精梳紡織機(jī)械電氣自動化控制系統(tǒng)分析

許朦珂

（荊楚理工學(xué)院，湖北 荊門 448000）

對于一個產(chǎn)業(yè)來說，實現(xiàn)自動化生產(chǎn)是從根本上促進(jìn)行業(yè)飛速發(fā)展的重要手段。傳統(tǒng)的紡織行業(yè)過多地依賴人力，阻礙了行業(yè)自身的發(fā)展。隨著電氣自動化控制系統(tǒng)的出現(xiàn)，行業(yè)的發(fā)展前景更加廣闊。為此，通過對精梳紡織機(jī)械電氣自動化控制系統(tǒng)分析，來確保其正確應(yīng)用。

1 電氣自動化控制系統(tǒng)在精梳紡織機(jī)械中的作用

1.1 工作效率的提升

在精梳紡織機(jī)械中應(yīng)用電氣自動化控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)其自身工作效率的提升，在社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展以及人民生活水平不斷提升的今天，紡織品的需求量實現(xiàn)了大幅度增加。為了適應(yīng)這種環(huán)境，實現(xiàn)自身的發(fā)展，紡織產(chǎn)業(yè)就需要提升生產(chǎn)能力。應(yīng)用電氣自動化控制技術(shù)后，能夠在紡織機(jī)械生產(chǎn)的過程中對傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式進(jìn)行改變，從而使人力能夠進(jìn)入到生產(chǎn)崗位當(dāng)中，并逐漸實現(xiàn)自動化發(fā)展，從傳統(tǒng)的依靠人力進(jìn)行生產(chǎn)，轉(zhuǎn)變?yōu)橐揽侩娏εc技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)。同時，這一生產(chǎn)模式也使得精梳紡織行業(yè)的生產(chǎn)周期不斷縮短，并且隨著電氣自動化控制技術(shù)的進(jìn)步，精梳紡織的生產(chǎn)效率與技術(shù)水平也實現(xiàn)了大幅度的提升。

1.2 紡織質(zhì)量的提升

當(dāng)前，我國的精梳紡織業(yè)在發(fā)展的過程中，質(zhì)量檢測方面存在一定的問題，導(dǎo)致我國紡織產(chǎn)業(yè)在國際貿(mào)易中處于不利的地位，并對我國對外貿(mào)易以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了一定的影響。需要應(yīng)用電氣自動化控制系統(tǒng)對這一不利局面進(jìn)行扭轉(zhuǎn)，也使得應(yīng)用電氣自動化系統(tǒng)成為當(dāng)前我國精梳紡織行業(yè)發(fā)展的必然趨勢，促使紡織質(zhì)量不斷提升，實現(xiàn)并保證了紡織機(jī)械行業(yè)的深化發(fā)展[1]。

2 電氣自動控制系統(tǒng)在精梳紡織中的應(yīng)用

隨著電氣自動化控制系統(tǒng)在精梳紡織制造中的應(yīng)用越來越廣泛，逐漸形成了相應(yīng)的技術(shù)體系。在應(yīng)用過程中，轉(zhuǎn)動與控制運動是其中最為常見的兩種方式。在精梳紡織行業(yè)中，通過電氣自動控制系統(tǒng)可以從多個層面來實現(xiàn)紡織生產(chǎn)的自動化控制。但是在實際應(yīng)用的過程中也可以發(fā)現(xiàn)，電氣自動化的體系結(jié)構(gòu)相比較復(fù)雜。這使得精梳紡織在應(yīng)用電氣自動化控制的過程中，需要基于機(jī)械設(shè)備的層面結(jié)構(gòu)變化來展開全面分析。涉及的技術(shù)參數(shù)為：（1）使用的電壓范疇更寬，電壓范圍通常保持在3.0～5.5 V，在利用寄生電源時，也可以通過數(shù)據(jù)線來進(jìn)行供電；（2）實現(xiàn)處理器之間的數(shù)據(jù)連接，通常只有一個端口是必須的，而所有的傳感器原件已轉(zhuǎn)換電路，會以集成電路的興衰集成在一個晶體管中；（3）電氣自動化系統(tǒng)的可編程分辨率保持在9～12，其設(shè)備的結(jié)構(gòu)體系會隨著控制系統(tǒng)的變化而在一定程度上發(fā)生改變。

3 電氣自動控制系統(tǒng)在精梳紡織應(yīng)用過程中存在的問題

3.1 技術(shù)人才匱乏

想要實現(xiàn)電氣自動控制系統(tǒng)在精梳紡織行業(yè)中的有效應(yīng)用，需要行業(yè)當(dāng)中有充足的專業(yè)技術(shù)人才，為行業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)上的支持。技術(shù)人才在紡織機(jī)械行業(yè)的發(fā)展中也起到了至關(guān)重要的作用，是整個行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。但是從精梳紡織行業(yè)的發(fā)展來看，行業(yè)內(nèi)專業(yè)技術(shù)人才嚴(yán)重匱乏，導(dǎo)致其在發(fā)展過程中難以滿足社會需求，無法順應(yīng)精梳紡織行業(yè)的國際化潮流，對行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升與發(fā)展形成了一定的阻礙。

3.2 專業(yè)技能有待提高

想要實現(xiàn)紡織機(jī)械自動化控制系統(tǒng)的推廣與應(yīng)用，就需要紡織工作人員在工作過程中對相關(guān)專業(yè)技能以及工作素養(yǎng)進(jìn)行提升，而且在進(jìn)行實際操作時也可以發(fā)現(xiàn)，由于一些紡織工作人員的工作素質(zhì)以及技能掌握無法得到保障，導(dǎo)致其難以完整掌握電氣自動化控制技術(shù)，使得在實際操作的過程中，需要面對多種不同的問題，對行業(yè)的發(fā)展以及自動化進(jìn)程產(chǎn)生了一定程度的負(fù)面影響。

4 精梳紡織機(jī)械電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)化策略

4.1 加強(qiáng)人才培訓(xùn)

傳統(tǒng)紡織機(jī)械在時代的發(fā)展過程中，基于現(xiàn)代化的電氣自動化技術(shù)實現(xiàn)了生產(chǎn)技術(shù)的自動化發(fā)展。在應(yīng)用過程中，為了得到保障，就要從其自身在發(fā)展過程中的控制核心作用出發(fā)，加大對專業(yè)人才的培訓(xùn)力度。比如，通過在高職院校等教育結(jié)構(gòu)展開專項培訓(xùn)課程，利用對人才培養(yǎng)規(guī)模以及力度的加大，來對行業(yè)進(jìn)行優(yōu)秀人才的輸送。在培養(yǎng)人才的過程中，需要加強(qiáng)對學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，從而使人才能夠適應(yīng)當(dāng)前精梳紡織電氣自動化系統(tǒng)不斷智能化、綜合化、全能化的發(fā)展方向[2]。同時，為了解決人才匱乏對企業(yè)產(chǎn)生的負(fù)面影響，企業(yè)自身在發(fā)展的過程中，也應(yīng)當(dāng)盡可能地采取一切措施來吸引優(yōu)秀人才。比如提供優(yōu)良的薪資待遇以及工作環(huán)境，促使人才投入到這一行業(yè)，并適應(yīng)當(dāng)前社會對產(chǎn)業(yè)的多元化需求，服務(wù)于社會的生產(chǎn)生活。

此外，針對當(dāng)前產(chǎn)業(yè)中紡織人員工作素質(zhì)薄弱、技能低下這一問題，相關(guān)負(fù)責(zé)人必須引起高度重視，加強(qiáng)對工作人員的培訓(xùn)力度。以溫州市某精梳紡織廠為例，為了提升工作人員的能力素質(zhì)與專業(yè)技巧，該廠積極組織員工參與到各類專家講座、座談會之中，并通過企業(yè)之間的相互交流，對人員能力進(jìn)行提升。相關(guān)技術(shù)人員也要在工作過程中不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)，全面了解電氣自動化技術(shù)，通過知識與技能的武裝促進(jìn)自身的良好發(fā)展，適應(yīng)崗位發(fā)展的需求，令個人能力得到發(fā)展，從而使電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用效果得到保障，促使紡織機(jī)械行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的不斷提升。

4.2 設(shè)計方案的優(yōu)化

在應(yīng)用精梳紡織電氣自動化控制系統(tǒng)的過程中，需要根據(jù)工作原理從設(shè)計方案出發(fā)，對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。在精梳紡織電氣自動化控制系統(tǒng)中，通過工作軸對主電機(jī)的帶動，利用其安裝的編碼器產(chǎn)生出相應(yīng)的信號，并利用該信號作為伺服電極的控制參考信號，在傳達(dá)到控制器后，將其再次傳送到伺服電機(jī)，并與編碼器的反饋型號形成一個封閉的控制模式，實現(xiàn)設(shè)備的自動化運作。在此過程中，鏈接于主編碼器上的工作軸是設(shè)備內(nèi)部各工作信號部件的基本參考。但在其上產(chǎn)生的工作信號同樣可以作為其他工作軸在運行過程中的參考控制信號，并且其在運作的過程中，可以通過內(nèi)部總線的運用實現(xiàn)伺服控制與主電機(jī)變頻器之間的相互連接，通過利用總線傳輸中的主編碼器進(jìn)行工作信號的傳輸。在實際應(yīng)用過程中，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）模塊除了能夠完成對整機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品的檢測以外，還可以形成開關(guān)、光電開關(guān)的安裝。人機(jī)交互面板也可以對當(dāng)前系統(tǒng)設(shè)備的運行情況以及狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，使故障在出現(xiàn)后能夠被及時發(fā)現(xiàn)與調(diào)整[3]。

為此，需要從軟件設(shè)計方案以及硬件設(shè)計兩個方向進(jìn)行優(yōu)化。在基于軟件進(jìn)行設(shè)計方案的優(yōu)化時，需要確保軟件在應(yīng)用后可以通過對電機(jī)高頻率倒順運轉(zhuǎn)實現(xiàn)對紡織產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量的提升。在此過程中，需要將實際生產(chǎn)過程中可能會出現(xiàn)的停車特殊啟動等問題考慮在內(nèi)。而在基于硬件進(jìn)行設(shè)計方案的優(yōu)化時，需要從PLC的系統(tǒng)應(yīng)用出發(fā)，對內(nèi)部控制系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)調(diào)組織，確保在運轉(zhuǎn)過程中的同步性與一致性，實現(xiàn)對傳達(dá)系統(tǒng)最大程度的減緩，避免因機(jī)械問題影響設(shè)備的正常使用。為了提高其在實際應(yīng)用過程中的工作與生產(chǎn)效率，還可以從邏輯器件的連接入手進(jìn)行優(yōu)化。例如，在遼寧省某精梳紡織產(chǎn)業(yè)中，為了實現(xiàn)效率的提高，在進(jìn)行設(shè)計優(yōu)化的過程中，通過對其內(nèi)部各邏輯器件之間的通信端口進(jìn)行串聯(lián)，對伺服控制器所產(chǎn)生的數(shù)字頻率信號進(jìn)行接口的輸入與輸出，利用數(shù)頻線實現(xiàn)相互之間的逐級連接，從而實現(xiàn)多電機(jī)傳動機(jī)械控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩c可靠。

4.3 基于環(huán)境的改進(jìn)與創(chuàng)新

在實際生產(chǎn)過程中，精梳紡織設(shè)備往往需要應(yīng)對不同的生產(chǎn)項目以及生產(chǎn)環(huán)境。為此，在對其進(jìn)行優(yōu)化的過程中，基于數(shù)字模型對其在生產(chǎn)過程中所涉及的相關(guān)問題，依據(jù)環(huán)境和紡織材質(zhì)的影響，根據(jù)當(dāng)前生產(chǎn)中的具體情況，選擇效率最高的路徑與條件，進(jìn)行調(diào)節(jié)和顯示。比如，在生產(chǎn)的過程中，采用輸出傳感器配合工控機(jī)來實現(xiàn)現(xiàn)場控制數(shù)學(xué)模型的自適應(yīng)調(diào)節(jié)，并可以考慮在此基礎(chǔ)上建立一個以環(huán)境情況分析、優(yōu)化控制模型、優(yōu)化控制參數(shù)為目的的軟件分析系統(tǒng)，進(jìn)一步提高精梳機(jī)的自動化水平和行業(yè)競爭力。同時，針對精梳機(jī)特有的控制模型復(fù)雜、控制精度要求較高、負(fù)載大、響應(yīng)快等難點，著力在電氣化改造過程中對原有輸出原件的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改和優(yōu)化，使其在合理的強(qiáng)度范圍具有更小的負(fù)載慣量，以利于輸出的快速性。另外，可以考慮在輸出部分增加機(jī)械、電氣儲能元件，幫助系統(tǒng)快速啟停，改善頻響性能或者開發(fā)新的獨特電源、驅(qū)動元件，從宏觀上改善輸出元件的帶載能力。

5 結(jié)語

電氣自動化控制系統(tǒng)的應(yīng)用可以實現(xiàn)精梳紡織機(jī)械工作效率與紡織質(zhì)量的提升，但在應(yīng)用的過程中卻面臨著技術(shù)人才匱乏等問題。為此，需要采取加強(qiáng)人才培訓(xùn)、優(yōu)化設(shè)計方案、基于環(huán)境進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新，確保電氣自動化控制系統(tǒng)在精梳紡織機(jī)械中的高效應(yīng)用。