自动化控制在纺织机械的应用

自动化控制在纺织机械的应用

刘永平

嘉兴市华严花边织造有限公司，浙江省嘉兴市314000

摘要：随着社会的发展，目前，我国纺织机械制造已经处于相对稳定的发展态势，新型纺织机械的适用范围得到了显著拓展。我国的纺织品出口数量不断增加，但在纺织业转型升级的过程中，仍然存在许多问题。结合当前我国的纺织市场发展情况来看，我国的纺织工业缺乏先进性，自动化智能领域的科技创新有待实现。随着纺织机械的技术升级，人们逐渐认识到自动化技术的重要作用。

关键词：自动化控制；纺织机械；应用

引言

纺织工业在我国有悠久的历史，早在五千多年前的新石器时代，我国就已经具备了简单的纺织机具。在西周时期，人们已经开始广泛使用简单的缫车、纺车和织机，汉代以后出现了提花机和斜织机，大大提高纺织品的艺术性、美观性和生产效率。唐代以后，我国的纺织机日益完善，大大促进了纺织业在我国的发展。在第一次工业革命后，英国率先在纺织领域实现了机械化，也正式拉开了现代纺织的序幕。

1　纺织机械自动化技术的现状

现阶段，我国的机械自动化技术在纺织行业已经有了较大规模的应用，并且取得了不错的效果，纺织机械自动化技术主要包括传动控制、传感器、运动控制、现场总线以及人机界面等技术，以下是对各个环节技术的详细阐述。　　（1）传动控制。通常情况下，传动控制主要包括直流调速系统的控制、开关磁阻电机的控制以及交流变频调速系统的控制。　　（2）传感器。纺织机械自动化中的传感器主要包括电磁传感器、温度传感器、光电传感器、凸显传感器以及各种工艺参数的传感器等等。　　（3）人机界面。人机界面主要包括触摸屏、图文终端以及文本显示器等等。　　（4）运动控制。对于纺织机械自动化当中的运动控制来说，其主要包括步进系统、伺服系统以及运动控制系统等等，在纺织机械自动化技术当中应用较为广泛的是单片机技术以及多单元同步控制技术等。

2自动化技术在纺织机械中的应用

2.1交流伺服系统的应用

在纺织机械中，采用交流伺服系统可以有效地提高纺织工艺的水平。当下，在纺织工业中，一些粗纱机以及比较高档的梳棉机都采用了交流伺服系统，在应用的过程中也比较理想。比如在纺织机械的送经、卷取和控制过程中，交流伺服系统能够使织机更加高速度、高质量和高可靠性地运行。我国的无梭纺织机制造厂也同样引入了交流伺服系统，实践证明，其效率比传统生产模式有很大地提高。随着科学技术的不断发展，交流伺服系统也在不断地更新换代，性能上也在不断提升，同时纺织机器的其他组件也应该同步提升，这就对纺织机械的发展提出了更高的要求。

2.2步进电机系统

步进电机的特征是准确定位、操控方便和转子惯量低，同时没有累计误差。当下步进电机已经成为纺织机械中使用计算机的重要构件，尤其是高精度定位的场所，其使用十分广泛。在电机中使用微机控制的变频调速主要使用在送经装置内，能够处理经纱内张力不均匀的缺陷，以便让纺织产品质量与产量获得提升。单向辐射有很高的灵敏度，适应性佳、调节方便和测量精准，有很强的抗影响能力。利用该技术有关系统，内部微机控制中的变频作业可以提高织机送经设备的性能，有效解决在生产过程中内部的张力不均匀问题，进而提高纺织产品的质量与产量。另外步进电机具有很好的抗干扰性能，内部自动调节设备和微机设备有很高的灵敏度，保证了测量数据的精准。

2.3梳棉机的自动化技术

梳棉机在生产过程中所吸收的风量和风压，对最终的生产质量会造成较大影响。梳棉机在工作过程中会产生大量的尘屑，影响生产质量，同时引发严重的环境污染问题。随着纺织产量的不断提升，梳棉机的负压吸点已经逐渐扩散到道夫三角区、前后固定盖板等区域，如果不加以控制，将逐渐蔓延到整台机器，导致梳棉机停止工作。高产梳棉机不仅能提供较高的工艺产量，还能保证最终成品的生产质量，具有较高的耐磨性和精度。自动化技术的应用能够加快梳棉机的梳理速度，运用高水平的制造工艺充分发挥传感技术、计算机技术的应用优势。在清梳联系统中运用先进的变频技术，全面开展原料开松、除杂等工作，顺利完成梳理任务，生产出杂结少、条干均匀的生条，为后续纺织品加工提供优质原料。国外采用的自调匀整装置类型主要有开环、闭环、混合环3种。近年来，我国纺织机械设计产业主要采用微机对自调匀整装置的工作流程进行控制，全面加快设备的加工速度，有效解决除尘滞后问题。

2.4现场总线的应用

对于现阶段的纺织机械自动化来说，通信的能力会对其造成严重的影响。在另一方面，通讯的能力还影响着自动化技术的整体发展方向。近几年来，纺织机械自动化的控制模式开始逐渐向计算机数字化控制的方向发展，这也是时代的必然选择。从而在很大程度上实现了纺织机械自动化的高速化、现场化以及分布化，同时也使得机械设备的抗干扰能力有很大地提高。

2.5通信技术的应用

随着纺织机械自动化的发展，设备的通信技术也变得十分重要。在纺织工业的自动化逐步完善以后，纺织机械的自动化控制模式开始逐渐转向计算机数字化控制方向。良好的通信线路，能够有效保证纺织机械的自动化水平和分布，使纺织机械的动力设备、控制设备和监测设备相互连接，最终实现智能化的工业生产。随着互联网技术的发展，通信手段也变得十分先进，不仅在社会生活中的应用十分广泛，在纺织工业中也发挥了很大的作用。通信技术在纺织工业中与纺织设备的发展密切相关，构建全方位的通信系统，使纺织工艺实现全面智能化，是纺织未来的发展方向。

3纺织机械自动化技术的发展方向

3.1伺服系统的应用

纺织机械的自动化发展，需要做好变频调速工作，采用高性能的伺服系统，实现纺织机械的自主化发展，运用现代化信息科技，能够满足纺织机械设计对伺服系统驱动的根本需求。在纺织机械的研发过程中，将变频调速装置与高性能的伺服系统进行有效结合，实现对组合状态的灵活调整，保证位置掌控的精准性，随时随地根据生产需求进行速度调节。该技术的应用，能够在建立高总线接口的同时完成多轴操作，并完成上级下达的工作任务，实现对现场总线的全面掌控。采用直流母线共用技术，在逆变器中安装大功率整流器，全面提高在发电运转过程中驱动轴的能量反馈频率，将I/O技术与PLC控制系统安装到驱动器中，在运行过程中自动完成逻辑计算，转化驱动器的功能作用，将其作为底层控制的主要驱动单元，实现对加工现场的分散性管理。

3.2建立能效标签系统

为了确保能源的有效利用和提高纺织机械产品的能效，建立能效标签系统是一项非常重要的举措。能效标签可以为消费者提供有关纺织机械能效的关键信息，帮助他们进行比较和选择。这些标签将根据纺织机械的能耗和能效等级进行分类和评级，从而提供了一种简单直观的方式来了解不同产品的能源利用情况。能效标签系统的建立将使消费者更清晰地了解纺织机械产品的能效水平。他们可以通过比较不同机械产品的能效百分数级别，选择那些具有更高能效的产品。这样的标签系统将为消费者提供一种有力的工具，使他们更明智地做出购买决策，优先选择具有更高能效的机械产品。通过消费者的选择行为，能效标签将对市场产生积极的影响，促使制造商更关注能源消耗和效率的问题。建立能效标签系统也将为纺织机械制造商提供一个明确的指导框架，以改进产品的能源利用情况。制造商将被鼓励将能源效率作为设计和生产的关键指标，并努力提高产品的能效等级。制造商可以通过采用先进的节能技术和创新的设计方法，降低能源消耗，提高机械的能效。同时，能效标签系统还将提高消费者对节能环保的关注度，推动纺织机械制造商在产品设计和制造过程中采用更环保和可持续的方式。建立能效标签系统需要一个全面的评估和认证体系。相关的标准和评估方法需要被制定和采用，以确保能效标签的准确性和可靠性。这可能涉及对纺织机械的能源消耗进行标准化测试和评估，确保能效标签的信息真实可信。此外，相关的法规和政策支持也是必要的，以鼓励制造商参与并遵守能效标签系统。

3.3现场总线和以太网技术的应用

现场总线指的是在控制室内部的控制系统与生产区域现象仪表之间的一种多点通信、数字式和串行的数据总线，是用来实现现场控制设备达到数字化通信的工业网络通信技术。通过现场总线的高速通讯系统，可以很大程度上提高纺织机械的控制水平。以太网作为一种计算机局域网络，其软硬件产品众多，相对来说价格也比较低廉，通信技术也十分成熟，在工业生产行业应用也十分广泛。但是目前在纺织工业中仅仅应用于自动化系统的执行制造以及资源管理层，还没有向最基本的生产现场进行渗入。其中的主要原因就是现场纺织生产设备的智能化程度不高，无法与以太网络相连接。而随着纺织机械设备不断地发展，与以太网进行对接是必然的，最终将会全面实现各种设备的信息交换，较好地减少了工业现场设备方面的应用障碍，实现以太网与纺织机械设备的全面连接。

3.4计算机网络系统的使用

网络技术已经深入人们生活，在工业生产方面，网络完成了远程讯息的传送，对工业生产状态有一定展开能力。计算机技术如今也应用在了纺织工业研究和实验上，该技术在工艺监控与技术优化方面起到了重要作用，可以精准帮助员工进行产品检测，提高了产品的品质和生产率。机电技术在不同行业都有很好的应用，促使各类设备实现了互补，这样可以在最大限度上维持纺织机械的自动控制综合性。

3.5梳棉机的自动化检测

梳棉机设计通常采用混合环式自调匀整装置，利用阶梯罗拉完成实际参数的检测工作。通过自动化调控分析罗拉的工作速度，保证长片段加工的匀整性，运用关联控制技术扰动可变补偿，保证短片段加工的匀整性。在设备的出口区域测量棉网的实际质量，当超过规定标准后，需要采用控制干预程序立即调整。纺纱自动化生产线需要定期完成清钢工作，可以将Aero-feed散棉投入装置，根据加工需求选择处理机型号（ABC-Control型），保证清钢流程的连续化，实现自动化生产调节的工作目标。管理人员运用彩色图表管理机台替换传统的开棉、清棉、梳棉等人工工序中心控制平台。在保留控制功能的基础上，实现对整个加工流程的监督管理，同时具备自动报警和系统记录等功能，能够促进梳棉机梳理技术的持续稳定发展。将梳棉机自动控制作为今后技术创新的主要方向，在研发设备的同时建立在线监测系统、自动调节系统，构成封闭式专家系统，借鉴国外优秀的发展工艺，自动化完成在线检测数据的收集与整理，采用电子计算的方式进行数据加工，向执行机构发送运行指令，立即完成自动调节工作。

结语

纺织行业在追求高效生产的同时，也面临严峻的能源挑战和环境压力。通过采用节能设计策略，纺织机械可以实现能源的高效利用和减少能源浪费，从而减少对环境的负面影响。纺织机械节能设计是实现纺织行业可持续发展的重要途径。相信在各方的共同努力下，纺织行业可以通过采用节能设计策略，实现能源的高效利用，减少环境影响，为可持续发展作出贡献。

参考文献

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