淺析自動控制系統(tǒng)在紡織機械中的應(yīng)用

摘 要：改革開放30年來，特別是近10年以來，我國紡織行業(yè)得到了快速的發(fā)展，紡織行業(yè)設(shè)備自動化水平有了顯著的提高，新型的紡織機械大多普及了自動控制技術(shù)。這些高自動化水平的設(shè)備已經(jīng)成為我國紡織行業(yè)的核心。本文就自動控制系統(tǒng)在紡織機械中的應(yīng)用進行了分析，希望本文的研究可以為我國紡織行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

關(guān)鍵詞：自動控制系統(tǒng) 紡織機械 應(yīng)用

中圖分類號：TP27 文獻標識碼：A文章編號：1674-098X（2012）09（a）-0065-01

1 引言

改革開放30年來，特別是近10年以來，我國紡織行業(yè)得到了快速的發(fā)展，紡織行業(yè)設(shè)備自動化水平有了顯著的提高，新型的紡織機械大多普及了自動控制技術(shù)。這些高自動化水平的設(shè)備已經(jīng)成為我國紡織行業(yè)的核心。本文就自動控制系統(tǒng)在紡織機械中的應(yīng)用進行了分析，希望本文的研究可以為我國紡織行業(yè)的發(fā)展做出貢獻。

2 紡織機械主要自動控制技術(shù)

紡織自動控制技術(shù)主要分為以下一些門類[1]：

（1）集成控制技術(shù)：PCC、PLC、IPC、DCS、FCS、專用控制器等等

（2）傳動控制技術(shù)：交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、直流調(diào)速系統(tǒng)、多單元同步系統(tǒng)、開關(guān)磁阻電機等等。

（3）運動控制技術(shù)：伺服電機、步進電機、運動控制器等。

（4）現(xiàn)場總線技術(shù)：Can總線、Profibus總線等等

（5）人機界面：圖文終端、文本顯示器、觸摸屏等等

（6）傳感器：電磁傳感器、光電傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、圖像傳感器及各種工藝參數(shù)傳感器。

3 我國紡織自動控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 紡織自動化設(shè)備存在重復(fù)引進的現(xiàn)象

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國有了足夠的能力引進自動化水平較高的紡織機械。但是我國紡織自動化設(shè)備重復(fù)引進的問題比較突出，大部分企業(yè)為了短期效益，大搞拿來主義，而對設(shè)備進行消化吸收、二次開發(fā)的極少。這些設(shè)備的引進，并沒有根本上提高我國紡織行業(yè)的自動化水平[2]。

3.2 紡機行業(yè)專業(yè)化程度較低

國外發(fā)達國家的紡織行業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗表明：在國外紡織業(yè)一般是一個專業(yè)化水平、規(guī)模小的企業(yè)，這些企業(yè)僅僅是專攻某類紡織產(chǎn)品或某類紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)工序，專業(yè)化水平很高。在我國的紡織行業(yè)往往規(guī)模較大、且產(chǎn)品門類齊全，專業(yè)化水平普遍不高。這使得我國紡織行業(yè)缺乏核心競爭能力，在高端紡織產(chǎn)品市場上我國企業(yè)很難占到優(yōu)勢。而在設(shè)備引進方面，專業(yè)化不強也使得我國紡織行業(yè)的設(shè)備引進專業(yè)化程度不高[3]。

3.3 行業(yè)設(shè)備自動化技術(shù)及自動化率差距明顯

首先，從總體水平上看，我國紡織工業(yè)裝備達到國際先進水平的比例最多不超過三分之一；其次，在棉紡和織造產(chǎn)品上，我國紡織機械的相關(guān)指標已經(jīng)達到了國外90年代的水平；再次，在化纖、毛紡、印染機械方面，我國與國外發(fā)達國家的差距仍然十分明顯。而在紡織機械研發(fā)和生產(chǎn)能力上，我國與國外發(fā)達國家的差距比較大，相關(guān)數(shù)據(jù)表明，國外發(fā)達國家紡織行業(yè)的自動化水平為50%以上，而我國僅僅達到了15%～20%的水平[4]。

4 紡織機械自動控制技術(shù)的發(fā)展方向

4.1 紡機驅(qū)動器

紡織行業(yè)對于紡織機械自動驅(qū)動器的要求體現(xiàn)在：變頻技術(shù)和伺服的逐漸融合是紡織機械發(fā)展的必然趨勢，靈活的可組態(tài)工作方式是這種驅(qū)動器所必須的要素，如位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制等靈活切換；這種技術(shù)需要實現(xiàn)現(xiàn)場總線控制，可以同時完成多軸同步控制及上下機通訊技術(shù)。同時為用戶提供可選的總線選件，支持共用直流母線技術(shù)，一個大功率整流器可同時驅(qū)動多個逆變器，以提高紡織機械的生產(chǎn)過程信息反饋效率。

4.2 高控制要求的現(xiàn)場總線

現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展中現(xiàn)場總線無疑是最令人振奮的技術(shù)之一?，F(xiàn)場總線技術(shù)成功的解決了控制器高速運算能力同驅(qū)動器信息交換的瓶頸，又對工業(yè)通訊的可靠性大幅的提升[5]。

作為驅(qū)動器和控制器的供應(yīng)商，應(yīng)該為紡織行業(yè)的自動化發(fā)展，提供多種紡織設(shè)備現(xiàn)場總線，這些現(xiàn)場總線應(yīng)該具備不同的特點。但是，從未來自動控制技術(shù)和紡織工業(yè)的發(fā)展方向來看，工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)場總線發(fā)展的關(guān)注焦點和主流技術(shù)。加工設(shè)備之間如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及相關(guān)的分布控制，是未來紡織技術(shù)總線發(fā)展的趨勢。未來，在紡織自動化產(chǎn)品之中，以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場總線技術(shù)將很快并廣泛的直接用于設(shè)備層，這將給紡織工業(yè)自動化水平的發(fā)展帶來巨大變化。

4.3 滿足客戶不同需求的定制化紡機

近年來，紡織機械的市場競爭越來越激烈，標準化產(chǎn)品已經(jīng)越來越難以滿足不同用戶的需求。因此，紡織機械的專業(yè)化和個性化發(fā)展已經(jīng)成為紡織機械的未來發(fā)展方向?？梢灶A(yù)見，在紡織機械市場中客戶定制化的控制系統(tǒng)將得到快速發(fā)展[6]。

在紡織機械之中，紡織個性化產(chǎn)品的誕生，也促進了定制化紡織機械的誕生，當前定制化紡織機械還處于初級階段。而隨著我國未來經(jīng)濟的發(fā)展和國民對與個性化時尚化紡織產(chǎn)品的需求不斷增多，可以預(yù)見根據(jù)客戶的特殊需求，定制個性化的紡織產(chǎn)品及紡織機械，一定是未來紡織機械的發(fā)展方向。

4.4 為客戶提供迅捷服務(wù)的遠程診斷技術(shù)

我國紡織市場潛力非常的大，隨著我國加入WTO越來越多的國外紡織企業(yè)進入中國，而與此同時我國紡織企業(yè)也在不斷的參與國外的競爭，因此在紡織行業(yè)之中客戶要求和競爭地域的變化，帶來的新課題是如何為客戶提供迅捷的技術(shù)服務(wù)。解決這個問題的方法，就是在實現(xiàn)紡織機械數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過有線或無線的技術(shù)手段實施遠程診斷。遠程診斷技術(shù)可以破除空間束縛，實現(xiàn)全球化生產(chǎn)，而通訊技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展，為紡織機械的遠程故障診斷成為了可能。以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)，采用專家診斷技術(shù)的遠程診斷系統(tǒng)在其他行業(yè)中已經(jīng)實現(xiàn)?？梢灶A(yù)計，遠程診斷也是未來在紡織機械的發(fā)展方向。

參考文獻

[1]李彥永.電腦針織橫機控制數(shù)據(jù)的處理[D]：[碩士論文].上海：東華大學(xué)，2011.

[2]胡紅.新型橫機構(gòu)造與編織[M].北京：中國紡織出版社，2010.

[3]黃元順.電腦橫機主要機構(gòu)及原理研究[J].上海紡織科技針織縫紉，2008，26（5）：40-41.

[4]胡紅.新型橫機構(gòu)造與編織.北京：中國紡織出版讓，2011.

[5]顏鋼鋒，王琛鑾.基于ARM的嵌入式電腦橫機控制器設(shè)計.工程設(shè)計學(xué)報，2011，13（2）：104-107.

[6]張一平.影響電腦橫機選針器選針可靠性的幾個因素[J].鄭州紡織工學(xué)院學(xué)報，2011，12（3）：43-45.