纺织张敏机织数字技术课程考核作业

纺织张敏机织数字技术课程考核作业集团标准化工作小组 #Q8QGGQT-GX8G08Q8-GNQGJ8-MHHGN#纺织空调的智能化数字控制系统摘要:通过对温湿度与纺织纤维的性能之间关系的理论阐述，深入研究温湿度对纺织生产工艺的影响。

介绍了自动控制技术在纺织空调系统中的应用：主要介绍基于物联网的纺织空调控制系统的硬件和软件构成，包括 RFID 系统、GSM/GPRS 无线传输系统、PLC 程序、集中监控程序等，并介绍了在企业的应用效果。

结果表明: 系统可以提升生产效率，节能降耗明显。

关键词:纺织空调; 温湿度; 智能监控在纺织生产过程中，车间空气温湿度是影响纺织生产的五大因素之一，空调工程技术已成为纺织工业一个不可分割的重要部分。

温湿度适宜的车间环境对保证纺织生产的顺利进行、纺织产品质量的提高及纺织工人的身体健康都是非常有利的。

因此结合我国当前纺织厂实际情况，如何使纺织车间空气温湿度满足纺织生产的实际需要，降低空气温湿度对棉纺织生产的影响，是值得我们深入探讨的一个重要课题。

1温湿度对纺织纤维性能的影响[1]温湿度对纺织纤维吸湿性能的影响现大多采用回潮率来衡量纤维吸湿的强弱，影响纤维回潮率的因素有外因和内因两方面。

就内因来说纤维回潮率的大小主要是取决于纤维大分子亲水基团的多少和亲水性的强弱、纤维的结晶度和纤维内空隙的大小和多少等。

但是对于一种具体的纤维来说，它吸湿的多少或回潮的大小，又与周围空气条件、放置时间长短及吸湿放湿过程等外因有关，其中与空气温湿度的关系尤为密切。

当周围空气的相对湿度较大时，纤维的吸湿自然会增多，在相对湿度恒定的情况下，纤维的吸湿性能随温度的升高而降低，若要求纤维的回潮率仍保持为某一定值时，则在空气温度高时相对湿度应维持大一些；温度低时相对湿度小一些.温湿度对纺织纤维强度的影响环境的温湿度会影响纤维的各种物理特性，特别是湿度与纤维的强度关系更为密切。

有的纤维在湿度增大时会促使纤维长链分子间起滑移作用而降低强度，强力下降的程度则视纤维的内部结构和吸湿多少而定；有的则因能增进和改善长链分子的整列度而增加，特别是在相对湿度44%～70%的范围时，增加率甚为显着且幅度较大。

据实验，当相对湿度达到60%～70%时棉纤维或棉纱的强度比干燥时可提高50%左右，如相对湿度超过80%以上则增加率减少甚至强度反而降低。

实验结果表明温度每升高1℃，纤维的强度约减少%。

温湿度对纺织纤维的伸长度和柔软性的影响纺织纤维及制品在加工或使用过程中都要经受外力的拉伸作用，并且产生相应的伸长变形。

吸湿后的纤维由于分子间的距离增加极易产生相对位移，故纤维的伸长度随着相对湿度的提高而增加。

温湿度与柔软性的关系一般表现在：当相对湿度增高时，因纤维吸湿后分子间的距离增加所以纤维的柔软性增加，硬度和脆性降低，易塑性度、弹性回复性减小。

以棉纤维为例，由于棉纤维表面具有棉蜡，对温湿度的变化特别敏感。

棉蜡在℃时开始软化，故温度高时由于棉蜡的软化使棉纤维更为柔软。

当温度超过27℃时，棉蜡开始融化发粘，纤维将绕皮辊影响生产和质量。

当温度过低时因棉蜡出现硬化现象而使纤维失去它的柔软性变得脆弱，进而对棉纺织厂的工艺生产带来诸多不利影响。

温湿度对纺织纤维导电性的影响纺织纤维是电的不良导体，在加工与机械表面或纤维摩擦而产生静电效应。

当纤维与机件带有不同种电荷时即会相互吸引而使纤维吸附于机件表面，破坏纤维的运动规律，妨碍纤维的牵伸、梳理、卷绕过程的顺利进行，给成纱质量带来问题。

为了减轻静电对加工过程的不良影响，对于具有一定吸湿性的纤维可以用提高相对湿度的方法来增加纤维的回潮率，从而使纤维的导电性能增强，电荷不易积聚。

温度对纤维导电性的影响，随着温度的升高其导电性会相应增强。

2 温湿度控制在纺织工序中的重要性温湿度控制在纺纱工序中的作用纺织厂在生产中影响产品质量与产量的因素较多，其中温湿度对生产工艺影响较大，特别是相对湿度的高低对生产的影响更大。

实践证明，合理地调节车间温湿度可以改善车间生产的状况，所以掌握车间温湿度对生产工艺影响的规律是至关重要的，以便加强空气调节对温湿度的控制。

2.1.1清棉工序清棉工序主要目的是对原棉进行开松、除杂、排绒和成卷等，为此要求棉纤维具有良好的弹性，即要求低回潮率。

原棉回潮率一般在10％以上，这是不符合清棉工序工艺要求的，因此清棉工序空调的任务是促使棉纤维放湿，这就要求清棉车间保持较小的相对湿度，以利于提高开棉效率，同时提高棉卷的均匀度。

但也不能太低，相对湿度太低会使棉卷蓬松，棉卷不匀率增加，棉纤维变脆易断，影响成纱强力，且车间飞花增多。

在清棉工序，棉卷回潮率以控制在(8土0．5)％为宜。

有时原棉回潮率不理想，需要用烘棉或给湿预处理方法，使原棉回潮率符合后道工序需要。

2.1.2 梳棉工序梳棉工序要求进一步开松和梳理纤维，去除杂质以及使棉网正常成条。

所以梳棉车间要求相对湿度与清花车间相接近或稍低一些，这样棉卷在梳棉车间有少量放湿，使纤维呈内湿外干状态。

外干有利于分梳，单纤化程度好，除杂效果好；内湿则棉纤维的强力和延伸性好，不易梳断，且可减少静电现象产生。

如不能保持此放湿工艺，相对湿度过大，会造成棉卷层降低生条均匀度，纤维分梳困难，除杂效果差，棉结增加，棉网下垂，断头增加。

纤维由于吸湿易绕罗拉，针布易生锈。

如果过小则易起静电使棉纤维吸附在道夫上，造成棉网破裂和不匀，落棉飞花增多，短纤维飞散。

2.1.3并粗工序[2]并粗工序的主要任务是提高棉条的均匀度获得比较均匀稳定的粗纱捻度。

要求纤维柔软，抱合力强，便于加捻。

在不发生“三绕”、不出现锭壳发涩和粗纱卷绕困难的前提下，车间相对湿度宜从高掌握，但不宜太高，这样会发生粘绕皮辊、绕罗拉现象，牵伸困难，纤维间不易松开，影响条干均匀度，粗纱出硬头、牵不开。

且因机件发涩，并条机产生涌条，粗纱锭壳发涩，阻力增大，导致粗纱卷绕困难引起粗纱荡头，捻度不匀、断头增多。

如果相对湿度较小，并条机上由于静电作用增强造成棉条蓬松、发毛、棉网破裂、纤维飞散、飞花增多、易绕皮辊；在粗纱机上，纤维飞散、飞花多、粗纱松散、加捻困难、断头多，粗纱纤维间饱和力差，影响条干均匀和粗纱强力，粗纱成型不良。

2.1.4细纱工序[3]细纱工序要求车间相对湿度比并粗工序相对湿度小，使粗纱在细纱车间保持放湿状态，这样对牵伸有利。

如果相对湿度大，纱线与钢丝圈之间以及钢丝圈与纲领之间的摩擦力增加造成飞圈，断头率高，罗拉、皮圈表面附着飞花，牵伸不良，造成粗节纱多、条干不匀；同时皮辊发粘，绕皮辊影响生产，增加工人的劳动强度，所以要求偏小控制，但不宜太小，这样易使棉纤维散落，飞花增多，牵伸中易产生静电，使纤维不平直条干恶化，易绕皮辊，断头增多，并且纤维抱合力差，成纱毛羽增加，松纱多棉纱强力下降。

温湿度控制在织造工序中的作用2.2.1络筒工序络筒工序要求保持一定的相对湿度，是为了保证并增加纱线的强力和回潮率，有利于清除纱疵。

使纱线表面光滑，减少纱线损失。

若相对湿度过小，筒子变重纱线吸湿伸长，不易除杂，机件表面沾附飞花且易生锈；若湿度过小，会造成强力下降断头多，使成品筒子轻而松，成型不良，产生毛羽纱，造成质量下降，车间飞花增多。

2.2.2 整经工序整经工序要求保持一定的相对湿度，是为了保证并增加纱线的强力。

若相对湿度过高，会出现经轴卷绕过紧，码份过长，浆纱了机时回丝增多，同时也会引起摩擦增加，经纱伸长，断头增加；但若相对湿度过低，会引起纱线强力减小，断头增加以及经轴发松等情况的出现。

2.2.3 浆纱工序浆纱工序要求保持一定的相对湿度，是为了保证纱线的回潮率。

若相对湿度过高，则会造成回潮率过大，浆纱时吸浆率会减小，造成轻浆盘头，同时也会在烘燥过程中出现烘燥效率低的问题；相对湿度过低时，回潮率会降低，引起吸浆量增加。

2.2.4 穿结经工序穿结经工序中，若相对湿度过高，综筘等易生锈；湿度过低，会引起断头增加，织轴表面回潮率过低。

2.2.5 织造工序当相对湿度过高时，会出现以下7方面的问题：经纱粘连，开口不清；摩擦增加，产生小纱球，造成跳花疵布；经纱易伸长，造成长码狭幅疵布；对于有梭织机，梭箱发涩，轧梭多，打断头增加；易形成凹凸不平荷叶边；车间易产生滴水，造成水渍布，布面易发霉；机械设备易生锈。

但当湿度过低时，纱线易发脆，强力减小，断头增多；易起静电，布面毛糙；落浆率增大，车间飞花增多；斜纹织物多百脚疵布；纬缩增加等。

2.2.6 后整理工序回潮率不稳定，引起棉布发霉变质。

3 纺织空调温湿度监测的原理温度传感器工作原理温度传感器是利用物质各种物理性质随温度变化的规律把温度转换为可用输出信号。

按测量方式可分为接触式和非接触式两大类，按照传感器材料及电子元件特性分为热电阻和热电偶两类。

3.1.1 热电偶的工作原理[4]当有两种不同的导体和半导体A和B组成一个回路，其两端相互连接时，只要两结点处的温度不同，一端温度为T，称为工作端或热端，另一端温度为TO，称为自由端(也称参考端)或冷端，则回路中就有电流产生。

这种由于温度不同而产生电动势的现象称为塞贝克效应。

与塞贝克有关的效应有两个：其一，当有电流流过两个不同导体的连接处时，此处便吸收或放出热量(取决于电流的方向)，称为珀尔帖效应；其二，当有电流流过存在温度梯度的导体时，导体吸收或放出热量(取决于电流相对于温度梯度的方向)，称为汤姆逊效应。

两种不同导体或半导体的组合称为热电偶。

热电偶的热电势EAB(T，T0)是由接触电势和温差电势合成的。

接触电势是指两种不同的导体或半导体在接触处产生的电势，此电势与两种导体或半导体的性质及在接触点的温度有关。

温差电势是指同一导体或半导体在温度不同的两端产生的电势，此电势只与导体或半导体的性质和两端的温度有关，而与导体的长度、截面大小、沿其长度方向的温度分布无关。

无论接触电势或温差电势都是由于集中于接触处端点的电子数不同而产生的电势，热电偶测量的热电势是二者的合成。

3.1.2 热电阻的工作原理导体的电阻值随温度变化而改变，通过测量其阻值推算出被测物体的温度，利用此原理构成的传感器就是电阻温度传感器，这种传感器主要用于-200—500℃温度范围内的温度测量。

纯金属是热电阻的主要制造材料。

目前，在工业中应用最广的铂和铜，并已制作成标准测温热电阻。

电阻和温度的关系可有下列函数表达：)](1[ttRRt-+=α只要α保持不变，则金属电阻tR将随温度线性增加。

其灵敏度为α==ttddRRK1。

其中RRt和分别为热电阻在t℃和t℃时的电阻，α为电阻温度系数（1/℃），t为被测温度。

湿度传感器工作原理湿敏元件是最简单的湿度传感器。

湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。

湿敏电阻的特点是在基片上覆盖一层用感湿材料制成的膜，当空气中的水蒸气吸附在感湿膜上时，元件的电阻率和电阻值都发生变化，利用这一特性即可测量湿度。