丝光机浓碱质量浓度自动控制系统的应用

沈爱华

（浙江美欣达纺织印染科技有限公司，浙江湖州 313000）

印染工艺对碱质量浓度控制有着严格的要求，如丝光机碱质量浓度的控制，对织物着色、光泽、手感等诸多方面都有关键性的影响。而从环保及节省成本等角度看，其意义也是显而易见的。碱质量浓度在线检测及加碱系统适用于印染前处理和丝光机工艺过程，对浓碱质量浓度进行在线检测及连续控制，使浓碱质量浓度稳定在工艺要求的范围内，可使后续染色均匀，工艺重现性好，产品档次提高。

在印染工业的丝光工艺过程中，经常要配制较高质量浓度的NaOH 溶液，而且希望溶液的配制和浓度检测与生产工艺同步进行，实现自动化。以前的做法：先取出一定体积的NaOH溶液，然后采用人工滴定的方法测定NaOH 溶液的质量浓度，与实际所需工艺浓度比较，再由人工加补碱。这种做法既慢又易产生误差，且明显滞后于生产过程，常常影响到工艺质量，不能满足连续生产的要求。

目前，浙江美欣达自主开发了一套碱质量浓度自动控制装置，安装在国产高速布铗丝光机上。该系统的主要原理是通过对碱溶液密度和温度的检测，自动进行参数的精确补偿，确保高精度的检测结果。该装置采用先进的PLC控制、触摸屏技术以及数据通讯技术；通过数字化参数设定，实现自动配碱、加补碱，并具有自动清洗维护功能。

1 系统原理

FL600-AC 碱质量浓度自动控制系统（见图1）综合了国内外碱质量浓度控制系统的优点，采用先进的Fuzzy PID 控制方式，连续采集碱质量浓度信息，实时加碱、补水或者补淡碱，使碱质量浓度控制在工艺要求的范围内，使丝光效果达到最佳，增加后续工艺的稳定性。

图1 碱质量浓度控制系统示意图

该系统主要由测量传感器、变送器、控制器、连续调节阀、开关电磁阀、电源模块以及流体管路等组成。工作液经过传感器进行测量，由微电脑控制浓碱供应量。淡碱使用液位控制阀门开关，当液位降低时，自动补给淡碱溶液。碱质量浓度偏低时控制系统适量加入浓碱。整个系统浓碱、淡碱双变量调节，简单、实用。

2 技术指标及配置

碱质量浓度控制系统配置如表1所示。

表1 碱质量浓度控制系统配置

技术指标：质量浓度测量范围180～330 g/L；质量浓度检测精度±0.1 g/L；质量浓度控制精度±2.0 g/L；温度测量范围5～65 ℃；温度测量精度0.5 ℃；电源380 VAC，50/60 Hz。

设计优点：独特的淡碱双向分流设计，淡碱自动循环利用；采用称重法测量碱质量浓度，机械结构简单，维修、校准简便；文本方式输入设定值（可选触摸屏输入）；全自动控制浓碱、淡碱的加入，自动控制液位，机械设计简洁高效，大大提高了系统的可靠性、稳定性。

3 操作控制

（1）配碱前，根据工艺确定工作液碱及供应浓淡碱溶液的质量浓度。（2）开启碱泵循环，再启动自动测配碱控制系统，根椐现场自动实测碱的质量浓度，进行自动调整。（3）正常生产中更换品种需要调整碱质量浓度时，在质量浓度梯度变化不大的情况下，只需在自动测配碱控制系统数显屏上输入质量浓度工艺参数即可。（4）若更换品种时碱质量浓度梯度调整太大，需穿入导布停机，按比例把配碱槽的工作液抽走，加清水降低或加浓碱提高碱质量浓度，开启碱泵循环15 min 校正准确后方可继续开机生产。（5）配套过滤系统设备：FL600-AC 的过滤系统不同于市场上的转桶过滤方式，采用自流式过滤。整机的过滤部分在正常运转时是静止不动的，极大地延长了过滤网的使用寿命，并且采用仿生学设计的过滤网可以高效去除液体中的固体、毛屑、浆料等对染色有很大影响的杂质。该自流式过滤网不是用旋转毛刷去除杂质，而是利用水流的冲击力将毛屑等杂质排出。

整机的设计以简洁、大方、实用、方便、坚固为最大出发点，秉执简约不是简单的理念，制造出最适合中国染厂的设备；仿生学设计，水阻小，效率高，结构简单，免维护，价格低，寿命长，且装置可用高压水洗（装置如图2）。

图2 FL600-AC系统装置图

4 经济效益测算

丝光机采用淡碱循环利用后可减少浓碱用量的1/5 左右。正常生产时，一般回收淡碱的质量浓度为30～50 g/L，改造后一台丝光机每天可回收80 g/L 左右的淡碱30 多t，实际每升多回收50 g/L NaOH，每天可节省360 g/L的浓碱4 t。按800元/t计价，每天可节省资金3 200 元，每月按22 个工作日计算，可节省资金70 400 元，一年可节省资金84 万元，即每年减少浓碱用量的1/5。此外，该系统保证了丝光工艺的稳定性和重现性，充分利用丝光工艺后的回收淡碱，提高产品的一次成功率，产品利润大幅提高，大大提升了我国印染装备的自动化水平。在提高产品质量和附加值、快速反应能力和环保、节能等诸方面有可观的综合效益，缩小了与国外同类装备的差距。

5 结论

丝光机浓碱质量浓度自动控制系统抗干扰能力强，即便在印染这样恶劣的现场环境中，也能稳定可靠地运行，并做到操作方便。经过一年的现场使用，该系统的成功应用使浓碱的配制和检测变得快速简便，不仅实现了生产过程的自动化，而且避免了人工操作可能带来的差错，有效地保证了产品质量，改善了劳动条件，降低了生产及管理成本，节约了可观的原料碱，节能减排，使后续染色工艺的重现性得到保障，直接提高了产品档次和优等品率，减少了做单风险，从而大幅度提高了利润空间。