棉花加工过程中的智能化技术应用研究

2016-02-01张春乐

中国棉花加工 2016年5期

关键词：回潮率皮棉籽棉

■张春乐

〔第八师133团，新疆石河子832000〕

棉花加工过程中的智能化技术应用研究

■张春乐

〔第八师133团，新疆石河子832000〕

棉花是我国主要的经济作物，也是关系到国计民生的战略物资。同时，作为国民经济的重要组成部分，棉花加工工业经过几十年的发展虽然在技术上有了很大改进与提高，但是与世界先进产棉国相比我国的棉花加工水平仍然存在差距，主要体现在生产效率低下、加工设备故障率高、智能化程度低、皮棉品质低等方面，这些差距导致我国的棉纺产品在激烈的市场竞争中处于劣势。随着市场竞争日益激烈，纺织企业对原棉品质的要求越来越高、棉花加工厂对人工成本控制更加精细化，为此，从智能化的角度分析、改进并发展我国棉花加工技术具有重要现实意义。

一、我国棉花加工工业现状

目前，我国普遍采用的棉花加工工艺是在传统工艺基础上，充分地吸收了国外棉花加工工艺中的智能检测、自动化控制、籽棉烘干、皮棉清理等装置，并结合我国棉花种植、收购的特点制定的。虽然较以往有了改进和提高，但是仍然存在一些问题。通过对棉花加工厂进行实地考察，现将我国棉花加工工业发展现状与存在的问题作如下总结。

我国现有棉花加工厂的生产规模一般不大，特别是前几年，由于国家放开棉花经营政策的出台，部分产棉区“一窝蜂”地新建了大量的小规模棉花加工企业，这些新建的棉花加工企业生产工艺不完善、设备陈旧、技术力量匮乏，其年加工量少且皮棉加工质量很难保证。

国内采用的棉花加工工艺和控制策略较为简单，适应性不强。棉花加工模式多采用粗放型，在棉花加工过程中缺少必要的在线检测设备和信息反馈机制，不同等级与回潮率的籽棉采用同一轧花模式，这就导致不同等级的籽棉混级混轧现象严重，生产加工出的皮棉索丝、棉结较多，一定程度上影响了皮棉等级的提高，也降低了棉花加工的生产效率。

棉花生产过程中缺乏质量控制系统、自动计量系统、棉花调试系统等智能系统的应用，致使棉花加工企业很难准确核算生产成本，也不能根据不同籽棉、皮棉的质量状况及时调整和控制加工量。

二、智能化技术在棉花加工过程中的应用

棉花加工也称籽棉加工，即通过机械作用使籽棉成为皮棉、短绒和棉籽的过程。棉花加工工艺过程可以分为三个阶段：籽棉预处理阶段、加工阶段和皮棉成包阶段。针对加工过程中这三个阶段，笔者分别进行了智能化应用、升级、改造。

（一）棉花自动化调湿方面

在棉花加工生产过程中，籽棉回潮率、皮棉回潮率都会对整个加工过程造成影响，而实际加工中籽棉、皮棉回潮率都由人工测定，根据检测结果调节热风炉的温度容易造成棉花含水不均匀。在棉花调试过程中，增加必要的在线检测装置和智能控制系统，根据在线传感器反馈的检测结果实时调整热风的温度，既降低能源损耗，又能实现棉花调湿智能化控制。

（二）轧花过程中的在线检测方面

研究表明，在棉花加工过程中，回潮率、含杂率、轧工质量、成熟度等参数对于最终成包皮棉的质量都有重要影响。研制棉花参数在线检测装备及系统，根据轧花生产线反馈的棉花参数指标信息实时调整轧花主机的各项参数，实现有针对性的合理轧花。

（三）轧花生产线智能控制方面

在整个棉花加工生产线上，存在较多的关键参数，比如：环境温湿度、加工主机关键参数、棉花的关键指标等。完善的轧花生产线智能控制系统应该包括这些参数的检测，实时在线监控整条棉花加工生产线的运行情况，并根据反馈实时调整主机参数，对于出现的问题能够及时、准确的报警，并做出相应的处理。

三、我国棉花加工行业技术发展思考与展望

针对国内棉花加工工业存在的问题，为了进一步提高棉花加工过程中的自动化和智能化水平，可以从以下几个方面进行改进。

采用精细化加工模式代替目前的粗放型加工模式，根据籽棉的实际性状和市场需求指导棉花加工。首先构建不同性状等级特征的籽棉棉花加工策略知识库，根据籽棉的不同状况采取合适的轧花控制策略，做到“因花配车”；同时对陈旧的棉花加工设备进行自动化改造、升级，以适应系统的总体要求。其次，根据市场对皮棉的需求，配置最佳的棉花加工方案，进而为轧花厂带来最大的经济效益。

对吸棉风机电动机构进行变频改造，根据吸程远近对电动机进行多段调速，使之能够在满足近距离吸棉风量要求的基础上减少电能的损耗，提高轧花主机的工作效率，缩短棉花加工企业的加工周期。

在棉花加工过程中增加必要的在线检测装置与信息反馈环节，对一些重要的棉花指标和设备运行参数，如回潮率、含杂状况、轧工质量、轧花主电机电流值等进行实时监控，并根据结果反馈给轧花主机，对棉花加工过程采取必要的控制，实现棉花加工过程的自适应控制，此外还可以根据籽棉的不同性状，创建合适的智能加工方案，指导实际轧花生产过程。

在外吸棉与轧花工序之间增设棉花调湿自适应调节系统。根据在线检测到的棉花回潮率进行实时判断，自动调节棉花调湿参数，满足轧花机对付轧棉花的回潮率要求。提高棉花加工企业应对恶劣天气的能力，在提高生产效率的同时清杂和轧花，有利于减少皮棉中索丝、疵点的数量，进一步提高皮棉的品质。