摘 要  本文详细介绍了杭州开源电脑技术有限公司最新研发的染料、助剂自动配送系统的组成、原理及功能。

关键词  助剂自动配送  自动称粉  双氧水检测  PH值检测  酸碱度检测

印染染料、助剂配送系统是一种新型的工业自动化解决方案，该系统的应用能使企业减少浪费、节约成本、削减劳动力、提高产品的一致性，同时有利于环保，有利于提高产品的竞争力。

一、国外助剂配送产品的状况

目前市场上较成熟的国外系统主要有：意大利拉沃公司的Dos-Chem全自动配液系统；韩国的TADS-LS2001染料/助剂供给自动化系统；瑞士贝宁格的染料、助剂称量系统；香港立信代理的德产CHD-Distribution System；另外还有最近进入中国市场的UPSON公司的助剂自动移送系统等。根据本公司长期进行的市场调研与收集的用户使用情况分析，国外设备总体具以下特点：a、功能强大；b、生产效率高；c、自动化程度高等，但不能完全满足国内印染企业的要求，其一，文化上的差异；其二，售后服务无法满足中国印染企业的要求。例如，零配件的供应、售后的技术服务、系统的升级、与其它设备的衔接等都存在一定的问题。其三，操作工艺及流程的不同，与国内习惯工艺不同的新设备，无法使企业的操作人员快速适应，更谈不上灵活运用，从而不仅发挥不出国外设备的优势，甚至造成巨大的浪费。其四，引进设备成本高。这一方面抑制了国内印染企业的购买欲望，另一方面使国外设备放低了进入中国市场的脚步。总体来说，由于国外设备存在的种种问题，其在国内的市场占有额相当小。据此，杭州开源电脑技术有限公司根据目前状况开发了适合于国内印染企业工艺的染料、助剂自动配送系统。该系统完全在国内开发、国内生产，所以在文化、售后服务、价格上占有优势。

二、染料、助剂配送系统介绍

杭州开源电脑技术有限公司研发的染料、助剂配送系统具有染料、助剂的化料、上料、称量、自动输送、助剂浓度的在线检测等功能，同时附带有与染料化料配套的自动或半自动称粉系统，还包括其他特殊化工原料的检测系统（如碱浓度、双氧水浓度检测、pH值检测等），另外可与企业的ERP管理系统无缝连接。该系统主要适用于印染前处理、染色、后整理等工序，同时也适用于食品、化工、医药、饮料等行业的整体控制，是一套多元化产品。

该系统应用当前流行的集散控制技术、计算机网络技术、高性能数据处理技术、在线采集控制技术、工厂自动化技术、可编程控制器多层网络架构技术等，实现了印染前处理、染色、后整理等工序的染料、助剂的自动称量、配送、实时检测与控制、生产数据的实时记录与在线管理等各项功能，是一套较完整的、使用国产技术的工厂自动化解决方案。

本系统软件可以完成原始配方管理、原始数据录入、参数初始化、物料管理、染料助剂配方计量、报表统计、打印管理、系统报警、语音提示、机台发料队列管理、历史记录、优先级请求、系统监控、工程调试、其他数据管理等多项工作。

该系统以20种助剂作为基本配置，具体配置可按要求扩展。分配系统可根据网络提供的信息实时检测机台高位用液量情况，输送方便。在出现多个机台同时请求加料时，系统自动采取优先加料机制。

1、总体操作流程

化料搅拌→上料→储存→发料→检测→反馈控制→加料

本系统主要分化料搅拌、上料、储存、发料等操作，其他在线检测控制为辅操作。

（1）化料搅拌

将高浓度或粉末状染料或助剂与水按一定比例混合，搅拌，使其配置或稀释成生产用染料或助剂。

（2）上料

将搅拌好的染料或助剂通过上料泵输送到储罐，上料过程可通过上料指示报警装置反馈，确定是否继续上料，上料过多，报警装置进行高位报警，储罐液位过低，报警装置进行低位报警。

（3）储存

立即将化料好的染料或助剂，通过上料装置，储存到储罐，储罐上装有液位传感器，储存过程通过中，该传感器指示液位的高低以及是否报警。

（4）发料

该操作实现助剂的自动秤量与配送，中央控制中心将发料请求按照各机台的请求顺序排列后依次发料。对于急需发料的机台，可通过优先请求方式进行优先发料。比如，A、B、C、D、E、F、G为七个机台请求的初始队列，A是当前正在分配的机台，如果这时有其它机台（如E）请求最高优先级，那么队列变为：A、E、B、C、D、F、G，E自动插入到A与B之间，待A发料完毕，E开始发料，此时队列变为E、B、C、D、F、G。若机台F欲取消操作，亦即该机台不运行或无需添加染料或助剂，那么F将从队列中移除，队列变为：E、B、C、D、G，若F又发来请求要求入队，则排在队列最后，队列变为：E、B、C、D、G、F。具体的发料动作由中央控制中心处理，完成机台配方（如助剂与水或烧碱等的混合物）的自动秤量及远程输送。

（5）检测

指对高位槽液位的检测，当高位槽达到低液位时，报警装置开启，提示工作人员补充该高位槽的助剂。

（6）反馈控制

指对浸渍槽各助剂浓度的反馈控制。如对退浆工艺的生物酶、渗透剂、NAOH等浓度的控制，煮练工艺NaOH、Na₂SO₃、精练剂等浓度的控制，氧漂工艺NaOH(50-55g/L)、H₂O₂(16-18g/L)、稳定剂、鳌合剂等浓度的控制，丝光工艺NaOH浓度和酸碱平衡值的控制等等。

（7）加料过程

加料过程是反馈控制的后继动作，反馈控制装置检测到浸渍槽溶液浓度偏离标准液浓度时，会自动调整加料速度（或流量），使浸渍槽溶液浓度趋近于标准液浓度。

2、在线合成分配秤量系统

为保证计量的准确性和耐用性，采用耐酸碱、耐腐蚀的高扬程动力泵作为远程输送装置，染料或助剂计量采用高精度流量计和合成分配器以变频方式控制计量。

3、智能储料系统

每个储罐均安装有液位计，罐内的染料或助剂液位可通过液位计检测并反馈给化料员，并在液位指示报警装置中指示。储罐采用一吨或二吨的耐腐蚀、耐酸碱塑料桶，对于个别品种的染料或助剂可在桶内安装搅拌装置。

4、pH值在线控制系统

系统可以实现pH值的在线闭环控制，安装有探头自动清洗装置，无需人工干预及维护。对PH值的控制还可通过在线滴定方式实现。

5、碱浓度在线控制系统

利用比重法间接测量工艺液中较高浓度的碱溶液的浓度值,自动实现在线闭环控制，无需人工干预；对于低浓度的碱溶液则采用自动滴定方式测量并实现闭环控制。间接测量碱浓度的方法性能稳定，维护简单，持久耐用，检测探头不易损坏，为较理想的浓度检测法。

6、水恒温系统

该装置用于控制水温，用蒸汽对冷水加热，将水温控制在工艺温度要求范围内。水箱容量基本配置为1吨，具体可按用户要求作相应改变。水箱内配有温度表，温度传感器，液位计,散热器等，由PLC实现数据的采集与控制。

7、总线式管路系统

系统采用总线式管路设计，即用一条管路实现对各种助剂的配送。所有管路均采用不锈钢材料制成，管道内部经过抛光工艺处理，采用高流速泵输送，管道布置合理，管道内部不易残留各种液体，冲洗容易。同时，分配装置和分流装置采用本公司自行研发的合成分配器和二位三通阀，气控部件采用进口元件。

对于机台较多或助剂用量较大的用户，可考虑多加一路水管，利用流量计计量，实现对助剂和水的同步秤量，提高分配效率。

实现原理：

对于某配方，先利用水管管路加1/3水。加助剂A+冲洗水+加助剂B+冲洗水+……，冲洗水同时为配方组成，加剩余水，完成配送过程。

以上3个步骤都由软件进行严格控制，能按次序、按要求完成对某一配方的自动秤量及输送。清洗时先用定量水冲洗，再用压缩空气吹洗。

8、终端监控系统

9、数据管理及实时统计软件

安装于服务器的前处理软件PRE-TREATMENT的作用是实时记录客户实际的生产数据，具有监控、统计、报错等功能，其基本工作原理如下：服务器通过该软件的实时监控功能与所有操作终端运行的触摸屏软件进行数据的在线交互，进而实现数据的实时采集与统计。当某终端发生故障，该服务器利用软件的报错功能将故障终端的故障信息及时快速的反映出来。该软件从功能上可分为染料/助剂管理、设备管理、配方管理、数据统计、报表、辅助操作和用户管理等。

9、数据管理及实时统计软件

安装于服务器的前处理软件PRE-TREATMENT的作用是实时记录客户实际的生产数据，具有监控、统计、报错等功能，其基本工作原理如下：服务器通过该软件的实时监控功能与所有操作终端运行的触摸屏软件进行数据的在线交互，进而实现数据的实时采集与统计。当某终端发生故障，该服务器利用软件的报错功能将故障终端的故障信息及时快速的反映出来。该软件从功能上可分为染料/助剂管理、设备管理、配方管理、数据统计、报表、辅助操作和用户管理等。

（1）信息管理层

信息管理层主要指由工艺主管室、生产主管室、信息部门及高层领导等部门组成的网络信息层，本层实现了现场数据、生产状况、成本计算与统计等功能，结合本企业ERP系统能实现其它功能，如销售分销，生产计划，车间作业，质量管理，查询决策等等，真正实现数据信息的共享（但不同部门有不同的权限）同时能使企业的管理机制得到发展和完善。

（2）车间管理层

车间办公室配有一台服务器，用于实时记录设备运行情况及各种生产数据，如每班产量、总产量、原材料消耗、温度趋势、储料仓料位、机台情况、指示报警参数等。通过PRE-TREATMENT软件、SQL SERVER数据库系统与中央控制层实现实时的数据交互，进行原材料的仓储管理、消耗统计、生产统计等操作。

（3）中央控制层

由上位计算机或中央处理终端、中央控制PLC、电气控制系统、条码读取仪、打印机等组成，通过高效数据链接网络（Controller Link网）实现与各从站的信息通讯，完成对各从站点数据的实时采集与监控。监控软件以动态图形方式显示整个设备的平面图，工艺配方，工艺流程,分配信息等，并配有各种参数值的设置和多种数据趋势曲线显示，如发料时间，历史趋势，阀门开度，瞬时流量和累计重量等。有故障报警和报警信息记录功能，计算机在线检测和诊断报警事件，采用报警窗口直接显示故障部位和故障类型来准确通知维修人员，采用报警声音来提醒操作人员。

（4）主站

主站是一个设在中控室的按钮站，负责与现场控制层之间交换和采集数据。通过按钮控制可以开、停现场的所有设备。选择按钮开停远程设备，是因为按钮比计算机控制更为直观，方便，简单，可以更加有效的避免因为计算机死机、重起动、瘫痪等故障造成的停机事故和误操作等各种可能。

（5）现场控制层

主站通过 Controller Link网络与现场控制层的多个从站相连，并且各从站PLC可以与主站实现高速的数据传送与共享。各从站PLC负责按工艺要求实现对现场各设备的调节和控制，采集现场仪表、传感器的数据。

11、系统整体功能特点

开源公司开发的助剂配送系统采用德国进口高精度流量计，安全可靠，性能优越；采用总线式管路设计，特殊管路接头，折装维修方便；自动管路清洗，效果佳；流量变频控制，分配精确；全自动信号检测及反馈控制；温控热水槽自动补水；生产效率提高，人工费减少，产品质量提高，不良率减少；生产的产品一致性提高；节省助剂，减少污染；系统扩展方便；整个系统维护保养容易；工艺控制符合国情，应用范围广，自动化程度高。

三、结束语

我国是纺织印染的大国,生产设备和电气自动化技术弱后,严重污染社会环境,只有设备自动化跟上先进的世界潮流,才能在激烈的市场竞争中立于不败之地。

参考文献

1、中国机械信息网．2006，3

2、《浙江纺织》印染分册，总第145期． P75～P76．