簡(jiǎn)介控制與數(shù)字化紡織機(jī)械

王建春

摘 要：隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制改革的深入與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，紡織機(jī)行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，高質(zhì)量、快響應(yīng)、更靈活是紡織機(jī)械未來(lái)發(fā)展的重要方向。近年來(lái)，紡織機(jī)械行業(yè)的自動(dòng)化水平有了明顯的提升，現(xiàn)代控制技術(shù)與信息技術(shù)對(duì)于紡織機(jī)械行業(yè)的影響逐漸凸顯，基于以上，本文簡(jiǎn)要研究了現(xiàn)代控制技術(shù)和數(shù)字化紡織機(jī)械。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代控制技術(shù)；數(shù)字化；紡織機(jī)械

1 現(xiàn)代控制技術(shù)研究

1.1 數(shù)字化紡織機(jī)械控制技術(shù)

早在十多年前，就有紡織機(jī)械企業(yè)提出了“數(shù)字化紡織機(jī)械控制”的理念，數(shù)字化紡織機(jī)械控制技術(shù)是以CPU為核心，以現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代控制技術(shù)。對(duì)數(shù)字化紡織機(jī)械控制技術(shù)的具體研究如下：

1.1.1可編程控制器與可編程邏輯計(jì)算機(jī)

可編程控制器又稱PLC，其以繼電器技術(shù)為基礎(chǔ)，結(jié)合了通信技術(shù)和信息技術(shù)，通過程序化的方式來(lái)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行電氣控制，其在紡織機(jī)械中的應(yīng)用十分廣泛。PLC的輸出和輸入質(zhì)量較高，且實(shí)時(shí)監(jiān)控能力較強(qiáng)，PLC的穩(wěn)定性在眾多設(shè)備控制實(shí)踐中已經(jīng)得到了很好的證明。PLC能夠?yàn)榧徔棛C(jī)械控制提供多種現(xiàn)場(chǎng)總線，一些紡織機(jī)廠商在選擇PLC進(jìn)行紡織機(jī)械控制時(shí)都將遠(yuǎn)程I/O和可擴(kuò)展性作為選擇的重要標(biāo)準(zhǔn)。紡織機(jī)械的控制技術(shù)首要注重的是控制的實(shí)時(shí)性、可靠性及控制速度，自動(dòng)紡紗技術(shù)的出現(xiàn)是紡織機(jī)械控制發(fā)展過程中的重要革命，其對(duì)于紡織行業(yè)的優(yōu)化升級(jí)有著積極的促進(jìn)作用。

可編程邏輯計(jì)算機(jī)又稱為PCC，其于1994年由貝加萊公司推出，相較于PLC而言，PCC在功能上有著較大的提升，PCC的組網(wǎng)十分靈活，且應(yīng)用智能性和開放性較好的系統(tǒng)平臺(tái)，能夠有效實(shí)現(xiàn)許多復(fù)雜的控制項(xiàng)目。PCC的軟件運(yùn)行平臺(tái)采用分時(shí)多任務(wù)機(jī)制的原理進(jìn)行構(gòu)筑，在PCC的應(yīng)用下，紡織機(jī)械的應(yīng)用程序運(yùn)行周期與程序的長(zhǎng)短和復(fù)雜程度無(wú)關(guān)，操作系統(tǒng)的循環(huán)周期直接決定了紡織機(jī)械應(yīng)用程序的運(yùn)行周期，平臺(tái)外部的控制周期與程序內(nèi)部的掃描周期分離開來(lái)，實(shí)現(xiàn)了紡織機(jī)械的實(shí)時(shí)控制。此外，用戶可以根據(jù)自身的實(shí)際需求，結(jié)合CPU的運(yùn)算水平和運(yùn)算能力對(duì)控制周期自行修改和設(shè)定，滿足了不同用戶的個(gè)性化要求。

PCC中有著多個(gè)任務(wù)模塊，可以根據(jù)控制項(xiàng)目中的數(shù)據(jù)采集、通信控制、報(bào)警等功能要求來(lái)編制程序任務(wù)模塊，這些任務(wù)模塊可以獨(dú)立運(yùn)行也可以實(shí)現(xiàn)模塊之間的互相關(guān)聯(lián)。PCC可以選擇不同的編程語(yǔ)言對(duì)單個(gè)任務(wù)模塊進(jìn)行編制，這就使得在常規(guī)PLC使用的梯形圖、指令語(yǔ)言等可以延續(xù)到PCC上繼續(xù)使用，此外PCC應(yīng)用軟件在不斷研發(fā)發(fā)展的過程中還集成了C語(yǔ)言相關(guān)程序，增加了PCC的適用范圍。

1.1.2現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)

在機(jī)械控制中，各種生產(chǎn)信息的來(lái)源是現(xiàn)場(chǎng)總線控制層，紡織中的織造、棉紡等機(jī)械的控制器只有配置了現(xiàn)場(chǎng)總線的接口，就可以通過相關(guān)的標(biāo)稱實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)行的控制，并能夠?qū)C(jī)械運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳送到監(jiān)控系統(tǒng)中。數(shù)字紡織機(jī)械控制技術(shù)的控制器以CPU為核心，以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，是一種新型的驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)，其中現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)是高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)的代表，其能夠?qū)徔棛C(jī)械運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和高速傳輸，這就有效提升了紡織機(jī)械的現(xiàn)場(chǎng)化、抗干擾能力以及分布能力，促進(jìn)了紡織機(jī)械生產(chǎn)過程的智能化和自動(dòng)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代控制技術(shù)與紡織機(jī)械的有機(jī)結(jié)合。

1.2 新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)

電力電子技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用，例如變頻調(diào)速技術(shù)、多軸同步技術(shù)以及單軸驅(qū)動(dòng)技術(shù)等在紡織機(jī)械中就有著重要的應(yīng)用。紡織機(jī)械的結(jié)構(gòu)大多是為多單元重復(fù)結(jié)構(gòu)，這就對(duì)紡織機(jī)械動(dòng)作的協(xié)調(diào)性和一致性提出了更高的要求，應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)就能夠有效的保證紡織機(jī)械動(dòng)作的協(xié)調(diào)性和一致性。

傳動(dòng)技術(shù)在科技的帶動(dòng)下不斷發(fā)展，其在紡織機(jī)械中的應(yīng)用水平也日益提高，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：①共直流母線技術(shù)：共直流母線技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)紡織機(jī)械電機(jī)的發(fā)電工作狀態(tài)以及斷電同步停車功能；②伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)：能夠?qū)崿F(xiàn)反向驅(qū)動(dòng)控制紡織機(jī)械中的卷繞機(jī)構(gòu)；③多軸同步控制和單軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)：廣泛應(yīng)用于紡織機(jī)械的多電機(jī)驅(qū)動(dòng)劍桿織機(jī)和四軸驅(qū)動(dòng)粗紗機(jī)中。

2 數(shù)字化紡織機(jī)械

2.1 企業(yè)信息化

企業(yè)信息化是紡織機(jī)械數(shù)字化中的重要標(biāo)志，企業(yè)信息化指的是運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)、通訊技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)業(yè)務(wù)流程的改造，企業(yè)信息化不僅包括企業(yè)內(nèi)部員工之間、企業(yè)外部合作之間的信息分享和信息合作，還包括利用先進(jìn)的信息技術(shù)對(duì)企業(yè)內(nèi)部各個(gè)崗位工作內(nèi)容的改造。

從本質(zhì)上來(lái)講，企業(yè)的信息化就是指企業(yè)將傳統(tǒng)的事務(wù)管理方式和商務(wù)運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮邮挛锓绞胶碗娮由虅?wù)形式。

企業(yè)信息化的過程主要可以分為三個(gè)層次：①第一個(gè)層次是將先進(jìn)的電子信息技術(shù)應(yīng)用到生產(chǎn)中，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)智能化、自動(dòng)化，例如本文所研究的紡織機(jī)械自動(dòng)化；②第二個(gè)層次是企業(yè)相關(guān)經(jīng)營(yíng)管理數(shù)據(jù)的信息化，在這個(gè)過程中需要實(shí)現(xiàn)企業(yè)大量基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的信息化，強(qiáng)調(diào)的是企業(yè)數(shù)字時(shí)代；③第三個(gè)層次是信息化應(yīng)用的最高層次，即通過信息技術(shù)建立企業(yè)的輔助管理系統(tǒng)、輔助經(jīng)營(yíng)系統(tǒng)以及輔助決策系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)了企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的信息化。

信息化的過程即相關(guān)信息數(shù)據(jù)的采集、傳輸及應(yīng)用的過程，但由于企業(yè)認(rèn)識(shí)等原因，企業(yè)信息化常常將這三個(gè)過程分裂開來(lái)，企業(yè)較為注重信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用和處理過程，而往往忽略了信息數(shù)據(jù)的采集和傳輸。

以紡織機(jī)械企業(yè)為例，如果不能夠解決信息數(shù)據(jù)的采集和傳輸問題，則企業(yè)的信息化進(jìn)程將會(huì)停滯，先進(jìn)的計(jì)算機(jī)設(shè)備往往只能夠起到高級(jí)計(jì)算器的作用。

企業(yè)應(yīng)當(dāng)以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托，建立企業(yè)信息化平臺(tái)，解決信息數(shù)據(jù)的采集和傳輸問題，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)在自身業(yè)務(wù)流程中的應(yīng)用處理，從而促進(jìn)企業(yè)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)向電子事物和電子商務(wù)的轉(zhuǎn)變。

2.2 紡織機(jī)械數(shù)字化

紡織機(jī)械企業(yè)信息化的關(guān)鍵在于紡織機(jī)械的數(shù)字化，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)紡織生產(chǎn)過程中的智能化和自動(dòng)化，同時(shí)紡織機(jī)械的數(shù)字化還能夠有效解決紡織機(jī)械企業(yè)信息數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)睦щy。

紡織機(jī)械數(shù)字化指的是將紡織機(jī)械與先進(jìn)的控制技術(shù)相結(jié)合，傳統(tǒng)的紡織機(jī)械控制為模擬控制，而應(yīng)用先進(jìn)的控制技術(shù)后，紡織機(jī)械的模擬控制能夠轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化控制，這就有效提升了紡織機(jī)械的抗干擾性能、現(xiàn)場(chǎng)化程度以及分布式性能，對(duì)于一些復(fù)雜的控制功能，紡織機(jī)械數(shù)字化也能夠順利完成，對(duì)于提升紡織機(jī)械的生產(chǎn)水平、生產(chǎn)效率、紡織質(zhì)量等各個(gè)方面都有著重要的作用，在紡織機(jī)械工作的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)大量數(shù)據(jù)的采集、傳輸和共享。

紡織機(jī)械數(shù)字化不僅僅是控制的數(shù)字化，還包括數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化，這對(duì)于紡織機(jī)械企業(yè)解決加工精度小、加工設(shè)備龐大、投資巨大、工藝know how等問題有著重要的意義，能夠?qū)崿F(xiàn)紡織機(jī)械企業(yè)大量生產(chǎn)數(shù)據(jù)的及時(shí)采集，從設(shè)備和技術(shù)兩個(gè)方面為實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息化打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而促進(jìn)紡織機(jī)械企業(yè)趕超世界領(lǐng)先水平，實(shí)現(xiàn)跨越式的發(fā)展。

現(xiàn)代控制技術(shù)與紡織機(jī)械數(shù)字化有著密不可分的關(guān)系，現(xiàn)代控制技術(shù)是實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械數(shù)字化的基礎(chǔ)，同時(shí)也是世界紡織機(jī)械發(fā)展的重要趨勢(shì)。

3 結(jié)論

綜上所述，本文從數(shù)字化紡織機(jī)械控制技術(shù)和新型驅(qū)動(dòng)技術(shù)兩個(gè)角度分析了紡織機(jī)械現(xiàn)代控制技術(shù)，并從企業(yè)信息化和紡織機(jī)械數(shù)字化兩個(gè)方面研究了來(lái)研究了數(shù)字化紡織機(jī)械，旨在為實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化提供參考，促進(jìn)紡織機(jī)械企業(yè)的信息化發(fā)展。