布料印染高温烘干定型工艺中湿度自动监控的解决方案
日期：2008-9-11 8:48:37 来源：中国自动化网
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印染工艺指在生产过程中对各类纺织材料（纤维、纱线、织物）进行物理和化学处理的总称，包括对纺织材料的前处理、染色、印花和后整理过程，统称为印染工艺。
在后整理过程中有一个重要的过程，即高温烘干定型过程。该过程对温湿度要求比较严格（湿度尤为重要），湿度根据不同布料大约控制在50-90之间；温度大约控制在150-250度之间。如果，温湿度控制不稳定，或不满足所生产布料所要求德温湿度，则会导致生产布料会出现质地不均匀，缩水等严重质量问题。但目前大多数的印染厂包括大部分的印染机械生产厂家所采用的设备对温湿度的调节方式都为简单的手动调节方式。具体调节是由设备顶部的排气风机控制的，排气管道上装有手动的调节阀门，当设备里边湿度过大时，调节阀门角度使通风量增大，这样降低了设备里边的湿度，反之减小调节阀门的角度，但风机要求一直转动中。这样，需要操作人员实时对出料口的布料进行检测，一旦操作人员有所疏忽将造成不可估量的损失。类似情况曾在印染行业层出不穷！
九纯健科技根据印染行业对温湿度有特殊要求这一需求，组织对纺织、印染工艺方面经验丰富的工程师经过大量的现场试验，开发出了纺机专用湿度自动控制系统。
本系统对湿度测量传感器、智能监控调节仪表等系统部件都采取了特殊的措施，使之能稳定运行于纺织、印染行业高温、高湿、高电磁干扰、高静电干扰等的特殊环境中。
系统功能: (系统框图如图2所示)
该系统采用JCJ200Y高温型测试装置，将被测环境中的气体通过采样风机采到采样室，然后通过分析调理后把湿度信号送中央集中控制仪。中央集中控制仪采用JCJ600P型智能数字调节仪根据被采集的湿度信号采用模糊控制和PID传统控制相结和的方式，输出以连续变化的模拟电压或电流控制信号。该控制信号可直接送到设备的排气风机的驱动执行机构—交流马达驱动器（变频器）。通过调整变频器功率负载输出的频率的大小来调整排气风机的转速，以达到对被测环境的湿度的自动监控功能。该系统具有较低的启动电流、较低地启动扭力和谐波冲击（内置直流电抗器）等众多优点，能很好的解决机械设备高能耗，特别是耗电严重的问题。 ?
系统配置: （系统结构示意图如图1所示）
*高温湿度采样部分：
功能： 采集设备中需要监测部分的空气湿度信号；采样形式：通过耐高温全封闭采样风机，将被测环境样气采集到测量室内。在采样室中装有耐高温湿度测量探头，湿度探头通过对样气的分析测量通过变送调理电路送出标准模拟电压信号；
*智能调节控制部分： 功能： 通过对湿度采样信号的分析，运算输出连续的电压或电流控制信号。
控制系统介绍：该调节系统采用模糊控制理论和传统PID控制相结合方式，具备高精度自整定功能，使控制过程具有相应快、超调小、稳态精度高的优点，对常规PID难以控制的大纯滞后对象有明显的控制效果。采用软硬件结合方式，对高电磁、高静电等干扰有很强的适应能力；外壳部分为优质冷轧钢板经静电喷塑工艺加工而成，外观优美大方，操作方便。
*调节控制风机执行机构：
功能: 通过智能交流马达驱动器（变频器）接受控制系统给出的连续的类比电压或或类比电流控制信号，输出大功率的三相或单相交流电压，通过变频方式驱动排湿风机。
智能马达驱动器介绍：（智能马达驱动器）变频器是运用近代电力电子与微电脑控制技术的一项新兴产品，主要用在各种工业和民生的机械设备上。其用途在于借着它改变供电频率，来控制电机转速，进而达到提升机械自动化程度与节约能源的目的。主要应用于纺织设备、自动化流水线等领域。具有稳定性好、操作简单等特点。其优点如下：
l.独特的过载能力、150%，60秒（针对特殊产业） 2.高可靠度及较低能源损失（最新一代IGBT模组） 3.输出频率0.1-120HZ、自动稳压调节输出 4.18.5KW—75KW内建直流电抗器 5.内建2个完全绝缘及独立的大电流（1A）类比输入，并可合成运算 6.所有I/O端子皆为绝缘保护且具有优越的抗扰性 7.可设定的V/F曲线与3次方V/F曲线 8.双接地端子及完整的保护功能
系统性能参数：供电电压：交流220V 系统功耗：≤10W 负载驱动能力：0.75KW-20KW交流负载湿度测量准确度：±3%RH 湿度测量范围：10-99.9%RH 系统分辨率：±0.1%RH 湿度控制波动度：±2%RH 被测气体温度范围：≤600℃ 系统工作环境温度：-40-70℃ 系统工作环境湿度：10-90%RH
系统安装几点说明：控制主机箱安装注意事项：控制主机箱处温度最好低于60℃，JCJ200Y高温测湿装置信号输出线采用屏蔽三芯线，在控制主机箱处接地。
湿度采样部分安装注意事项：
将JCJ200Y高温测湿装置的进气口连接一2-5米6分铝塑管，管的另一端接到离设备排气风机3-4米处。测湿装置的出气口处接一2-5米铝塑管然后将管口接回被测气体的风道。注意该设备所处环境温度不得高于70℃。所采样气体温度不高于600℃。
安装过程一定要注意：测湿装置的进气口水平位置一定不低于采样管与被测环境对接的接口位置，另外采样管道要高于该接口；如果被监测设备对密闭性要求不太严格，测湿装置的采样回气口可不用把气体引回到被测设备，直接排放到空气中即可。示意图如下：
结语
该系统已在纺织机械的纱锭烘干，印染后整理过程中的燥洗、高温烘干定型等工艺过程中成功应用两年以上,监控效果令人满意。由于引进了自动化系统，纺织印染厂业主可削减现场员工。印染质量得到了提高。与那些在便宜劳动力市场建设的工厂相比，他的工厂有了竞争力，抱怨工作条件恶劣的员工大量减少。
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在后整理过程中有一个重要的过程，即高温烘干定型过程。该过程对温湿度要求比较严格（湿度尤为重要），湿度根据不同布料大约控制在50-90之间；温度大约控制在150-250度之间。如果，温湿度控制不稳定，或不满足所生产布料所要求德温湿度，则会导致生产布料会出现质地不均匀，缩水等严重质量问题。但目前大多数的印染厂包括大部分的印染机械生产厂家所采用的设备对温湿度的调节方式都为简单的手动调节方式。具体调节是由设备顶部的排气风机控制的，排气管道上装有手动的调节阀门，当设备里边湿度过大时，调节阀门角度使通风量增大，这样降低了设备里边的湿度，反之减小调节阀门的角度，但风机要求一直转动中。这样，需要操作人员实时对出料口的布料进行检测，一旦操作人员有所疏忽将造成不可估量的损失。类似情况曾在印染行业层出不穷！
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九纯健科技根据印染行业对温湿度有特殊要求这一需求，组织对纺织、印染工艺方面经验丰富的工程师经过大量的现场试验，开发出了纺机专用湿度自动控制系统。
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本系统对湿度测量传感器、智能监控调节仪表等系统部件都采取了特殊的措施，使之能稳定运行于纺织、印染行业高温、高湿、高电磁干扰、高静电干扰等的特殊环境中。
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系统功能: (系统框图如图2所示)
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该系统采用JCJ200Y高温型测试装置，将被测环境中的气体通过采样风机采到采样室，然后通过分析调理后把湿度信号送中央集中控制仪。中央集中控制仪采用JCJ600P型智能数字调节仪根据被采集的湿度信号采用模糊控制和PID传统控制相结和的方式，输出以连续变化的模拟电压或电流控制信号。该控制信号可直接送到设备的排气风机的驱动执行机构—交流马达驱动器（变频器）。通过调整变频器功率负载输出的频率的大小来调整排气风机的转速，以达到对被测环境的湿度的自动监控功能。该系统具有较低的启动电流、较低地启动扭力和谐波冲击（内置直流电抗器）等众多优点，能很好的解决机械设备高能耗，特别是耗电严重的问题。 ?
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系统配置: （系统结构示意图如图1所示）
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*高温湿度采样部分：
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功能： 采集设备中需要监测部分的空气湿度信号；采样形式：通过耐高温全封闭采样风机，将被测环境样气采集到测量室内。在采样室中装有耐高温湿度测量探头，湿度探头通过对样气的分析测量通过变送调理电路送出标准模拟电压信号；
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控制系统介绍：该调节系统采用模糊控制理论和传统PID控制相结合方式，具备高精度自整定功能，使控制过程具有相应快、超调小、稳态精度高的优点，对常规PID难以控制的大纯滞后对象有明显的控制效果。采用软硬件结合方式，对高电磁、高静电等干扰有很强的适应能力；外壳部分为优质冷轧钢板经静电喷塑工艺加工而成，外观优美大方，操作方便。
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功能: 通过智能交流马达驱动器（变频器）接受控制系统给出的连续的类比电压或或类比电流控制信号，输出大功率的三相或单相交流电压，通过变频方式驱动排湿风机。
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智能马达驱动器介绍：（智能马达驱动器）变频器是运用近代电力电子与微电脑控制技术的一项新兴产品，主要用在各种工业和民生的机械设备上。其用途在于借着它改变供电频率，来控制电机转速，进而达到提升机械自动化程度与节约能源的目的。主要应用于纺织设备、自动化流水线等领域。具有稳定性好、操作简单等特点。其优点如下：
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l.独特的过载能力、150%，60秒（针对特殊产业） 2.高可靠度及较低能源损失（最新一代IGBT模组） 3.输出频率0.1-120HZ、自动稳压调节输出 4.18.5KW—75KW内建直流电抗器 5.内建2个完全绝缘及独立的大电流（1A）类比输入，并可合成运算 6.所有I/O端子皆为绝缘保护且具有优越的抗扰性 7.可设定的V/F曲线与3次方V/F曲线 8.双接地端子及完整的保护功能
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系统性能参数：供电电压：交流220V 系统功耗：≤10W 负载驱动能力：0.75KW-20KW交流负载湿度测量准确度：±3%RH 湿度测量范围：10-99.9%RH 系统分辨率：±0.1%RH 湿度控制波动度：±2%RH 被测气体温度范围：≤600℃ 系统工作环境温度：-40-70℃ 系统工作环境湿度：10-90%RH
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系统安装几点说明：控制主机箱安装注意事项：控制主机箱处温度最好低于60℃，JCJ200Y高温测湿装置信号输出线采用屏蔽三芯线，在控制主机箱处接地。
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湿度采样部分安装注意事项：
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将JCJ200Y高温测湿装置的进气口连接一2-5米6分铝塑管，管的另一端接到离设备排气风机3-4米处。测湿装置的出气口处接一2-5米铝塑管然后将管口接回被测气体的风道。注意该设备所处环境温度不得高于70℃。所采样气体温度不高于600℃。
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安装过程一定要注意：测湿装置的进气口水平位置一定不低于采样管与被测环境对接的接口位置，另外采样管道要高于该接口；如果被监测设备对密闭性要求不太严格，测湿装置的采样回气口可不用把气体引回到被测设备，直接排放到空气中即可。示意图如下：
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结语
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该系统已在纺织机械的纱锭烘干，印染后整理过程中的燥洗、高温烘干定型等工艺过程中成功应用两年以上,监控效果令人满意。由于引进了自动化系统，纺织印染厂业主可削减现场员工。印染质量得到了提高。与那些在便宜劳动力市场建设的工厂相比，他的工厂有了竞争力，抱怨工作条件恶劣的员工大量减少。
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