摘要：本文介绍英威腾WS900智能型喷水织机电控系统在喷水织机上的应用。喷水织机是采用喷射水柱牵引纬纱穿越梭口的无梭织机，具有车速高、质量优、产值高、看台多、操作简便、故障少和数字化显示等特点，广泛用于表面光滑的疏水性长丝化纤织物的生产。

关键词：无梭织机；喷水织机；英威腾WS900

1 引言

自1980年国内引入首批日本津田驹ZW100以后，国产喷水织机迅速崛起，在化纤织造领域发挥着举足轻重的作用，形成以盛泽、长兴、秀洲、龙湖、泗阳、平望环太湖产业集群。“晴翻千尺浪，风送万机声”、“日出万匹，衣被天下”就是其生动的写照。

随着科技的不断发展，传统的喷水织机逐渐走向智能化。智能喷水织机的创新，大大提高了生产效率和成品质量。在中国智造的大潮中，喷织企业可以向着打造智能工厂的方向努力，通过把织造产业与智能装备、大数据、物联网相融合，更加有利于环境的保护，实现可持续发展。

图1 喷水织机设备

2 行业及市场需求

纺织业的发展已经离不开喷水织机的使用，而喷水织机的废水治理也越来越受到关注。为解决喷水织机废水带来的水环境污染问题，实现节能环保、高速高精产出，喷水织机提档升级迫在眉捷，而这对喷水织机的控制系统提出了全新的需求：

·支持电子送经、电子卷取、伺服机外卷功能，实现高效、平稳织造及更多纬密选择织造个性化需求；

·支持电子提花、电子多臂功能，满足多品种切换需求；

·支持变频超启动功能，实现不同车速调节，提升织造效率；

·变速织造不需要变换皮带轮，只需在触摸屏上直接设置车速即可。

·慢速点动，不损伤织口。

·针对布面出现的开车启动稀档、密档，通过参数调整，彻底解决开车痕。

·开车过程不受外界电压的影响，不会因电压变化造成速度上的影响而形成的隐档，花档。

·支持自动动寻纬功能。

3 设备结构及工艺分析

喷水织机由开口、引纬、打纬、送经和卷取五大运动机构及相关监测控制等辅助装置组成。

（1）开口运动：通过凸轮和连杆、多臂、提花等开口机构，在织机上按照织物组织的要求，把经纱上下分开，形成梭口。

（2）引纬运动：通过水的射流，对纬纱产生摩擦力。利用水与纱线表面的摩擦所产生的牵引力，将纬纱引过梭口。

（3）打纬运动：通过打纬机构的摆动实现钢筘把纬纱推向织口，确定经纱密度和织物幅宽，并控制梭子在梭口中的运动方向。

（4）卷取运动：确定和控制纬纱在织物内部的排列密度，并将已织成的织物引离织口，卷绕到卷布辊上。

（5）送经运动：能根据织物纬密的大小，从织轴上均匀送出相应长度的经纱；同时确定经纱所需的上机张力，在织造过程中保持经纱张力大致稳定。

4 英威腾WS900智能喷水织机电控系统方案与应用

4.1 方案概述

喷水织机电控制系统通常以CPU为控制中枢，将织机的准备、运转、正转、反转、停止、定位制动以及各种故障检查(主要包括：经纱超张力、左右绞边、前后废丝、定长、纬丝检测等)，通过分析处理后，通过执行元件进行控制。控制系统主要包括织机传动与制动、织机故障检测、纬纱探测、逻辑控制、电子储纬、电子送经、电子卷取等部分。

英威腾WS900智能喷水织机电控系统提供了织机电气部分的整体解决方案，是新型高速喷水织机控制系统，高度集成喷水电控工艺，电子送经、卷取工艺，花样板工艺，一体化设计，具有节能、自动补偿防开车痕、稳定、调速渐变、安装和维修方便等特点，适合平机、多臂机、大龙头电子多臂等多种机型。

主控制器采用32位CPU，运算速度快，控制精度高；7寸彩色触摸屏界面简洁直观，易学易操作。卷取、送经传动全部采用英威腾高精度的SL212二轴交流伺服系统，克服传统机械传动结构的不足，体量小，易安装，维护量小，节能环保。由于采用了电子卷取送经，可有效消除停车档、隐档、开机浪纹等由于张力变化带来的布匹瑕疵，并用可以实现不用换齿轮就可变纬密的功能。同时，采用了高速响应的变频器GD200，方便了整机调速，不需要更换皮带轮，实现了喷水织机变纬密同时变换车速。

由于整个系统采用了高运算速度的主控系统和高速高精的全伺服系统，使得WS900喷水织机电控系统具有纬密调节精度高、编织速度快、织物质量高、维护量小的特点。目前整个系统的设计转速度可达1000转每分钟。

图2 WS900工艺控制流程

4.2 电气配置（如图3所示）

图3 电气配置图

4.3 应用特点

（1）使用永磁伺服直驱电机和专用伺服驱动器，极大简化了织机的传动系统，省去了织机的刹车盘、皮带轮及相关附件，整体结构简单，维护方便；

（2）整合电子送经、卷取伺服控制系统，具有织物恒张力控制，提高布面质量；

（3）具有变车速、变纬密织造功能，支持多达8种纬密，可对应8种车速，满足特殊品种织造的需求。

（4）整合了储纬器花型控制和变压器，只需外配储纬头即可，支持四喷；

（5）变频调速简单方便，通过触摸屏直接设定车速，无需更换皮带轮；

（6）具有超启动功能，满足大扭矩启动，兼有慢速点动功能；

（7）无需正转、反转、星三角交流接触器，避免了交流接触器切换火花、易损坏的风险；

（8）车速稳定，电网的波动影响小；

（9）支持光电及光纤探纬，采用智能探纬算法，有效提高探纬成功率。

5 实施效果

（1） 产品质量提升：集成送经、卷取两种工艺算法，具有自动调整张力和补偿功能，有效减少开车痕，提升布匹质量。

（2）消除停车档：支持变频超启动，实现织机启动时的扭矩超高倍率化，防止停车档及第一纬的纬纱松弛。

（3） 张力恒定：实时张力控制，经轴半径变化自适应参数修正，张力控制更加平稳、精确，织机运转更平稳。

（4）兼容性强：集成织机控制器、电子卷取送经、主轴驱动于一体的整体解决方案，兼容性更好。

（5）变速织造：无需更换皮带轮即可满足不同织造速度及慢速寸动速度需求，不同主轴速度适应不同纱线，调节方便，应用灵活。

6 结语

从智能化发展的大潮来看，高集成度、高速高精、节能高效、广兼容性成为喷水织机的未来发展方向。

英威腾持续深耕纺织行业，贴近行业客户需求，深度研究工艺流程，将“工艺”和“工控”相结合，开发出英威腾WS900喷水织机一体化智能电控制系统，为行业OEM客户以及终端用户创造价值，为纺织行业工艺电子化、装备智能化、织造智能化保驾护航。

精观彩点

深圳市英威腾电气股份有限公司行业技术总监段苏振

自动化博览：英威腾近年来在智能装备行业的发展情况如何？取得了哪些突出成绩？

段苏振：英威腾近年来积极布局智能装备行业相关产品及解决方案，在工业物联网、工业机器人、智能楼宇、自动化码头、高端纺织与印包设备等相关细分市场，形成了有竞争力的产品及解决方案。

英威腾自2008年通过与行业龙头——振华重工建立战略合作关系，数十年来恪尽钻研，在“智慧港口”建设工作中扮演着重要角色，彰显了英威腾“中国芯”的魅力。英威腾作为第一个进入港口起重工程传动领域的自主品牌。经过数十年的不懈努力，产品不断迭代升级，英威腾港口起重行业解决方案的应用业绩已全面覆盖国内的集装箱和散货码头，并在海外的越南、缅甸、印尼、苏丹、墨西哥、瑞典等国家的集装箱码头和散货码头建立标杆业绩。近年来在振华重工总包的厦门远海、青岛前湾、上海洋山四期等自动化码头共计181台AGV关键设备上替代国外主流品牌，得到了全面的配套并受到业主方的高度认可。目前，英威腾在岸电、轮胎吊、轨道吊、跨运车、门座机、皮带机、卸船机等港口细分行业的产品及解决方案不断推陈出新，致力于为港口行业提供更为专业细致、物超所值的产品和服务，让客户更具竞争力。

今年突如其来的疫情给我们生产、生活的各个方面造成很大影响，在支持防疫物资生产的工作中，英威腾发挥了自动化领军企业的关键作用。英威腾在高端纺织与印包设备的完整解决方案服务于防疫急需的无纺布、N95口罩机的应急生产。为保障口罩企业高效、高速、高质运转，英威腾结合自身优势，深度研发工艺流程，集合专业优势力量，以英威腾控制器、伺服、变频器、触摸屏为核心，打造出通用的无纺布平面口罩机、N95口罩机生产线控制系统应用方案。

自动化博览：英威腾在智能装备领域的主要特点和优势是什么？应用了哪些先进的智能技术？

段苏振：英威腾在装备制造领域的主要优势体现在以下方面：一是布局完整的工业自动化产品线，从云平台、控制层、现场总线、驱动层、现场层，产品线布局完整，且覆盖智能装备制造涉及的重工业、轻工业领域。英威腾经过数十年的不懈努力，产品不断迭代升级，在公司确立的冶金、矿山、石油、压缩机、机床、起重、纺织、印包等重点行业，形成了完善的产品及解决方案，并且积累了众多的标杆客户资源。二是领先行业的研发能力，公司持续加大研发资源投入，占比30%的研发人员，可以为用户提供快速、专业的定制化服务。

英威腾在智能装备领域应用了下列先进的智能技术：工业软件、传感器技术、通信技术、人工智能、物联网、大数据分析、云计算、智能识别等技术。

自动化博览：智能装备是高端装备的核心，也是智能工厂运作的重要手段和工具，随着新一代信息技术与工业化的不断融合发展，英威腾在智能装备领域有哪些创新的解决方案？

段苏振：伴随着装备制造的产业升级，英威腾在数字化矿山、油田“四化”、数字化工厂、自动化码头、工业机器人、物联网、起重机械智能防摇、高端纺织与印包设备等业务领域形成了具有竞争力的解决方案。

自动化博览：目前正值中国制造业转型升级的关键时期，也恰是智能装备发展的重要时期，围绕用户需求的发展与变化，我国智能装备产业的发展也得到了前所未有的重视。您认为智能装备的发展现状还存在哪些问题？未来的发展趋势是什么？

段苏振：智能装备行业存在的问题：一是与发达国家相比存在差距。我国智能制造装备产业技术创新能力薄弱，新型传感、先进控制、关键芯片等核心技术受制于人，与国外先进企业相比，技术上仍存在一定的差距。二是企业规模与竞争力相对较弱。智能制造装备产业在我国起步晚，国内优势企业数量少，产业组织结构小，竞争力弱。三是产业基础相对薄弱，缺乏行业内的支持。智能制造装备产业基础薄弱，行业内的配套企业整体实力较弱。四是智能装备专业人才匮乏。

未来，我国智能装备将呈现出自动化、集成化、智能化、绿色化的发展趋势。自动化体现在装备能根据用户要求完成制造过程的自动化，并对制造对象和制造环境具有高度适应性，实现制造过程的优化于柔性生产；集成化体现在生产工艺技术、硬件、软件与应用技术的集成及设备的成套与跨学科高技术的集成，从而使设备不断升级；智能化体现在将传感技术、计算机技术、软件技术、云计算“嵌入”装备中，实现装备的性能提升和“智能”；绿色化主要体现在产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的全生命周期中，资源消耗低、环境污染少，使企业经济效益和社会效益协调优化。

摘自《自动化博览》2020年5月刊