肖 露，張洪曲，王佳麗，楊旭超，陳 勇

(1.四川省絲綢科學研究院，四川 成都 610031；2.四川省絲綢工程技術(shù)研究中心，四川 成都 610031；3.四川安泰繭絲綢集團有限公司，四川 武勝 638400)

智能化管道送繭系統(tǒng)的應用與分析

肖 露1，張洪曲1，王佳麗2，楊旭超2，陳 勇3

(1.四川省絲綢科學研究院，四川 成都 610031；2.四川省絲綢工程技術(shù)研究中心，四川 成都 610031；3.四川安泰繭絲綢集團有限公司，四川 武勝 638400)

智能化管道送繭系統(tǒng)在制絲生產(chǎn)中實現(xiàn)了煮、繅工序連續(xù)化。多地點計算機智能化遠程控制，有效節(jié)約人力、降低生產(chǎn)成本，實現(xiàn)車間生產(chǎn)環(huán)境優(yōu)化。通過對智能化管道送繭與傳統(tǒng)人工送繭生絲生產(chǎn)實績數(shù)據(jù)比對分析，結(jié)果表明：智能化管道送繭實現(xiàn)了煮熟繭的熱繭熱繅，保護了原料的內(nèi)在品質(zhì)，改善了煮熟繭的工藝性能，提升了原料的繅絲成績。結(jié)合生產(chǎn)實踐總結(jié)系統(tǒng)在安裝、應用中存在問題。

管道送繭；計算機智能化；繅絲實績

繅絲生產(chǎn)在我國有著幾千年的悠久歷史，作為具有優(yōu)勢的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，繅絲生產(chǎn)裝備的不斷革新有力地推動了行業(yè)進步與發(fā)展。近年來，隨著繅絲企業(yè)生產(chǎn)裝備及輔助系統(tǒng)的不斷更新，計算機軟件控制系統(tǒng)也在繅絲生產(chǎn)中開始發(fā)揮作用，并給企業(yè)帶來明顯的經(jīng)濟效益。以四川安泰繭絲綢集團有限公司為例，在安裝運行了管道輸送煮熟繭系統(tǒng)，將計算機智能控制用于送配繭調(diào)控管理后，節(jié)省了勞動用工，降低了生產(chǎn)成本。由于采用水浮式送繭設計，確保了煮熟繭的熱繭熱繅，使煮、繅生產(chǎn)緊密結(jié)合，有效地改善了煮熟繭的工藝性能，實現(xiàn)了減少繅折，提高生絲質(zhì)量的設計目的。同時，該系統(tǒng)顯著優(yōu)化了車間的生產(chǎn)環(huán)境，實現(xiàn)了環(huán)境效益和經(jīng)濟效益的雙贏。

通過分析該公司繅絲智能化管道送繭系統(tǒng)的使用情況，并與人工送繭統(tǒng)計數(shù)據(jù)進行對比，分析智能化管道送繭的工藝技術(shù)及應用效果。

1 智能化管道送繭系統(tǒng)

智能化管道送繭系統(tǒng)在功能設計上與煮繭機、自動繅絲機相匹配，各機構(gòu)協(xié)同運作，以計算機遠程控制系統(tǒng)為紐帶，有效地連接煮繭、繅絲工序，形成一套完整的繅絲生產(chǎn)智能化管道送繭系統(tǒng)。由于采用了水浮式送繭設計，為保證傳送落差，在空間設計上將煮繭機、計算機控制系統(tǒng)及分配裝置安裝在二樓，自動繅絲機組安裝在一樓，實現(xiàn)了廠房空間的合理配置。

1.1 基本參數(shù)

安泰繭絲綢集團公司設計安裝的智能化管道送繭系統(tǒng)，工藝設計上保證一臺長籠煮繭機定時、定量、按需、自動地向6組自動繅絲機的12個車頭供應煮熟繭，系統(tǒng)具體設計參數(shù)如下：

(1)輸送量55～95 kg/h。(2)每次供應繭量150～200 g(一籠二格)。(3)每小時向每組自動繅絲車頭供應次數(shù)30～60次。(4)送繭管道為硬質(zhì)PVC(聚氯乙烯)管(增加柔性材料)，φ140.10 mm，管道長度最長80 m。

1.2 主要結(jié)構(gòu)及工作原理

智能化管道送繭系統(tǒng)主要包括了送繭水路系統(tǒng)、計數(shù)裝置、分配裝置、送繭管道、繭水分離裝置、排水系統(tǒng)、計算機軟件控制系統(tǒng)等7部分主要結(jié)構(gòu)(見圖1)。其工作原理為計算機控制系統(tǒng)發(fā)出指令信號，通過分配裝置對分配咀的轉(zhuǎn)動和停留時間進行調(diào)節(jié)控制，實現(xiàn)需求車臺按需供繭。煮熟繭從繭籠中落下后，觸發(fā)計數(shù)并通過分配裝置，在水力及重力作用下，經(jīng)送繭管道、繭水分離裝置進入新繭冷漬槽內(nèi)待繅。此外，送繭用水由煮繭機調(diào)整保護部分廢水回收利用，極大減少了用水損耗，同時達到對煮熟繭進行預冷漬的作用。

系統(tǒng)通過計算機軟件控制系統(tǒng)、煮繭機、分配裝置的合理配合，實現(xiàn)了分配、計數(shù)和控制的智能化管理。智能化管道送繭系統(tǒng)信息控制簡圖見圖2。

系統(tǒng)由控制臺計算機遠程控制，現(xiàn)場車頭操作工根據(jù)生產(chǎn)實際需求發(fā)出送繭信號，經(jīng)計算機采集處理后通過控制系統(tǒng)設置配繭定位，將煮熟繭通過管道送到各個車臺，實現(xiàn)遠程自動控制送繭。系統(tǒng)管理員(煮繭工)也可以根據(jù)實際情況對程序進行調(diào)整，從而對各車臺的送繭狀況進行控制，以實現(xiàn)多地點同時遠程控制。同時系統(tǒng)實現(xiàn)對煮繭機生產(chǎn)自動計數(shù)并發(fā)出落絲報警提示。

1.3 系統(tǒng)特點

(1)煮、繅工序連續(xù)化，實現(xiàn)計算機控制系統(tǒng)智能化，多地點同時遠程控制。

(2)系統(tǒng)極大的縮短煮熟繭待繅時間，實現(xiàn)熱繭熱繅，利于提高生絲品質(zhì)。

(3)系統(tǒng)采用由一臺煮繭機向6組自動繅絲機的12個車臺供繭(圖1)，有效避免單邊供繭造成對繅絲工藝的影響，有利于原料莊口的調(diào)換。

(4)系統(tǒng)根據(jù)車臺需求設置“少要”、“正常”、“多要”3個信號，實時調(diào)節(jié)，實現(xiàn)按需補給，徹底消滅回繭。

(5)計算機控制系統(tǒng)實時記錄落絲籠數(shù)及落絲次數(shù)，適時發(fā)出換莊警報，有效配合生產(chǎn)管控，有利于生絲品質(zhì)的提升。

2 繅絲成績分析研究

智能化管道送繭系統(tǒng)的應用，立足于減少用工成本、控制原料損耗、最大限度提升繅制生絲的品質(zhì)。我們以實驗追蹤的方法分析該企業(yè)一階段的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，選取3產(chǎn)地(綿陽秋繭，云南普洱秋繭，武勝秋回繭)同莊口的原料繭，分別在最佳繅絲工藝條件下進行管道送繭及人工送繭批量性繅絲實驗，統(tǒng)計繅絲實績并對數(shù)據(jù)綜合對比，如表1所示。

通過對不同產(chǎn)地同莊口繭子繅絲實績數(shù)據(jù)對比，管道送繭系統(tǒng)相對于傳統(tǒng)的人工送繭，能顯著提升自動繅生絲品質(zhì)，有效地改善煮熟繭的繅絲工藝性能。如表1所示，自動繅臺時產(chǎn)量、解舒率的提高較為明顯，分別達到10%和5%左右，且該數(shù)據(jù)隨著原料繭質(zhì)的提升越顯著增加，清潔、凈度、生絲品位都有相應的提高。同時，繅折、絲膠溶失率、萬米吊糙個數(shù)也得到了有效控制，絲膠溶失率和萬米吊糙個數(shù)均減少30%左右。經(jīng)反復的調(diào)查和生產(chǎn)實踐對比，智能化管道送繭裝置優(yōu)勢明顯。

2.1 熱繭熱繅，保全原料的內(nèi)在性能

熱繭熱繅，極大縮短了煮熟繭待繅時間。煮熟繭直接通過管道送繭送達各自動繅車臺，所需時間一般在30 s左右，且由計算機根據(jù)各車頭對繭量需求，既不脫節(jié)，又不積壓，及時供給。而人工送繭需要將煮熟繭裝在盛湯的繭桶里，由送繭工分送至各繅絲機車臺待繅，這段時間一般在20 min左右，這就存在著時間、能量消耗損失的問題，很難實現(xiàn)熱繭熱繅。

煮熟繭在繭桶中浸湯時間對解舒率的影響如圖3所示。煮熟繭隨著浸湯時間的延長解舒變差，解舒率下降達到4%左右，這是因為智能化管道送繭能極大縮短煮熟繭待繅時間，從而減少了蛹體脂肪酸(蛹酸)的浸出對煮熟繭的質(zhì)量損傷，提高解舒等繅絲成績。

煮熟繭在繭桶中浸湯時間對繅折的影響如圖4所示。煮熟繭隨著浸湯時間的延長，繅折增大3%～5%不等，特別是對品質(zhì)相對較差的原料影響更甚，這是因為繅絲溫度對繅折起著決定性的作用。在待繅期間，煮熟繭存在著時間和能量消耗等問題，特別是存在繭腔溫度降低的因素。而智能化管道送繭系統(tǒng)能有效縮短煮熟繭的待繅時間，實現(xiàn)熱繭熱繅，相比人工送繭因待繅時間較長，索緒高溫及絲膠溶失等因素，智能化管道送繭系統(tǒng)能最大限度的降低能量消耗，實現(xiàn)做小繅折。

2.2 有效冷漬，提高煮熟繭工藝性能

對煮熟繭的品質(zhì)影響主要來自于蛹酸的浸出，導致繭湯酸度的上升。在待繅的時間段，蛹酸浸出明顯，特別是在待繅時繭桶體積有限，相對酸度就會更大。管道送繭系統(tǒng)將煮繭機從調(diào)整部二區(qū)段開始到出口部溢出的水回收作為送繭用水，水溫適宜，繭水分離后在車臺儲繭池注入低溫清水，這對煮熟繭起到冷漬作用，抑制蛹酸的浸出。同時待繅時間的縮短也有效地降低蛹酸對煮熟繭的危害。

表1 相同條件下人工送繭與管道送繭繅絲實績對比

注：以上數(shù)據(jù)為5次實測后平均值

眾所周知，為了提升繅絲成績，煮繭工藝一直都要求對原料充分滲透、煮熟、冷漬[1]。對于剛煮好的煮熟繭外層絲膠已充分膨化，繭絲極易離解而失序，會增加緒絲和類節(jié)及絲條故障。而采用水溫適宜的送繭水進行管道送繭，恰似對剛煮好的繭進行冷漬預處理，使已膨化的外層絲膠適當收斂，減少在管道內(nèi)輸送時受到損害，從而保護、改善煮熟繭的工藝性能。具體反映在絲膠溶失率減少，緒絲量少，解舒張力增加，萬米吊糙和環(huán)類減少。最終實現(xiàn)提高生絲潔凈，減小繅折，增加生絲抱合的效果。

3 系統(tǒng)設計與應用分析

在對智能化管道送繭系統(tǒng)生產(chǎn)應用的考察中，通過調(diào)查系統(tǒng)在影響生絲品質(zhì)、損耗等各方面可能存在的問題，分析規(guī)避各種影響因素的方法。

(1)安裝中一般管道坡度可控制在0.6°～2°范圍內(nèi)[2]。坡度過大，繭在管內(nèi)不呈懸浮狀態(tài)，繭與管壁摩擦嚴重，很易損傷繭層，過小容易造成阻塞，條件允許下盡量增大彎管曲率半徑，避免煮熟繭垂直下落，盡量避免煮熟繭翻滾和撞擊。

(2)在管道材料的選擇上，普通PVC管道使用一定時間后管道中容易發(fā)糙，適宜采用增加柔性材料的管道，更加耐磨，不易發(fā)脆，避免緒絲的產(chǎn)生和對繭層的傷害。

(3)為防止管道阻塞及保證煮熟繭的工藝質(zhì)量，管道送繭用水溫度不宜過低，避免煮熟繭已膨化的絲膠在管壁和繭層表面凝固，造成手感糙硬，繭絲離解困難，解舒下降等問題。

(4)煮熟繭在滑移過程中因水的浮力作用可減輕與管壁的摩擦，用水量應滿足保護繭質(zhì)的需要[3]，盡量減輕煮熟繭與管壁的摩擦，管道送繭水量以適當偏多為宜。同時內(nèi)管壁下方，特別是中心線以下兩側(cè)，會存積絲膠和雜質(zhì)需要定期及時清洗，避免細菌滋長，增大管壁摩擦甚至阻塞管道。

(5)設備方面，計算機控制系統(tǒng)軟件開發(fā)應更加智能化，分配裝置電機保養(yǎng)更新防止錯分、漏分，設計開發(fā)自動評繭機代替人工加繭。

4 結(jié)語

通過智能化管道送繭系統(tǒng)的應用，生產(chǎn)企業(yè)每套系統(tǒng)每班可節(jié)省送繭工2名，節(jié)約了人力，降低了用工成本。同時該系統(tǒng)的運行取代了人工送繭所配置的推繭車、備繭臺、繭桶等輔助設備，使車間地面保持干爽整潔，生產(chǎn)環(huán)境得以顯著優(yōu)化。由于智能化管道送繭系統(tǒng)使煮、繅工序連續(xù)化，計算機控制系統(tǒng)的智能化，實現(xiàn)了多地點同時遠程控制，有效地保護了煮熟繭的內(nèi)在性能，改善了煮熟繭的工藝性能，達到了降低繅折，提高了解舒率、潔凈、品位等繅絲成績，真正實現(xiàn)了企業(yè)的技術(shù)進步。目前，智能化管道送繭及計算機自動控制系統(tǒng)已趨成熟，具有低投入、高效益、安全可靠、操作簡便等特點。隨著企業(yè)連續(xù)化、自動化、智能化發(fā)展的不斷深入，智能化管道送繭將會得到更廣泛的應用。

[1] 凌榮根,黃 剛.管道輸送煮熟繭對繅絲成績的影響[J].絲綢,2000，(2):30-31.

[2] 陳永新.煮熟繭管道輸送做小繅折的措施[J].絲綢,1983，(4):20.

[3] 周海觀,孫秉熔,楊樹學.自動繅管道輸繭[J].絲綢,1997，(12):22-23.

新型復合網(wǎng)材料將步入黃金發(fā)展期

隨著科技的不斷發(fā)展，人們對待品質(zhì)的要求也越來越嚴格，從最初的普通產(chǎn)品發(fā)展到如今的高級產(chǎn)品，無論從外觀上或者是質(zhì)量上都有了明顯的提升，就如鐵絲網(wǎng)，已經(jīng)由最初的鐵絲變成了如今的鍍鋅絲、包塑絲以及不銹鋼絲。相對于這些金屬絲網(wǎng)來說，復合網(wǎng)的進步就稍微的緩慢了一些，據(jù)悉，為了跟上時代的步伐，復合網(wǎng)也不斷的創(chuàng)新，而原材料的改變使復合網(wǎng)迎來了黃金發(fā)展期。

據(jù)悉，已經(jīng)進入征求意見階段的《國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展十二五規(guī)劃》，將力挺高性能復合材料產(chǎn)業(yè)，重點提升碳纖維、芳綸等高性能纖維及其復合材料的發(fā)展水平。

全球復合材料行業(yè)的重心正從歐美發(fā)達國家轉(zhuǎn)向亞洲，亞洲復合材料產(chǎn)量高速增長是行業(yè)發(fā)展最明顯的趨勢之一，復合新材料產(chǎn)業(yè)必將從中受益。

浙商證券在有關(guān)研究報告中指出，材料工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，新材料是材料工業(yè)發(fā)展的先導，具有廣闊的市場前景。經(jīng)過多年努力，目前我國新材料產(chǎn)業(yè)初具規(guī)模，呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢，具備加快發(fā)展的較好基礎(chǔ)和條件。復合材料應用廣泛，主要在基礎(chǔ)建設和建筑工程領(lǐng)域、交通運輸領(lǐng)域、汽車復合材料、能源與環(huán)保領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域。其中，風電、高鐵和汽車、高溫氣脫硫、軍工用復合材料是發(fā)展熱點領(lǐng)域。

在此前國家下發(fā)的有關(guān)文件中，已經(jīng)將新材料列入戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，明確表示要大力發(fā)展新型功能材料、先進結(jié)構(gòu)材料和復合材料，加強納米、超導、智能等前沿新材料開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提高新材料工藝裝備的保障能力。

(摘自：中國紡織報)

Application and Analysis of Intelligent System of Chute Cocoon Feeding

XIAO Lu1, ZHANG Hong-qu1, WANG Jia-li2, YANG Xu-chao2, CHEN Yong3

(1.Sichuan Academy of Silk Sciences, Chengdu 610031,China;2.Silk Engineering Research Center of Sichuan, Chengdu 610031,China;3.Sichuan Antai Silk Group Co. Ltd., Wusheng 638400, China)

The intelligent system of chute cocoon feeding achieved the uninterrupted processing of cocoon cooking and reeling. Multi-site controlling by computer could save manpower, reduce the production costs and optimize the workshop environment. The data analysis indicated that chute feeding could achieve cooked cocoons reeling as soon as possible, protect them and their processing property, beneficial to improve silk reeling results. Meanwhile some existing problems of the installation and application were summarized.

chute cocoon feeding; computer intelligent; silk reeling result

2016-01-04；

2016-01-12

四川省科技支撐計劃項目(2017GZ0136)

肖 露(1986-)，男，四川西昌人，工程師，碩士研究生，研究方向為紡織材料、產(chǎn)業(yè)用紡織品，E-mail：xiaolu0932@126.com。

TS143.2

A

1673-0356(2016)02-0001-04