技术 | 物联网及单锭检测的应用

随着技术的不断发展，纺织行业数字化、网络化、智能化的时代已经到来。各个纺织企业对于纺织设备的运转情况、生产数据的实时数据要求越发迫切，尤其织造行业是24小时连续运转，除了对机器的稳定可靠性要求高，同时对于服务的快速高效性要求也越来越高。

纺织行业智能化转型发展到现阶段，纺机装备向自动化、连续化、智能化方向发展的趋势明显。国产高端纺织机械产品进步很快，装备自动化、生产智能化成果集中涌现。总体来看，目前国产纺纱设备已初步实现了自动化、连续化生产，尤其在电气控制方面已广泛采用自动控制、信息采集分析及网络化管理等先进技术。未来应用高新电子技术，实现成套棉纺设备的网络化数据传输和在线监测与在线控制，实现纺纱生产过程的连续化和生产管理的智能化，减少设备配台数量，提高设备利用效率是纺纱机械发展的大趋势。

空无一人的车间，上万纱锭欢快地高速运转，输送、换卷、接头、检测、落纱、码垛各工序都在有条不紊地自动进行……这样的场景，不久将呈现在各大纺纱企业的生产现场。应用智能纺纱系统改变了企业原有的管理模式和管理思维，使人、设备、软件系统融为一体，互联互通。梦想不再遥不可及，同心共筑物联网及单锭监测新篇章。

一、物联网及细纱单锭检测装置的应用

我厂使用上海航数物联网和上海兰宝及品特裕华、杭州凯悦、深圳嘉友单锭检测已有一年的时间，下面谈一下在使用过程中的感悟。

1.1 感悟一

物联网及单锭检测的使用与实现企业目标相互一致。随着经济的不断发展，纺织业的竞争日益激烈。对于纺织业的企业来说，要想在激烈的行业竞争中立于不败之地，就必须不断地提升企业的科技水平，通过技术上的创新来提升产品的技术含量和附加值，同时，也通过技术水平的提升努力降低生产管理成本。

图1 公司产品规划图

1.2 感悟二：物联网及单锭检测的使用与精益生产相辅相成

细纱机是纺织制造行业重要装备，目前国内的细纱机数量已经超过1.1亿纱锭，但在这么庞大数据中，真正实现信息化管理的不超过20%。一个非常典型的情况是，细纱车间是纺纱企业管理的重点，细纱机数量较多，在管理上，每天都需要统计每台机、每个员工、每班的产量等生产数据，作为员工计酬、考核和生产管理的依据，这方面的工作通常非常耗时耗力，也带来了巨大的管理成本。

而且随着车速的不断提高，对细纱机运行监控系统的实时性和可靠性要求也越来越高。对细纱机运行过程中的故障进行告警和处置，同时将有关信息进行存储对比分析。

1.3 感悟三

物联网与单锭检测的使用促使了设备管理、产量管理、能耗管理、工艺与质量管理都有很大改进。

二、通过物联网及单锭检测手段，

促进以下目标的进一步实现

图2 单锭监控系统图

(1) 通过现场生产数据的采集，识别浪费，持续改进

(2) 进行科学精确的数据分析，可以找到生产中存在的薄弱环节

(3) 实现看板的模式化管理，

(4) 进行有效的质量控制和生产效率的提升

(5) 通过手机推送，管理人员可以及时发现车间存在问题，方便快捷处理问题

(6) 通过存储数据的分析，可以优化改进管理过程存在的问题

(7) 通过物联网通讯手段，实时掌控单机台耗电数据，快速统计每个班次用电情况，对比同期的用电分析

(8) 通过在线设备采集的实时数据，可以快速统计每个班次的生产产量，系统可以设定自动生产报表模式，大大减轻了生产现场人员的统计工作强度

(9) 通过移动端平台可以快速实现单机台品种开台品种上机精准计算，每个班次单机台生产品种的不同，产量减少，现场盘点工作强度极大地提高了生产工作效率

(10) 单锭检测能做到整车数据检测，通过触摸屏，电脑端，手机端，现场操作人员能够很方便的了解本机台的运行情况，看到整个系统的工作数据，系统断头次数及滑锭（弱捻、强捻）可以不同机台数据对比。

2.1单锭检测功能模块

2.2 装单锭检测后各项指标对比（品种：棉40支机织）

三、各厂家单锭检测区别

3.1 兰宝检测头

兰宝是电磁式的检测头，粗纱停喂扳的时候比较沉，探头品质应该再提高一些弱捻监控不太敏感，优点是：断头统计报表做的很好，便于优化段速，提升了管理，锭速由17000提升至18800转/分，在电脑和手机推送数据方面做的较好。

凯悦的是电磁式的检测头，在使用观察时探头比较耐用，粗纱喂停装置轻便，但摇架锁扣处容易挂花，后罗拉绕花，探头太大，挡车工不便于接头，影响生头不便于机修工更换钢丝圈。对弱捻监控不太敏感，断头部位亮灯太多，一个断头亮一个灯就行。

3.2 品特检测头

品特的是光电式的检测头，探头小，操作方便，对弱捻的监控敏感，对频繁断头锭子监控较好，但在电脑和手机推送数据还不是太完善，断头部位亮灯太多，一个断头亮一个灯就行。

3.3 嘉友检测头

嘉友的光电式的检测头，探头小，操作方便，对频繁断头锭子监控较好，但在电脑和手机推送数据还不是太完善，弱捻监控不太敏感断头部位亮灯太多，一个断头亮一个灯就行。

3.4从硬件设施使用分析对比

应该是品特的使用最舒服一些。弱捻把控最强，通过对弱捻的监控，我们已展开对104台细纱机全面排查，锭速低于设计锭速300进行整修锭带细的，锭带内壁粘花的，锭带上，下跑，锭盘不灵活的进行整治和管控，应该对控制强力弱环有很大改善。

电磁式探头（兰宝，凯悦）在使用时对飞花钢领油及尘土遮挡没有影响，但对钢丝圈有吸附性，在平时对更换下来的和飞圈的钢丝圈吸附，过多时影响正常钢丝圈的运行及造成断头，处理时较费力，但是误判率较低，光电式探头（品特，嘉友）在使用时对飞花及油污尘土较敏感，光电点易被遮挡，易误判报警，在纺织厂飞花较多，挡车工使用钢领油现象较多，易粘探头造成粘飞花及尘土。

3.5粗纱喂停装置的使用

挡车工还不太能接受，断头喂入粗纱到前罗拉吐出须条，等待时间太长，浪费时间，机修更换皮圈，校正皮圈时不方便，只有凯悦的方便装取，但后部容易挂花，每个新型专件的投入有利有弊，总之优点大于缺点的。

3.6物联网使用的优缺点

细纱物联网使用已有一年时间，对细纱整体故障的控制确实明显有改善，通过管理可以监控运转机修的责任心，制定一些考核机制，使设备良性运转，提升了细纱生产效率，也便于今后细纱稳步提速，继续挖潜，提升产能。

缺点：物联网偶尔会掉线，会造成数据丢失，有时候会出现数据紊乱（误报）。

图3 各品牌检测头

图4 各品牌断头停喂

四、细纱单锭监测系统

细纱工序中最基础的考量指标就是断头率。目前大多数纺纱企业在细纱工序中都是用人工巡检的方式发现断头断纱，进而处理。如果未及时处理断纱，就会继续造成原材料的消耗。为了及时快速处理断纱，就得增加人工或提高工人劳动强度。根据以往的研究表明，细纱工序30%~35%的断头是由5%的锭子造成的，细纱单锭产品的成功研发，实现了能够及时发现断头地点，进而提高产品质量、减少损耗、提高工人劳动效率的目的，而在实际应用中还可与工厂的智能控制与监控相连，实时监控每个锭子的情况，为集中控制，优化管理提供有力的支持。

细纱单锭传感器是整个细纱单锭监测系统的最重要硬件组成。它对钢丝圈转速的测量数据是整个系统的基础，使得每一个锭子的监测成为可能。与市场上同类的产品相比，细纱单锭监测系统所用传感器具有结构合理、检测距离长、可低速响应等特点。

（1）结构合理。单锭监测传感器的结构是几经测试与试验，最终定型的。其异形结构在可靠检测钢丝圈速度的同时，不影响操作人员的各项操作动作，尤其是接断纱的动作。

（2）监测距离长。采用专利的设计电路，对监测放大电路不断优化。单锭监测传感器监测距离长，这样在安装位置上可以留有很大的余量，为生产企业更换纱线品种更换钢丝圈后，不必再一一调整单锭监测传感器安装位置，大大减少了生产、维护所需要的时间。

（3）可低速响应。在钢丝圈转速较低时，即进入工作状态。细纱单锭监测系统的工作原理：通过安装在每个锭子上的磁性传感器监测环锭纺中钢丝圈的运转速度，从而监测每个锭子的运转情况，得出各种细纱工序中需要的数据（例如锭子速度、产量、断纱次数、断纱时间、弱捻位置、落纱留头率等参数），做出相应预先设定的判断。具体通过LED指示灯、人机界面或无线远程传输到集中控制室等方式显示。

五、物联网与单锭检测应用结论

5.1 快速方便的数据采集分析

可以快速方便集中在一台电脑或是手机、平板电脑上在任何地点都可以实时查看当前生产数据，快速查看历史数据，自动生成数据分析报告，方便用户排产销售，现场生产问题解决分析，生产人员管理，降低企业的管理成本，提高企业运营效率

5.2 加强设备管理，减少细纱断头

挡车工传统方法是靠挡车工走巡回、机修工检修和试验员抽检来发现有问题锭位，但存在种种弊端。细纱机单锭在线检测系统，能及时有效发现机台锭位定点断头，大大提高了机修检修力度，更精准的找准位置，不会再出现因绕皮辊造成飞车，有指示报警显示灯避免了漏接头，也大大提高了挡车工值车效率。

5.3 强大的物联网组合功能

细纱单锭监测系统，设计之初就是物联网无缝对接。在细纱工序中的计算与统计功能，都是以单锭传感器采集的数据为根本。但其本身强大的功能，使得在软件中可以得到传统细纱工序中想要得到的一切数据，为企业提高产品质量，提升管理水平，提供了强有力的支撑。主要能提供生产管理数据和设备维护数据，其中生产管理数据主要包括纺纱产量、锭速、捻度、生产效率等等，设备维护数据主要包括断纱位置、断纱次数、当前弱捻、历史弱捻、千锭时断头、落纱留头率等等。

5.4 车间版网络系统+ 远程监控系统

为了进一步有效利用单锭监测系统采集到的各类数据，除了发挥好原有功能的基础上拓展更多的功能，研发了车间版网络系统，并利用远程监控系统实现工厂智能化网络集控，为纺纱厂彻底实现智能化提供了技术支撑。

作者：刘明娜 舞钢龙山纺织科技有限公司

编辑：中国纱线网新媒体团队

END

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