精梳紡織機械電氣自動化控制系統分析

吳康康

（荊楚理工學院，湖北 荊門 448000）

現階段，我國生產的紡織品總量位居全球第一，但紡織設備及技術和發達國家相比依舊存在距離，同時，大規模的進口設備，尤其是較為陳舊的設備，對于推動我國紡織行業發展存在不良影響。想要實現良好推動紡織機械自動化發展的目的，有必要提高對各類高端紡織機械自主研發的關注。本研究將以精梳紡織機械的電氣自動化控制為例，展開詳細探討。

1 精梳機構成及工藝過程

精梳機是紡織機械行業中發揮重要作用的機械設備之一，其內部結構是否能夠有效配合，對于各項精梳任務能否順利開展和完成存在直接影響[1]。精梳機主要依靠鉗持喂給部分、分離接合部分以及梳理部分發揮作用。

精梳機的種類雖然較多，但工藝過程通常較為統一，均需要按照周期性規律開展棉層切斷操作，在針對棉層兩端開展有效梳理以后，再按照順序進行連接合成，直到形成整體的棉網。

2 電氣自動化及其對紡織機械行業的重要性

電氣自動化主要指電氣測量、電子技術以及信息控制等應用范圍較廣的工程技術及相關理論知識等。國民生活品質的提升，對各類紡織品的要求也越來越高，紡織機械行業想要取得進一步發展，有必要開展生產模式及結構改革。

電氣自動化控制技術的應用有助于推動生產現代化發展，大幅降低人力勞作強度，提高工作效率，同時，對于優化產品質量、降低失誤率等均存在積極影響[2]。此外，基于我國紡織機械行業現實發展情況，在開展各環節質量檢測操作時，涉及的問題依舊較多，難以開展高效的質量自動化檢測操作，對我國對外貿易的發展起到了不良影響，有必要積極推動電氣自動化控制系統在行業內的進一步發展。

3 精梳紡織機械電氣自動化控制系統

3.1 系統設計

為了達到分部傳動控制目標，在設計過程中，將可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）設置為核心控制部分，針對系統開展整體性參數設計，進行邏輯器件組網及人機交換相關操作，同時，將控制命令傳輸出去。Lenze發揮下位輔助功能，對系統運行及故障相關數據的輸出及反饋進行控制，再傳輸至PLC端開展分析處理。毛刷軸以及鉗板擺軸等傳動電極，基于設計規律開展各環節運行操作，此環節操作發揮實效性高低，對精梳任務的完成質量存在直接影響。根據RS485協議內容，在PLC和控制設備及觸摸屏之間開展串行通信網絡的創建操作，通過發揮此網絡實效性的方式，上下位機便可以實現有效的信息交換操作。同時，各電極控制設備間也可以利用數頻線開展數頻級聯操作，實現數據的傳輸。在數據通信網絡發揮實效性的基礎上，可確保各伺服電機在開展各環節疏棉操作時，協同配合，確保疏棉的整體質量。

精梳機開展各環節運行操作時，需要經歷鉗入、搭接輸出等流程，且相關部件應基于時序實現有效配合，以確保任務的順利完成。運動是其中繁瑣程度最高的一步，最重要的是確保鉗板擺軸及分離羅拉開展的往復運動發揮較高實效性。長久以來，各國在精梳機的設計過程中，都會應用單變頻電機傳動實現相關系統傳動目的。傳動過程中，錫林軸傳動、鉗板擺軸、分離羅拉和錫林所處部位的對應關系，需要基于行星輪系和四連桿機械結構的配合實現，此結構對系統的傳動速度和整體運行質量造成了影響。

圍繞精梳機現存的一些問題，相關人員通過資料收集和研究，開發了新型精梳機電氣傳動系統。該系統屬于以伺服電機為基礎，依照設計規律，隨著主電機進行速度較快的正向和反向旋轉跟隨運動的協調控制系統。針對伺服分離傳統系統設計的研究和探索屬于一種新的嘗試，缺少理論和技術的支撐，研究的主要難點包括：（1）轉速較高，在高速狀態下開展運轉操作的同時，還需要滿足時序上的同步性要求；（2）跟隨曲線的種類多為超函數，甚至完全沒有控制函數。

3.2 實踐應用

3.2.1 應用特點

質量高、速度快的特點，是判斷電氣自動化控制有效性的關鍵標準，有助于優化各環節工作整體質量及實效性，降低人員工作壓力，提高工作效率，提升單機產量，減少產品投入支出及各類資源的浪費，獲取更多的經濟效益[3]。

3.2.2 技術難點

（1）同步運轉技術。在系統各部件以較高速度下開展運轉操作的過程中，要保證相關部件和伺服電機的一致性。以精梳機為例，根據其分離羅拉和鉗板擺軸的運動軌跡和特點，理應確保伺服能夠依照編碼設備和PLC控制流程，基于上述特點及軌跡等，進行相關操作，并能夠和主電機保持同步。

（2）快速反應技術。開展精梳設備結構部件設計操作時，需要確保各運動部件可以快速進行相關反應，對于設備自動化控制的整體效果存在直接影響。例如精梳技術錫林速度最大可達500鉗次/min，需要確保分離羅拉和鉗板擺軸伺服電機的逆順轉次數超過8.5次/s，且錫林軸的回轉操作應保持一致，同時，在連續生產過程中，設備溫度不超過設計標準。

在分析現狀之前，首先要對中職英語進行科學的定義。筆者認為，中職指的是各級中等專業學校、職業高中、技工學校(包括高級技工學校、技師學院)。相應的中職英語教學主要可以分為中專、職中、中技層次的公共英語教學，五年制高技層次的公共英語教學和各層次的專業英語教學。

3.2.3 具體應用

智能化人工自動卷棉運輸系統是我國第一部將精梳機械和條并卷聯合機械融合在一起，且可以發揮較高實效性的自動化產品。此系統的應用范圍是精梳設備和條并卷聯設備的筒管和棉條運輸相關操作，可實現上述設備的完全自動化運轉和工作，降低人為操作失誤導致的各種問題發生的概率，且有助于減少人員工作壓力和實際工作量。

該系統次均可運輸棉卷數量為8個，可將其基于條并卷聯合設備輸送至精梳設備處，同時，可自動開展空管回運操作。如此一來，建立起一體化的閉環式原料提供體系，不用借助人為操作或者輔助等，便可以完成相關各環節工作。基于同一運輸系統，至多可支持16臺精梳設備、4臺條并卷聯合設備或者24臺精梳設備以及4臺條并卷聯合設備。

3.3 系統的主要特點

3.3.1 資金需求低、布局較為靈活

可基于設備的實際設置區域和方向開展布局，沿著條并卷聯合設備的垂直或者水平方向，開展擺放操作的過程中，均能夠開展棉卷的抓取操作，完成對現存人工精梳系統的優化更新。

3.3.2 減少人員勞作量及工作壓力，優化工作實效性

此系統可針對棉卷開展自動化輸送及抓取操作，基于一個設定周期內，可實現8個棉卷的自動運輸操作，同時，可自主開展空管的回傳操作，無需依靠人工輔助，大幅降低了人員勞作壓力及工作量。

一臺精梳設備最多可存儲8個備用的棉卷，且在開展換卷操作的過程中，可實現一鍵換卷，節省了傳統人工轉運操作花費的等待時間，促使兩個環節更為緊密地銜接在一起，優化了設備的整體實效性[4]。

3.3.4 全程無損傷，外觀完整

對棉卷開展空中輸送操作的過程中，棉卷的表面不會再有和外界其余物體觸碰的機會，保證了產品的外觀和質量，對于棉卷黏結問題概率的大幅減少存在積極影響。

3.3.5 提升空間利用率，節省空間

對棉卷開展空中運輸，有助于實現大幅提升空間利用率的目的，可以減小設備的實際擺放距離，達到節省更多空間和占地面積的目的。

對此系統進行科學應用，并促使其實效性充分發揮出來，有效緩解了傳統精梳及條并卷聯合設備開展棉卷運輸操作時發生的各種問題，可以實現對前紡系統產量的有效統計，自動化程度相對更高，能夠大幅節約人力、物力及財力資源，在實踐應用過程中，得到了廣泛好評。

4 結語

想要有效推動我國紡織行業的穩定、可持續發展，有必要重視深入、科學地開展電氣自動化控制技術的研究工作，積極優化精梳紡織機械設備的運行流程、性能及后期維護管理相關技術，促使其實效性充分發揮出來，在實際生產過程中發揮更關鍵的作用。