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1、 纺织空调的智能化数字控制系统摘要 纺织厂空气调节的重要作用之一，就是要控制纺部各工序半制品及成品的回潮率，前后工序的回潮率要相互配合好，以利于纺织生产的顺利进行。温湿度对产品质量的影响是内在的，由于棉纤维自身存在的吸湿性，温湿度对棉纤维的影响直接是工艺、设备、操作等环节从而影响半制品及成品的质量，对温湿度适时调整控制，尤其是利用智能数字化传感网技术可以有效地减少了产品质量的时间差波动，稳定了产品质量。关键词 温湿度 传感器 回潮率1 温湿度对棉纺织生产工艺的影响1.1 对纺纱工序的影响并粗车间为使纤维的柔软性和饱和力增加，粗纱获得比较稳定和均匀捻度，增加强力，便于提高罗拉对纤维的控制力，纤维
2、在牵伸过程中伸直平行，要求相对湿度较大。细纱工序湿度大，纱线与钢丝圈之间以及钢丝圈与纲领之间的摩擦力增加造成飞圈，断头率高，罗拉、皮圈表面附着飞花，牵伸不良，造成粗节纱多、条干不匀；同时皮辊发粘，绕皮辊影响生产，增加工人的劳动强度。所以要求偏小控制。【1】1.2 对织造工序的影响络筒工序要求保持一定的相对湿度，是为了保证并增加纱线的强力和回潮率，有利于清除纱疵。使纱线表面光滑，减少纱线损失。若相对湿度过小，筒子变重纱线吸湿伸长，不易除杂，机件表面沾附飞花且易生锈；若湿度过小，会造成强力下降断头多。此外在上浆和织造事业要严格控制回潮率和温度，否则会影响上浆率和上浆效果。在织造车间回潮率会使坯布的
3、湿度大容易发霉损坏，若回潮率小则会是摩擦变小不利于织造过程的顺利进行。【2】2纺织空调温湿度监测的原理湿度传感器，分为电阻式和电容式两种，产品的基本形式都为在基片涂覆感湿材料形成湿膜。空气中的水蒸汽吸附于感湿材料后，元件的阻抗、介质常数发生很大的变化，从而制成湿敏元件。温湿度传感器选用湿敏电容型传感器，下图为该传感器的结构。 HMC45A温湿传感器外型图工作原理：传感器主要由湿敏电容和转换电路两部分组成。湿敏电容的结构见图2所示。它由玻璃底衬、下电极、湿敏材料、上电极几部分组成。两个下电极与湿敏材料，上电极构成的两个电容成串联连接。湿敏材料是一种高分子聚合物，它的介电常数随着环境的相对湿度变化
4、而变化。当环境湿度发生变化时，湿敏元件的电容量随之发生改变，即当相对湿度增大时，湿敏电容量随之增大，反之减小(电容量通常在4856pf间)。传感器的转换电路把湿敏电容变化量转换成电压量变化。【3】3纺织空调智能化监测方案设计中所需主要硬件模块，及其在监测系统中的作用纺织空调智能化监测设计中主要的硬件模盘主要有温湿度传感器模块、数据智能处理模块、无线网络通信模块、空调温湿度调整系统模块.3.1温湿度传感器模块：温湿度在工农业生产、科研以及办公设备自动化领域中，是一种十分重要的数据。温湿度的测量和控制在纺织生产的智能空调控制和科学研究中应用广泛。温湿度传感器控件由新风温湿度传感器测定温湿度后，系统
5、自动计算新风焓值作为工况区域划分和控制的条件，由室内温湿度传感器检测当前的室内值，并计算虚拟露点和露点焓值。根据新风焓值和虚拟露点温度偏差值，经 PID 算法去调整新、回、排风阀开度和表冷阀开度。3.2无线通信模块在传感器：无线通信模块是在传感器网络中的，包括各个层面的应用和协议。无线通信模块应用于传感器网络的数据通信协议包括物理层、链路层、网络层和应用层。目前各层次协议还没有标准化。另外，无线通信模块消耗的能量在传感器节点中占主要部分，所以考虑无线通信模块的工作模式和收发能耗很关键。与手机、PDA等使用电池方式工作的设备一样，无线传感器节点的无线通信模块必须是能量可控的，并且收发数据的功耗要
6、非常低，对于支持低功耗待机监听模式的有很大优势。3.3数据智能处理模块：针对纺织生产的实际需求，结合先进的技术及应用，现代科技提出了一套高清智能网络化智能监控方案，方案以IP传输网络，H.264协议群为传输基础，是集1080p、720p高清图像、音频监控及对讲、数据叠加、智能化分析及告警、可视化指挥调度为一体的综合型应用系统。通过高清智能处理模块监控方案，可实现视音频及报警信息的采集、传输/转换、显示/存储，进行权限管理，保证信息的安全、可视化的检测事件的应急预案管理和调度等多项功能。通过摄像系统对织造断头频发的区域进行连续监视，通过控制中心和分控中心遥控的方式调整监视区域和事故点，挡车工能实
7、时了解情况并进行监督，一旦发生断头疵点或温湿度不合适等障碍时及时记录 并与检测数据相加同步显示，为调查和处理提供方便，把现场监控模式由传统的单一型、粗放型向综合型、智能化、集约型转变，提高了环境管理的效率，省了人力物力。3.4空调温湿度调整系统模块：通风系统的工作状况直接影响着织造的生产效率和安全生产。车间通风网络的空气动力参数、工作性质、风机的性能曲线、巷道的特性曲线、通风机自身全压值偏差等，都对通风机的风量产生影响。为使通风机能够安全高效地运行，必须对风量进行自动调节以适应上述因素的变化。由于影响风机风量的因素很多，单就通风网络而言，各段巷道变化很大，难以建立被控对象精确的数学模型，可该系
8、统用一个时变的带滞后的大惯性环节来描述，并用程序软件对其进行了大量仿真，所得数学模型与实际调试结果差距很大。因此用常规的控制方法对风量进行自动调节很难达到预期的效果，此我们采用了模糊控制技术依靠传感网对其实现自动调节。【4】 纺织空调智能控制系统在纺织厂节能降耗中的作用，与应用前景展望纺织空调采用自动控制系统可以减少人为的操作弊端，带来管理和技术上的提升，可靠的达到生产工艺的要求。DDC直接数字控制系统在纺织空调中应用是成熟的，开发人员编程方便、控制简单，控制安全可靠。它可以让用户方便的进行操作管理、数据管理、报警管理、报表管理、综合管理，提高企业的新技术应用和综合管理能力。在对国内外温室智能
9、控制进行深入分析的基础上，温室智能化控制存在的诸多因子，我们需要将智能传感器监测和单片机控制相结合，利用温湿度传感器对工业以及生产进行检测。工业现代化的快速发展，正朝着智能化控制的方向发展。传感器是实现测量与控制温湿度稳定的首要环节，是测控系统的关键部件，如果没有传感器对原始信号进行准确可靠的捕捉和转换，系统就无法实现要求的各项功能。工业生产过程中的自动化的测量和控制，大部分主要依靠各种传感器来检测和控制生产过程中的各项参量，使系统工作在最佳的状态下。温湿度传感器技术目前在我国已经逐渐成熟，也可以说结合温湿度传感器对生产车间等环境控制系统现已经投入使用，利用传感器控制以及监测促进纺织生产将成为
10、最佳技术。目前,纺织行业正面临着严峻的挑战,降低成本降低能耗已成为大家的共识。纺织空调系统的节能不仅可以降低能源消耗,增加经济效益,还可以保护环境,减少大气污染。因此,纺织厂空调系统的节能问题就显得很重要。 随着工业自动化程度的不断提高和能源全球性短缺,PLC、变频技术等越来越广泛地应用在机械、纺织、化工、造纸、冶金、食品等各个行业以及风机、水泵等的节能场合,取得了显著的经济效益,发挥着越来越重要的作用。 变频调速具有卓越的调速性能、显著的节电效果、改善现有设备的运行工况、提高系统的稳定性可靠性和设备利用率、延长设备使用寿命等优点,随着应用领域的不断扩大而得到充分的体现,是目前运用最广泛且最有
11、发展前途的调速方式。 变频调速技术用于纺织厂空调系统能够很好的满足纺织车间内温度、湿度、生产工艺和人体舒适的要求,比传统方式具有更大的优越性。风机等设备采用变频调速技术实现节能运行是我国节能的一项重点推广技术,受到国家政府的普遍重视。将变频技术应用于风机、泵类设备驱动控制场合取得了显著的节电效果,是一种理想的调速控制方式,既提高了设备效率,又满足了生产工艺要求,并且因此大大减少了设备维护、维修费用,还降低了停产周期,直接和间接经济效益十分明显。 为达到节能的目的,推广使用变频器已成为各地节能工作部门以及各纺织厂节能工作的重点。参考文献【1】现代棉纺技术基础 中国纺织出版社【2】朱苏康，高卫东. 机织学. 北京：中国纺织出版社，2008【3】马崇启. 纺织机电一体化. 北京：中国纺织出版社，2010.【4】 刘晓华，江亿，等. 温湿度独立控制空调系统 中国建筑工业出版社 2006
