紡織工業自動化及對儀表的需求

1 概述

　　紡織工業是加工天然纖維和制造、加工化學纖維的工業。紡、織、印、染是對天然纖維進行加工的過程，其連續性較差，自動化水平低，是勞動力密集型的生產過程。化纖生產是制造纖維的生產過程，是一個多機臺、長流程、連續性很強的生產過程，具有較高的自動化水平。

2 化纖自動化的發展與現狀

　　從60年代初到70年代中期，在我國化纖生產過程中，主要是電動單元組合儀表和氣動單元組合儀表混合使用，以工段為單位設置控制室，進行集中控制。從70年代后期開始，逐步以電動儀表為主，以車間或裝置為單位進行集中控制，并在大型化纖項目中開始采用集散型控制系統（DCS）。到80年代后期才開始采用質量流量計、智能變送器和數字式顯示調節儀表等，同時更多地采用了在線分析儀表。現在在新建的大、中型化纖項目中，基本上都采用了DCS。
　　在引進項目帶動下，在化纖生產過程中所有采用的現場儀表和控制系統，從硬件來看基本上達到了*水平。但還存在著兩個主要問題：
　　1） DCS的應用水平較低，基本上是代替常規儀表的作用。
　　2） 在新建的大、中型化纖項目中，所采用的儀表有80%以上是進口的，所采用的DCS和PLC幾乎全部是進口的。
　　因此，如何提高DCS的應用水平，以提高經濟效益；在儀表選取型中，如何提高國產化率，降低投資，并促進我國自動化信箋遙發展，是急待解決的問題。

3 提高DCS應用水平的途徑

　　在化纖生產過程中，普遍地采用了DCS，但其作用主要是進行簡單的PID控制、串級控制、比值控制、參數或狀態顯示，光報警、遠方操作和打印報表等，遠沒有充分發揮DCS應有的作用。今后可從下述幾方面提高DCS應用水平。

　　1） 利用DCS較強的和開放的通信功能，使全廠DCS組成監控網絡，并與以管理為主的信息網絡一丐，形成一個管控一體化的綜合信息網絡，使之能在進行實時控制的同時，為優化高度、經營管理和領導決策提供依據，為實現企業綜合自動化創造條件。　　2） 利用DCS*的運算功能進行軟測量。在化纖生產過程中，有些關鍵的變時無法直接測量，如合成纖維生產中的酯化度、聚全度；粘膠纖維生產中的熟成度等到，都是中間產品質量的重要指標，是直接影響產品質量的，是生產過程中必須加以密切監視和嚴格控制的工藝參數。現在都是用化驗的辦法測定出來，很不及時，往往因此造成很多次品。對這些變量采用軟測量技術，及時有效地測量出來，對提高產品質量具有重要意義，難點在于如何建立軟測量模型。首先要結合生產實際，深入研究生產過程中的化學或物理機理，確定這些不可測變量與可測變量 的數學關系，或用實驗統計回歸法，建立起軟測量模型，再由DCS根據有關可測變量實時地推算出所需要的不可測變量，并顯示出來，使操作、監視既直觀又方便，進而實現對這些變量的過程控制或優化管理。
　　3） 利用DCS*的運算功能和控制功能進行*控制和優化控制。化纖生產一般都是流程長、連續性強、控制要求嚴格的生產過程。產品質量都與物料的組成、設備內的溫度、壓力以及物料在設備內的停留時間有直接關系，停貿時間性又與液位及物料流量有關。在這種連續的生產過程中，如何使有關的可控變量按一定規律隨有可控變量的變化及時地作出響應，以保證產品質量，穩定生產。這就要根據不同的生產特點選擇有效的控制方案和*的控制方法，諸如模糊控制、自適應控制、預估控制和zui坐一化控制等，這些在石化行業已取得了較好的效果。有些在學術上很成熟的技術，在化橇生產中也沒能得到很好地應用，這就要求自動化工作者，在深入研究工藝機理，吃透工藝的前提下，針對生產實際實施*控制和優化控制，以取得較好的經濟效益。

4 提高質量，增加品種，促進國產化

　　在大中型化纖廠中，大部分儀表是進口的。其主要原因是：國產儀表在質量上與進口儀表相比還有一定差距；品種還不能*需求，尤其是一些儀表無人生產；市場管理不規范，存在著不平等竟爭的因素等。

　　4.1 儀表的設計必須為用戶著想
　　要具有高的可靠性，較好的環境適應性，要便于安裝、維護和檢修，例如磁翻柱液位計，在某廠罐區使用中，經常出南有一些磁柱不翻轉，有的整條磁柱不動作。強果將整條磁柱用有機玻璃密封起來，將會在很大程度 上提高其可靠性和對環境的適應性。又如有的現場儀表無接線盒，而用航空插座或留一根短電纜，有的留兩根短電線，給現場接線造成困難，現場儀表的過程連接規格很不統一，給安裝造成不便。

　　4.2*質量管理體系，提高產品質量
　　自動化儀表是*產品，必須具有*的制造工藝裝備，嚴格的檢測手段，必要的特種工技術、*的生產管理體系，才能保證產品質量。目前國內儀表行業生產秩序較亂，有的地方一個城市有十幾家，甚至幾十家廠生產同一品種儀表。有的小廠生產條件很差，既沒有*的生產設備，更沒有嚴格的管理措施，不注重產品質量。只注重銷售。對這些小廠要進行整頓，條件太差的實生關、停；條件較好的實行聯合，他工協作。國家要集中國量重點支持一批基礎好的企業，改善生產條件，*質量管理體系，提高產品質量。

　　4.3引進行我進技術，開發研制儀表
　　隨著科學技術的飛速民展，各生業對自動化儀表的要求越來越高，所要求的儀表也越來越多。目前我國儀表的品種、規格還不能滿足用戶需求，尤其是各生業的特殊儀表，由于技術要求高、用量少，一般都不愿意開發研制。例如在紡織行業，用于粘膠纖維生產中的漿粥濃度儀、纖維濕度儀（測纖維含水率），凝固浴濃度儀、漂白液濃度儀、油劑濃度儀和空氣中微量二硫化碳分析信等；用于合成纖維生產中的聚合物粘度儀、射線式液位計、隔膜式壓力變送器、高速旋轉的熱輥輥溫度檢測儀、風送系統中的固體物料切換閥等；還有用于紡織過程中的毛絲檢測儀、紡物疵點檢測儀、染料濃度儀等。這些儀表在國內均很難找到合適的產品。其它行業也有類似的情況。期望儀表研制單位，能在吸收*技術的基礎上，密切結合實際進行開發研制，以滿足各行業的需要。

　　4.4規范市場竟爭機制，凈化國內儀表市場
　　有些國產儀表盡管在技術上、產品質量上都已和進口儀表相當，價格比進口儀表便宜，而且服務質量遠在進口儀表之上，但由于個別外商或代理商采取一些不正當的推銷手段，使一些用戶不異損害國家利益，而仍然花大量外匯購買進口儀表。因此要進一步*招標機制，凈化不平等竟爭環境，鼓勵采用國產儀表，用*的國較儀表，裝備我國自動化生產線。

5 對化纖自動化發展的幾點建議

　　隨著化纖自動化的飛速發展，對自控提出了更高的要求，現場儀表逐步向數字化、智能化方向了展，DCS逐步向現場總線控制系統發展，單一的實施控制逐步向管控一體的綜合自動化發展。根據我國化橇自動化的發展情況，當前要注意下述幾點：
　　1） 首先要用好現有DCS，在消化吸收楊進*技術的基礎上，推廣應用較成熟的*控制技術，并結合實際組織開發、研制優化控制軟。
　　2） 近來國內研制的DCS，其功能，或靠性和開放性已與國外的DCS大體相當，其價格僅相當于進口DCS的三分之二，在國辦已逐步得到推廣應用。如北京和利時公司的HS2000和浙江威盛自動化公司的FB2000等均已售出近百套。我們應先在中型化纖項目中采用，以節約外匯降低投資。
　　3） 在紡織和后加工的生產過程中，根據其離散點多、順序性強的工藝特點，應主要采用PLC。
　　4） 在空調、罐區和公用工程（包括空壓、空分、冷凍、熱力、廢處理等）和一些中小型項目的自控設計中、應廣泛采用工業PC機。這是實現低成本自動化的有效措施。
　　5） 要密切注視現場總線的發展動向。現場總線是當前自動化領域技術發展的熱點，據估計到2000年將會形成完整的現場總線控制系統。我們必須及時了解國內外現場總路線的發展動向和使用情況，以適應自動化技術迅速發展的需要。