紡織機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向

鄒清源 蔡璐 葉錦華

摘 要： 本文闡述了紡織機(jī)械主要自動(dòng)化控制技術(shù)，紡織機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向，并對(duì)我國(guó)紡織機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)和應(yīng)用與國(guó)際先進(jìn)水平的差距提出了改進(jìn)建議。進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，全球的紡織技術(shù)也隨之進(jìn)入新的增長(zhǎng)期。目前，中國(guó)紡織工業(yè)的發(fā)展得到了很大的進(jìn)步，國(guó)際經(jīng)濟(jì)的走強(qiáng)將有利于中國(guó)紡織機(jī)械業(yè)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 紡織機(jī)械；自動(dòng)化控制技術(shù)；發(fā)展方向

隨著科技的發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈，作為給紡織行業(yè)提供技術(shù)裝備的紡機(jī)行業(yè)面臨著技術(shù)上的挑戰(zhàn)，如何提供更加靈活、更高質(zhì)量、更快響應(yīng)的紡織機(jī)械來(lái)充分滿足紡織工藝的要求，成為時(shí)代賦予紡機(jī)行業(yè)的重任。

一、紡織機(jī)械主要自動(dòng)控制技術(shù)

紡織機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)應(yīng)用水平有了較大的進(jìn)步，幾乎用到了所有種類的自動(dòng)化產(chǎn)品，主要包括控制、傳動(dòng)控制、運(yùn)動(dòng)控制、現(xiàn)場(chǎng)總線、人機(jī)界面和傳感器。（1）控制：PLC、PCC、IPC、FCS、DCS、專用控制器，等等。（2）傳動(dòng)控制：直流調(diào)速系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)、多單元同步系統(tǒng)，等等。（3）運(yùn)動(dòng)控制：伺服、步進(jìn)、運(yùn)動(dòng)控制器。（4）現(xiàn)場(chǎng)總線：Profibus、Can，等等。（5）人機(jī)界面：文本顯示器、圖文終端、觸摸屏，等等。（6）傳感器：光電傳感器、電磁傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、圖像傳感器及各種工藝參數(shù)傳感器。其中PLC、單軸獨(dú)立驅(qū)動(dòng)、多單元同步控制、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊和在線檢測(cè)等技術(shù)，得到了廣泛的應(yīng)用。

二、紡織機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向

除了上述介紹的已經(jīng)廣泛應(yīng)用于紡織機(jī)械的自動(dòng)控制技術(shù)外，還有一些新的自動(dòng)控制技術(shù)也將逐步用于紡織機(jī)械，進(jìn)一步提高紡織機(jī)械的性能，使紡織機(jī)械逐步邁向自動(dòng)化新高度。

1.高性能伺服驅(qū)動(dòng)器

變頻調(diào)速在紡機(jī)領(lǐng)域已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，伺服技術(shù)將是下一階段紡織機(jī)械向多軸化發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。可以預(yù)見(jiàn)，小功率伺服驅(qū)動(dòng)器在單錠（軸）驅(qū)動(dòng)方面會(huì)有很大需求。紡織機(jī)械對(duì)驅(qū)動(dòng)器的要求體現(xiàn)在：伺服和變頻的逐漸融合是必然趨勢(shì)，這種驅(qū)動(dòng)器需具有靈活的可組態(tài)工作方式，如速度控制、位置控制、轉(zhuǎn)矩控制等靈活切換；具備現(xiàn)場(chǎng)總線接口，能夠完成多軸同步控制和同上級(jí)控制器的通訊任務(wù)，并提供不同總線的可選件；支持共用直流母線技術(shù)，多個(gè)逆變器共用一個(gè)大功率整流器，提高工作在發(fā)電狀態(tài)驅(qū)動(dòng)軸的能量反饋效率；驅(qū)動(dòng)器附加PLC和I/O功能，可完成一定的運(yùn)算和邏輯控制，使驅(qū)動(dòng)器演變成一個(gè)底層控制驅(qū)動(dòng)單元，實(shí)現(xiàn)分散、現(xiàn)場(chǎng)的控制方式；能否提供豐富的軟件和調(diào)試工具成為選擇驅(qū)動(dòng)器的一個(gè)重要考量指標(biāo)。

由此可見(jiàn)，滿足紡織機(jī)械高速往復(fù)運(yùn)動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)，將會(huì)有很好的市場(chǎng)。

2.以太網(wǎng)技術(shù)成為現(xiàn)場(chǎng)總線主流

現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)疑是現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展中最令人振奮的技術(shù)之一。它突破了控制器高速運(yùn)算能力同驅(qū)動(dòng)器信息交換的瓶頸，大幅提升了工業(yè)通訊的可靠性。伴隨著現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)的應(yīng)用，有必要改變某些傳統(tǒng)控制方式，充分發(fā)揮高速通訊能力以完成更高的控制要求。控制器和驅(qū)動(dòng)器的供應(yīng)商已開(kāi)始提供適應(yīng)多種現(xiàn)場(chǎng)總線的可選件。通訊的開(kāi)放性和可選件合理的價(jià)格是客戶選擇供應(yīng)商的重要條件。工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)必將成為現(xiàn)場(chǎng)總線中的主流技術(shù)和發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)。從技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，以太網(wǎng)技術(shù)將很快并廣泛地直接用于設(shè)備層，這將給工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)巨大變化。

3.紡機(jī)控制系統(tǒng)定制化

面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的紡機(jī)市場(chǎng)，雷同化的控制系統(tǒng)阻礙了技術(shù)的保密和進(jìn)步。可以斷言，客戶定制化的控制系統(tǒng)將得到快速發(fā)展，這是因?yàn)榧彊C(jī)企業(yè)有需求，技術(shù)上有可能。針對(duì)特定客戶定制的控制和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，能有效地保護(hù)紡機(jī)企業(yè)的技術(shù)秘密，凸顯企業(yè)特色。

4.紡機(jī)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)

中國(guó)的紡機(jī)市場(chǎng)吸引著全世界的紡機(jī)企業(yè)，中國(guó)的紡機(jī)企業(yè)也在大步走向世界。客戶要求和競(jìng)爭(zhēng)地域的變化，帶來(lái)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(gè)問(wèn)題的方法，就是在實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過(guò)有線或無(wú)線的技術(shù)手段實(shí)施遠(yuǎn)程診斷。

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