智能化技术在染色生产中的应用

摘要：针对印染企业的内部生产管理现状，应用信息技术，创建企业ERP管理系统、母液泡制系统、自动滴液系统、热传导可调向打样机系统、配方管理染料定位称量系统、车间染色中央集控系统、水自动化供给系统等，实现了花色纱的智能染色，建立了传统与现代化结合、高效与高质并重、节能与环保同行的生产管理新模式。

关键词：信息技术；智能化；染色；生产管理

中图分类号：TS193.3 文献标志码：B

Application of Intelligent Technology in Dyeing Process Control

Abstract： In order to improve production management of dyeing and printing enterprise， some intelligent technologies based on information technology were applied， including ERP management system， liquid automatic drip system， dyeing central control system and so on. Then intelligent control on yarn dyeing was realized， which had advantages of high efficiency， high quality， energy-saving and environmental friendly.

Key words： information technology； intellectualization； dyeing； production management

随着经济全球化的不断深入，我国传统纺织印染企业的生存和发展遇到了前所未有的严峻考验。一方面，受美国、欧盟等一些发达经济体金融危机的影响，纺织品的出口严重下挫，同时国内消费市场增长缓慢，致使产能严重过剩；另一方面，随着水、电、汽、用工等要素成本和排污成本的不断攀升，以及印度、越南等东南亚国家纺织业的逐步兴起，劳动密集型和资源消耗型的传统纺织行业的比较优势已不再。在严峻的现实面前，印染企业需认清形势，积极求变，依靠科技创新，走节能减排、绿色环保、以人为本的转型升级之路，如此才能实现企业的可持续发展。

由于染色生产过程高度流程化，且伴随着大量配方信息、参数信息、生产信息、质量信息，印染生产管理已经不是简单的设备运转管理，而是要求能够快速有效地收集和处理信息。从企业的内部生产管理现状来看，当前大多数印染企业由于管理技术相对滞后，依然存在着染色效果要求高与信息管理手段相对落后的矛盾，先进的设备与落后的管理之间的矛盾。许多印染企业在采购设备时只针对生产或管理的单个环节，缺乏全局观念和系统管理意识，导致信息集成管理能力跟不上，大多仍停留在粗放式管理阶段，主要还是依靠人工来管理生产和操作，信息传递慢，易出错，重复劳动多，返工率高，限制了企业的生产规模增长与产品品质提升。

随着现代纺织印染方式和智能技术的深度融合，近年来，国内外已有多家公司将电子控制技术、变频控制技术、电子分色技术、电子制网技术等引入印染装备制造，有力地促进了印染设备的机电一体化。浙江映山红纺织印染有限公司重视智能化技术在生产中的应用，创建了智能染色系统，该系统由ERP管理系统、母液泡制系统、自动滴液系统、热传导可调向打样机系统、配方管理染料定位称量系统、车间染色中央集控系统、水自动化供给系统等 7 个系统组成，其中，ERP管理系统为主系统。

1 ERP管理系统（图 1）

ERP管理系统是建立在信息技术基础上，以软件为载体，采用先进的计算机技术，融入先进企业管理思想，以客户和订单为核心主线，以公司优秀的管理思想与方法为导引，定制形成客户信息管理、物料信息管理、色号信息管理、订单管理、打样管理、生产计划排单、生产流程管理、成本核算等于一体的信息化系统，为企业提供决策、计划、控制与经营业绩评估的全方位和系统化的管理平台，并最终实现对企业资源信息的管理，满足现有和未来发展管理需求。

ERP管理系统可分成 3 个层次：第 1 层次为ERP操作使用层，该层作为一个基础平台，融合生产流程与运营各环节，供各关键岗位人员操作使用；第 2 层次是管理战略层，通过用户权限设定系统进行模块使用的区分管理，实现生产管理状态查询、环节控制，高层决策分析、预警、战略调整；第 3 层次是数据共享层，通过中央服务器及各系统计算机数据库进行数据调用，实现独立单一系统与ERP之间关键数据的传递。

2 色板打样确认系统（图 2）

浙江映山红的色板打样确认系统由母液泡制系统、自动滴液系统、热传导可调向打样机系统组成。ERP系统给出的打样任务首先传输到配方管理染料定位称量系统，再由该系统将染色配方导入到自动滴液系统，使其滴出所需的染液、助剂量，工艺设定好后直接使用热传导可调向打样机系统打样，减少了繁琐的人工操作环节。此系统能够提高打样速度和打样准确率，降低劳动强度，可有效解决打色效率低与品质不稳定的问题，提高从化验室到生产现场之间染色效果的一致性。

母液泡制系统的主要功能是根据设定的染料浓度以及染料的称重，智能计算出用水量，快速配制出滴液系统所需要的母液。该系统工作效率高，配制的染液浓度精确，能够确保配制染液的一致性，有效避免人工配液的误差。

滴液系统在接收到染色配方后，根据工艺配方、纱线重量、浴比等工艺条件，快速选定用何种浓度梯度的染料、助剂，智能地计算滴定量，使其滴出所需的染液、助剂量，快速完成滴料过程。此系统可减少人工干预，提高打样效率和准确率，而且由于通过ERP系统的传输数据，滴液系统还可以实现远程排单、下单、打样等功能。

热传导可调向打样机采用电加热传导系数较高的金属传热，加热速度快，温度追随性佳，能使染液各处均匀升温，可实现恒温及升温打色，从而解决了传统样机因染液温差而易产生的色花问题。热传导可调向打样机同时配备了高精度、高灵敏度的进口温度探针，可直接检测染液温度，控温精度可达±0.5 ℃；具有万向转动功能，使杯内液体来回波动，上色更均匀，适合各种纱线的染色；多台打色机独立传动，染色监控软件统一监控，切换工艺十分便捷，升温情况、历史数据追溯一目了然，便于管理；采用风冷冷却装置，冷却速度更快，且节水、节能、环保；不使用甘油作热媒，干净、无油烟，有利于保持良好的工作环境。

3 车间染色集控系统

车间染色集控系统采用集散控制技术、高性能数据处理技术、在线采集控制技术、自动化技术和可编程控器多层网络架构技术等，将所有染色机控制电脑集中于中央控制室内，并采用特定通信方式将所有染色机电脑连接到工业计算机上，统一由控制人员在工业计算机上进行工艺的编辑、输入、查询、修改和运行等操作，实现了染色关键工序操作点的控制、生产数据的实时记录与在线控制等各项功能。

4 水自动供给系统（图 3）

水自动供水系统通过车间染色集控系统的电脑远程控制，集染色废水余热收集利用、自来水恒压控制技术和加装进停水的自动控制装置于一体，可有效解决企业用水高峰期水压过低或不稳的问题，避免降温过程中人工进停水可能造成的水资源浪费和染缸串水。

染色废水余热收集利用通过热交换器，对高温废水进行余热回收，利用废热水加热染机的进水，提高进水的初始温度，减少蒸汽用量，从而降低企业生产成本。恒压供水系统通过压力变送器信号将车间管网水压变化传给变频器，通过变频调节水泵的转速从而达到相应的供水量来保证压力的稳定性，这样可以避免水泵长时间的非经济运行，能有效降低用电量，延长设备使用寿命。染机的自动进停水是根据设定的温度来控制进水阀门的开与关，当降温开始时气动阀打开，开始进水；当温度降至设定温度时，电接点式温度计就会接通控制气动阀切断电源，阀门自动关闭不再进水，并报警提示降温完成。

5 配方管理染料定位称量系统（图 4）

配方管理染料定位称量系统简称染料称量系统，包含配方管理、染料称量管理和染料定位管理等功能模块。染料称量系统采用工业微电脑监控电子秤，同时配置 3 台不同量程、不同称量精度的电子秤，多段称量，准确地控制称料精确度，降低现场加料率，提高染色一次成功率。采用染料称量系统可防止工人拿错料、放错料，实时记录染料实际用量，为染料仓库提供准确的染料耗用量信息，从而为ERP的染色成本核算提供准确、实时的数据。

6 总结

浙江映山红公司将ERP管理系统、母液泡制系统、自动滴液系统、热传导可调向打样机系统、配方管理染料定位称量系统、车间染色中央集控系统、水自动供给系统等 7 个原本独立的管理系统有机集成，突破各设备、各系统独立运行的限制，以ERP管理系统为中心，以订单管理为主线，以相关数据转化传递为目标，形成完整的纱线染色信息化集成新系统。建立了以客户染色品种、颜色、工艺条件为主要控制内容、染色工艺传输自动化，染色工艺中央集控的生产智能指挥中心，形成了纱线染色生产集中控制新技术。

印染企业应着眼行业未来发展趋势，结合企业自身实际情况，重视先进的智能化技术在企业生产管理中的应用，使企业迈上传统产业与现代化技术结合的创新之路，实现企业的可持续发展。

链接

筒子纱数字化自动染色成套装备

山东康平纳集团有限公司率先提出了基于中央控制的筒子纱自动化染色方法，并研制出了筒子纱数字化自动染色成套技术及装备。该成套装备突破了中央控制系统单元、染料自动称量、元明粉纯碱自动称量、自动调湿、自动染色、自动脱水等10项关键技术，配备了装纱脱水机器人、中控软件系统等新型软硬件。在此基础上，康平纳还开发了在线调湿、粉料计量输送与溢流溶解一体化、微波高效烘干等工艺，配料精准，解决了筒子纱内外一体化均匀烘干等技术瓶颈。

成套装备采用了工艺设备需求驱动、物流设备队列优先的集中管理、分布控制方法，通过中央控制软硬件系统实现筒子纱染色过程的集中控制和智能调度，可实时监控漂染过程的工艺运行参数，提高设备利用率10% ～ 15%。基于强大的中央控制系统，染色各环节能够做到无缝连接，可实现生产现场无人化，综合运行效果表明，染色一次成功率在95%以上，节水节能效果显著。此外，康平纳还可根据不同企业、不同需求对设备进行集成改造，真正实现了利用高新技术嫁接提升传统产业的目标。

面向数字化印染生产工艺检测控制及自动配送的生产管理系统

面向数字化印染生产工艺检测控制及自动配送的生产管理系统由杭州开源电脑技术有限公司开发，该系统结合染整工艺，运用计算机科学、人工智能、精密测量、自动检测与控制、自动识别等技术，建立了以染整专家系统为核心的印染企业生产执行信息平台，能够科学制定生产工艺和配方，精确在线检测和控制生产过程关键工艺参数，精准计量和配送助剂/染化料，可做到订单成本一单一结，实现印染企业从生产端到管理端的全过程信息化管理。

该生产管理系统可实现生产工艺数据实时通过网络下载到生产现场，同时生产过程数据实时反馈到管理系统，通过积累大量准确的基础数据、过程数据和结果数据，利用染整专家系统软件，科学、准确、快速制定出最佳的生产工艺流程和生产工艺配方，实现印染生产全过程的信息化管理。经过实际运行测试，采用该系统可降低生产过程返修率20%以上，节能15%以上，减排20%以上，提高一等品率2%以上。此套生产管理系统的开发推动了信息技术与纺织印染行业的融合进度，对行业技术进步及产业升级起到了积极的促进作用。