机电一体化纺织机械控制系统研究

彭志洪

摘要：近些年来，随着我国社会经济的不断发展，工业水平的日渐提升，也日渐对我国纺织机械行业提出了新的要求。当下我国纺织工业纺织机电一体化、纺纱质量的自动检测技术有待提高，本文首先对机电一体化纺织机械控制系统技术进行概述，着重分析了其技术现状，并结合实际情况，对其设计实践进行具体阐述，以期为我国纺织工业的技术升级提供参照。

关键词：机电一体化;纺织机械;控制系统

当下我国纺织产品生产量已经达到世界首位，但相比于国际先进水平，我国纺织设备技术仍存在一定差距。为有效提升纺织机械设备的自动化水平，应以自主研发为锚，结合生产实践，对机电一体化纺织机械控制系统进行优化升级，从而促进我国纺织产业的更好发展。

一、机电一体化纺织机械控制系统概述

机电一体化指的是囊括计算机技术、电气测量、信息控制、电工技术、电子技术等工程技术的综合技术体系，近些年来，各大高校纷纷开设机电一体化课程，以更好满足社会生产生活需要。機电一体化应用在纺织机械控制领域，首先有益于纺织行业工作效率的提升，随着科学技术的日益提升和社会经济的不断发展，民众对纺织产品的需求日益增多。将机电一体化技术应用到纺织机械行业，有益于对传统生产模式进行改变，将人力从生产岗位中解放，使产业推进由人力转变到依托科技与电力，能够使生产周期不断缩短。其次有益于我国纺纱质量的提升，从纺纱行业当下的发展状况来看，我国纺纱机械在质量自动检测方面存在明显短板，使得纱织品对外贸易受到影响。将机电一体化技术应用到纺纱机械中，有益于纺纱效率、纺纱质量、故障排查、质量检测等多领域的整体提升，从而使我国纺纱行业走向纵深化发展。

二、机电一体化纺织机械控制系统技术现状

机电一体化纺织机械控制系统技术已经成为纺织行业的大势所趋，但当前这一技术的发展仍然存在一些问题，具体体现在如下两个方面。首先是专业技术人才的匮乏，为使机电一体化技术在纺织行业得到更广泛的推广，需要坚实的技术人才储备，但从现实情况出发，专业技术人才不能有效满足社会需求。也缺乏足够的技术力量追随纺织机械化的国际发展潮流，导致纺织行业技术升级的动力不足，使行业经济效率受到影响，故而建立自中职搭到高校到企业自身的技术力量是实现纺织行业机电一体化技术深入发展的关键。其次在于资金支持不足，作为纺织大国，我国对精梳纺织机械的需求较大，在科研人员的持续技术升级背景下，我国精梳纺织行业取得了显著成就。纺织机械自动化控制系统的发展需要一定硬件设备支持，以此作为机电一体化技术的实现载体。然而部分纺织企业由于资金不足，对精梳机等硬件的购买能力不足。这要求有关部门发布政策，予以政策号召，以政策倾向助力企业调动资金杠杆，加速技术升级。

三、机电一体化纺织机械控制系统设计实践

（一）机电一体化纺织机械控制系统工作原理

机电一体化纺织机械控制系统由主电机带动工作轴，并由其上的编码器产生信号。以该信号作为伺服电机的控制信号，在讲该信号传递给伺服控制器后，再度传送给伺服电机时能够与编码器的反馈信号形成封闭的控制模式，以此推动纺织机械的自动化运转。故而，工作轴藉由与主编码器的链接作为纺织机械工作部件的基本信号参考，并由主编码器上的工作信号作为其他工作轴的参考信号。主电机变频器与伺服控制通过内部总线相互链接，并由总线传输的主编码器产生工作信号。而PLC模块除了对整机系统产品进行检测外，还负责光电开关、开关的安装工作，并经由人机交换截面对整机系统的实际运行状态进行直接反馈，以便及时发现故障，对故障参数进行调整。

（二）机电一体化纺织机械控制系统的软件设计

机电一体化纺织机械控制系统的软件设计主要由伺服控制器程序和PLC主程序两部分组成，发挥着发送接受、中断、定时中断通讯的作用。软件的应用能够实现电机的高频率倒顺运转，并通过对电机位置关系展开控制，达到纺织产品质量进一步提升的目的。应当注意的是，在软件运用过程中，应当充分考量实际生产过程中会发生的特殊启动及停车问题。

（三）机电一体化纺织机械控制系统的硬件设计

控制系统的硬件设计中应用了电机数控技术，由编码器、电机、伺服控制器共同组成了计算机的控制系统。这一过程中藉由PLC能够对各驱动部件进行协调，以此确保运转的同步性，从而实现传动系统最大程度的简化。以此降低由于机械故障发生停车问题的风险，以此促进控制系统运行的稳定性，提升实际生产效率与工作效率。通过各逻辑器件通信端口间的串行，能够对伺服控制器的数字信号实现接口的输入与输出。还可通过数频线使其逐级连接，以切实提高多电机传动系统纺织机械控制系统在数据传输过程中的安全性和有效性。纺织机械机电一体化控制系统技术开发过程中，快速反应技术是开发难点之一，在进行纺织机械运动结构设计时，如何使运动构件能够快速反应是机电一体化控制所要解决的核心问题和关键技术。例如，大多数运动构件的实际生产效率在百分之九十左右徘徊，在温湿波动大或高温的季节则低于百分之九十。制造厂一般承诺锭子转速为纯棉1200r/min，纯纤1400r/min，但大多数锭子的实际运转速度仅能达到1000r/min，仅高于早期的A型粗纱机100r/min～200r/min。其次是同步运转技术，在纺织机械运动部件快速反应的同时还应保持电机发生同步运动，例如以四台电机分别对罗拉、锭翼、龙筋、筒管进行运动控制，为使粗纱质量得到保证，还应控制四台电机在启动、运行、停止、断电、紧急停车过程中，保持速度的严格同步。

四、结语

我国目前在世界纺织领域已经处于领先地位，但相比于国际先进水平，我国纺织机械技术仍存在一定不足。为此应建立完备的人才培养体系，同时以政策支持助力企业完成技术升级。应着眼于机电一体化纺织机械控制系统的原理拓展、软硬件设计难点，组织技术团队进行专项攻关，以此保证我国纺织行业在技术储备、人员素质、设备先进性等方面的领先水平。

参考文献

[1]钟嘉聪.研究纺织机械电气自动化控制系统技术.2018.

[2]郭松梅.纺织机械电气自动化控制系统技术研究.2010.

[3]陈兴强，邢传鼎，周锦培.纺织机械实现机电一体化的应用实例.2005.