機電一體化紡織機械控制系統研究

彭志洪

摘要：近些年來，隨著我國社會經濟的不斷發展，工業水平的日漸提升，也日漸對我國紡織機械行業提出了新的要求。當下我國紡織工業紡織機電一體化、紡紗質量的自動檢測技術有待提高，本文首先對機電一體化紡織機械控制系統技術進行概述，著重分析了其技術現狀，并結合實際情況，對其設計實踐進行具體闡述，以期為我國紡織工業的技術升級提供參照。

關鍵詞：機電一體化;紡織機械;控制系統

當下我國紡織產品生產量已經達到世界首位，但相比于國際先進水平，我國紡織設備技術仍存在一定差距。為有效提升紡織機械設備的自動化水平，應以自主研發為錨，結合生產實踐，對機電一體化紡織機械控制系統進行優化升級，從而促進我國紡織產業的更好發展。

一、機電一體化紡織機械控制系統概述

機電一體化指的是囊括計算機技術、電氣測量、信息控制、電工技術、電子技術等工程技術的綜合技術體系，近些年來，各大高校紛紛開設機電一體化課程，以更好滿足社會生產生活需要。機電一體化應用在紡織機械控制領域，首先有益于紡織行業工作效率的提升，隨著科學技術的日益提升和社會經濟的不斷發展，民眾對紡織產品的需求日益增多。將機電一體化技術應用到紡織機械行業，有益于對傳統生產模式進行改變，將人力從生產崗位中解放，使產業推進由人力轉變到依托科技與電力，能夠使生產周期不斷縮短。其次有益于我國紡紗質量的提升，從紡紗行業當下的發展狀況來看，我國紡紗機械在質量自動檢測方面存在明顯短板，使得紗織品對外貿易受到影響。將機電一體化技術應用到紡紗機械中，有益于紡紗效率、紡紗質量、故障排查、質量檢測等多領域的整體提升，從而使我國紡紗行業走向縱深化發展。

二、機電一體化紡織機械控制系統技術現狀

機電一體化紡織機械控制系統技術已經成為紡織行業的大勢所趨，但當前這一技術的發展仍然存在一些問題，具體體現在如下兩個方面。首先是專業技術人才的匱乏，為使機電一體化技術在紡織行業得到更廣泛的推廣，需要堅實的技術人才儲備，但從現實情況出發，專業技術人才不能有效滿足社會需求。也缺乏足夠的技術力量追隨紡織機械化的國際發展潮流，導致紡織行業技術升級的動力不足，使行業經濟效率受到影響，故而建立自中職搭到高校到企業自身的技術力量是實現紡織行業機電一體化技術深入發展的關鍵。其次在于資金支持不足，作為紡織大國，我國對精梳紡織機械的需求較大，在科研人員的持續技術升級背景下，我國精梳紡織行業取得了顯著成就。紡織機械自動化控制系統的發展需要一定硬件設備支持，以此作為機電一體化技術的實現載體。然而部分紡織企業由于資金不足，對精梳機等硬件的購買能力不足。這要求有關部門發布政策，予以政策號召，以政策傾向助力企業調動資金杠桿，加速技術升級。

三、機電一體化紡織機械控制系統設計實踐

（一）機電一體化紡織機械控制系統工作原理

機電一體化紡織機械控制系統由主電機帶動工作軸，并由其上的編碼器產生信號。以該信號作為伺服電機的控制信號，在講該信號傳遞給伺服控制器后，再度傳送給伺服電機時能夠與編碼器的反饋信號形成封閉的控制模式，以此推動紡織機械的自動化運轉。故而，工作軸藉由與主編碼器的鏈接作為紡織機械工作部件的基本信號參考，并由主編碼器上的工作信號作為其他工作軸的參考信號。主電機變頻器與伺服控制通過內部總線相互鏈接，并由總線傳輸的主編碼器產生工作信號。而PLC模塊除了對整機系統產品進行檢測外，還負責光電開關、開關的安裝工作，并經由人機交換截面對整機系統的實際運行狀態進行直接反饋，以便及時發現故障，對故障參數進行調整。

（二）機電一體化紡織機械控制系統的軟件設計

機電一體化紡織機械控制系統的軟件設計主要由伺服控制器程序和PLC主程序兩部分組成，發揮著發送接受、中斷、定時中斷通訊的作用。軟件的應用能夠實現電機的高頻率倒順運轉，并通過對電機位置關系展開控制，達到紡織產品質量進一步提升的目的。應當注意的是，在軟件運用過程中，應當充分考量實際生產過程中會發生的特殊啟動及停車問題。

（三）機電一體化紡織機械控制系統的硬件設計

控制系統的硬件設計中應用了電機數控技術，由編碼器、電機、伺服控制器共同組成了計算機的控制系統。這一過程中藉由PLC能夠對各驅動部件進行協調，以此確保運轉的同步性，從而實現傳動系統最大程度的簡化。以此降低由于機械故障發生停車問題的風險，以此促進控制系統運行的穩定性，提升實際生產效率與工作效率。通過各邏輯器件通信端口間的串行，能夠對伺服控制器的數字信號實現接口的輸入與輸出。還可通過數頻線使其逐級連接，以切實提高多電機傳動系統紡織機械控制系統在數據傳輸過程中的安全性和有效性。紡織機械機電一體化控制系統技術開發過程中，快速反應技術是開發難點之一，在進行紡織機械運動結構設計時，如何使運動構件能夠快速反應是機電一體化控制所要解決的核心問題和關鍵技術。例如，大多數運動構件的實際生產效率在百分之九十左右徘徊，在溫濕波動大或高溫的季節則低于百分之九十。制造廠一般承諾錠子轉速為純棉1200r/min，純纖1400r/min，但大多數錠子的實際運轉速度僅能達到1000r/min，僅高于早期的A型粗紗機100r/min～200r/min。其次是同步運轉技術，在紡織機械運動部件快速反應的同時還應保持電機發生同步運動，例如以四臺電機分別對羅拉、錠翼、龍筋、筒管進行運動控制，為使粗紗質量得到保證，還應控制四臺電機在啟動、運行、停止、斷電、緊急停車過程中，保持速度的嚴格同步。

四、結語

我國目前在世界紡織領域已經處于領先地位，但相比于國際先進水平，我國紡織機械技術仍存在一定不足。為此應建立完備的人才培養體系，同時以政策支持助力企業完成技術升級。應著眼于機電一體化紡織機械控制系統的原理拓展、軟硬件設計難點，組織技術團隊進行專項攻關，以此保證我國紡織行業在技術儲備、人員素質、設備先進性等方面的領先水平。

參考文獻

[1]鐘嘉聰.研究紡織機械電氣自動化控制系統技術.2018.

[2]郭松梅.紡織機械電氣自動化控制系統技術研究.2010.

[3]陳興強，邢傳鼎，周錦培.紡織機械實現機電一體化的應用實例.2005.