簡介控制與數字化紡織機械

王建春

摘 要：隨著市場經濟體制改革的深入與科學技術的發展，紡織機行業的市場競爭日趨激烈，高質量、快響應、更靈活是紡織機械未來發展的重要方向。近年來，紡織機械行業的自動化水平有了明顯的提升，現代控制技術與信息技術對于紡織機械行業的影響逐漸凸顯，基于以上，本文簡要研究了現代控制技術和數字化紡織機械。

關鍵詞：現代控制技術；數字化；紡織機械

1 現代控制技術研究

1.1 數字化紡織機械控制技術

早在十多年前，就有紡織機械企業提出了“數字化紡織機械控制”的理念，數字化紡織機械控制技術是以CPU為核心，以現場總線技術為基礎的現代控制技術。對數字化紡織機械控制技術的具體研究如下：

1.1.1可編程控制器與可編程邏輯計算機

可編程控制器又稱PLC，其以繼電器技術為基礎，結合了通信技術和信息技術，通過程序化的方式來對相關設備進行電氣控制，其在紡織機械中的應用十分廣泛。PLC的輸出和輸入質量較高，且實時監控能力較強，PLC的穩定性在眾多設備控制實踐中已經得到了很好的證明。PLC能夠為紡織機械控制提供多種現場總線，一些紡織機廠商在選擇PLC進行紡織機械控制時都將遠程I/O和可擴展性作為選擇的重要標準。紡織機械的控制技術首要注重的是控制的實時性、可靠性及控制速度，自動紡紗技術的出現是紡織機械控制發展過程中的重要革命，其對于紡織行業的優化升級有著積極的促進作用。

可編程邏輯計算機又稱為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的組網十分靈活，且應用智能性和開放性較好的系統平臺，能夠有效實現許多復雜的控制項目。PCC的軟件運行平臺采用分時多任務機制的原理進行構筑，在PCC的應用下，紡織機械的應用程序運行周期與程序的長短和復雜程度無關，操作系統的循環周期直接決定了紡織機械應用程序的運行周期，平臺外部的控制周期與程序內部的掃描周期分離開來，實現了紡織機械的實時控制。此外，用戶可以根據自身的實際需求，結合CPU的運算水平和運算能力對控制周期自行修改和設定，滿足了不同用戶的個性化要求。

PCC中有著多個任務模塊，可以根據控制項目中的數據采集、通信控制、報警等功能要求來編制程序任務模塊，這些任務模塊可以獨立運行也可以實現模塊之間的互相關聯。PCC可以選擇不同的編程語言對單個任務模塊進行編制，這就使得在常規PLC使用的梯形圖、指令語言等可以延續到PCC上繼續使用，此外PCC應用軟件在不斷研發發展的過程中還集成了C語言相關程序，增加了PCC的適用范圍。

1.1.2現場總線控制技術

在機械控制中，各種生產信息的來源是現場總線控制層，紡織中的織造、棉紡等機械的控制器只有配置了現場總線的接口，就可以通過相關的標稱實現機械運行的控制，并能夠將機械運行的實時數據傳送到監控系統中。數字紡織機械控制技術的控制器以CPU為核心，以電力電子技術為基礎，是一種新型的驅動控制技術，其中現場總線技術是高速數據通信技術的代表，其能夠對紡織機械運行的實時數據進行采集和高速傳輸，這就有效提升了紡織機械的現場化、抗干擾能力以及分布能力，促進了紡織機械生產過程的智能化和自動化發展，實現了現代控制技術與紡織機械的有機結合。

1.2 新型驅動技術

電力電子技術的發展促進了新型驅動技術在紡織機械中的應用，例如變頻調速技術、多軸同步技術以及單軸驅動技術等在紡織機械中就有著重要的應用。紡織機械的結構大多是為多單元重復結構，這就對紡織機械動作的協調性和一致性提出了更高的要求，應用變頻調速技術就能夠有效的保證紡織機械動作的協調性和一致性。

傳動技術在科技的帶動下不斷發展，其在紡織機械中的應用水平也日益提高，具體表現為以下幾個方面：①共直流母線技術：共直流母線技術能夠實現紡織機械電機的發電工作狀態以及斷電同步停車功能；②伺服驅動技術：能夠實現反向驅動控制紡織機械中的卷繞機構；③多軸同步控制和單軸獨立驅動：廣泛應用于紡織機械的多電機驅動劍桿織機和四軸驅動粗紗機中。

2 數字化紡織機械

2.1 企業信息化

企業信息化是紡織機械數字化中的重要標志，企業信息化指的是運用先進的信息技術、通訊技術來實現企業業務流程的改造，企業信息化不僅包括企業內部員工之間、企業外部合作之間的信息分享和信息合作，還包括利用先進的信息技術對企業內部各個崗位工作內容的改造。

從本質上來講，企業的信息化就是指企業將傳統的事務管理方式和商務運行方式轉變為電子事物方式和電子商務形式。

企業信息化的過程主要可以分為三個層次：①第一個層次是將先進的電子信息技術應用到生產中，實現生產智能化、自動化，例如本文所研究的紡織機械自動化；②第二個層次是企業相關經營管理數據的信息化，在這個過程中需要實現企業大量基礎數據的信息化，強調的是企業數字時代；③第三個層次是信息化應用的最高層次，即通過信息技術建立企業的輔助管理系統、輔助經營系統以及輔助決策系統等，實現了企業經營管理的信息化。

信息化的過程即相關信息數據的采集、傳輸及應用的過程，但由于企業認識等原因，企業信息化常常將這三個過程分裂開來，企業較為注重信息數據的應用和處理過程，而往往忽略了信息數據的采集和傳輸。

以紡織機械企業為例，如果不能夠解決信息數據的采集和傳輸問題，則企業的信息化進程將會停滯，先進的計算機設備往往只能夠起到高級計算器的作用。

企業應當以網絡技術為依托，建立企業信息化平臺，解決信息數據的采集和傳輸問題，以此來實現信息數據在自身業務流程中的應用處理，從而促進企業經營活動向電子事物和電子商務的轉變。

2.2 紡織機械數字化

紡織機械企業信息化的關鍵在于紡織機械的數字化，以此來實現紡織生產過程中的智能化和自動化，同時紡織機械的數字化還能夠有效解決紡織機械企業信息數據采集和傳輸的困難。

紡織機械數字化指的是將紡織機械與先進的控制技術相結合，傳統的紡織機械控制為模擬控制，而應用先進的控制技術后，紡織機械的模擬控制能夠轉變為數字化控制，這就有效提升了紡織機械的抗干擾性能、現場化程度以及分布式性能，對于一些復雜的控制功能，紡織機械數字化也能夠順利完成，對于提升紡織機械的生產水平、生產效率、紡織質量等各個方面都有著重要的作用，在紡織機械工作的過程中，能夠實現大量數據的采集、傳輸和共享。

紡織機械數字化不僅僅是控制的數字化，還包括數據采集的數字化，這對于紡織機械企業解決加工精度小、加工設備龐大、投資巨大、工藝know how等問題有著重要的意義，能夠實現紡織機械企業大量生產數據的及時采集，從設備和技術兩個方面為實現企業信息化打下了堅實的基礎，從而促進紡織機械企業趕超世界領先水平，實現跨越式的發展。

現代控制技術與紡織機械數字化有著密不可分的關系，現代控制技術是實現紡織機械數字化的基礎，同時也是世界紡織機械發展的重要趨勢。

3 結論

綜上所述，本文從數字化紡織機械控制技術和新型驅動技術兩個角度分析了紡織機械現代控制技術，并從企業信息化和紡織機械數字化兩個方面研究了來研究了數字化紡織機械，旨在為實現紡織機械生產的自動化和智能化提供參考，促進紡織機械企業的信息化發展。