年來在振華重工總包的廈門遠海、青島前灣、上海洋山四期等自動化碼頭共計181臺AGV關鍵設備上替代國外主流品牌，得到了全面的配套并受到業主方的高度認可。目前，英威騰在岸電、輪胎吊、軌道吊、跨運車、門座機、皮帶機、卸船機等港口細分行業的產品及解決方案不斷推陳出新，致力于為港口行業提供更為專業細致、物超所值的產品和服務，讓客戶更具競爭力。

今年突如其來的疫情給我們生產、生活的各個方面造成很大影響，在支持防疫物資生產的工作中，英威騰發揮了自動化領軍企業的關鍵作用。英威騰在高端紡織與印包設備的完整解決方案服務于防疫急需的無紡布、N95口罩機的應急生產。為保障口罩企業高效、高速、高質運轉，英威騰結合自身優勢，深度研發工藝流程，集合專業優勢力量，以英威騰控制器、伺服、變頻器、觸摸屏為核心，打造出通用的無紡布平面口罩機、N95口罩機生產線控制系統應用方案。

自動化博覽：英威騰在智能裝備領域的主要特點和優勢是什么？應用了哪些先進的智能技術？

段蘇振：英威騰在裝備制造領域的主要優勢體現在以下方面：一是布局完整的工業自動化產品線，從云平臺、控制層、現場總線、驅動層、現場層，產品線布局完整，且覆蓋智能裝備制造涉及的重工業、輕工業領域。英威騰經過數十年的不懈努力，產品不斷迭代升級，在公司確立的冶金、礦山、石油、壓縮機、機床、起重、紡織、印包等重點行業，形成了完善的產品及解決方案，并且積累了眾多的標桿客戶資源。二是領先行業的研發能力，公司持續加大研發資源投入，占比30%的研發人員，可以為用戶提供快速、專業的定制化服務。

英威騰在智能裝備領域應用了下列先進的智能技術：工業軟件、傳感器技術、通信技術、人工智能、物聯網、大數據分析、云計算、智能識別等技術。

自動化博覽：智能裝備是高端裝備的核心，也是智能工廠運作的重要手段和工具，隨著新一代信息技術與工業化的不斷融合發展，英威騰在智能裝備領域有哪些創新的解決方案？

段蘇振：伴隨著裝備制造的產業升級，英威騰在數字化礦山、油田“四化”、數字化工廠、自動化碼頭、工業機器人、物聯網、起重機械智能防搖、高端紡織與印包設備等業務領域形成了具有競爭力的解決方案。

自動化博覽：目前正值中國制造業轉型升級的關鍵時期，也恰是智能裝備發展的重要時期，圍繞用戶需求的發展與變化，我國智能裝備產業的發展也得到了前所未有的重視。您認為智能裝備的發展現狀還存在哪些問題？未來的發展趨勢是什么？

段蘇振：智能裝備行業存在的問題：一是與發達國家相比存在差距。我國智能制造裝備產業技術創新能力薄弱，新型傳感、先進控制、關鍵芯片等核心技術受制于人，與國外先進企業相比，技術上仍存在一定的差距。二是企業規模與競爭力相對較弱。智能制造裝備產業在我國起步晚，國內優勢企業數量少，產業組織結構小，競爭力弱。三是產業基礎相對薄弱，缺乏行業內的支持。智能制造裝備產業基礎薄弱，行業內的配套企業整體實力較弱。四是智能裝備專業人才匱乏。

未來，我國智能裝備將呈現出自動化、集成化、智能化、綠色化的發展趨勢。自動化體現在裝備能根據用戶要求完成制造過程的自動化，并對制造對象和制造環境具有高度適應性，實現制造過程的優化于柔性生產；集成化體現在生產工藝技術、硬件、軟件與應用技術的集成及設備的成套與跨學科高技術的集成，從而使設備不斷升級；智能化體現在將傳感技術、計算機技術、軟件技術、云計算“嵌入”裝備中，實現裝備的性能提升和“智能”；綠色化主要體現在產品從設計、制造、包裝、運輸、使用到報廢處理的全生命周期中，資源消耗低、環境污染少，使企業經濟效益和社會效益協調優化。

摘自《自動化博覽》2020年5月刊