周志輝，林 燕

(1.天津工業(yè)大學(xué), 天津 300160; 2.國防科技大學(xué), 湖南 長沙 410073)

隨著科技的發(fā)展和市場競爭的激烈，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)械來充分滿足紡織工藝的要求，成為時代賦予紡機(jī)行業(yè)的重任。近十多年來我國紡機(jī)行業(yè)自動化水平有了明顯的提高，在新型紡織機(jī)械上普遍采用了自動化技術(shù)，其內(nèi)容包含了先進(jìn)的信息處理和控制技術(shù)，即以計(jì)算機(jī)為核心，由PLC、工控機(jī)、單片機(jī)、人機(jī)界面、現(xiàn)場總線等組成的控制系統(tǒng)。先進(jìn)的驅(qū)動技術(shù)有變頻調(diào)速，交流伺服，步進(jìn)電機(jī)等，還有檢測傳感技術(shù)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等?，F(xiàn)代控制技術(shù)和信息技術(shù)正成為推動紡織機(jī)械自動控制技術(shù)發(fā)展的主要驅(qū)動力。

1 紡織機(jī)械主要自動控制技術(shù)

近十年來，紡織機(jī)械自動控制技術(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化產(chǎn)品，主要包括控制、傳動控制、運(yùn)動控制、現(xiàn)場總線、人機(jī)界面和傳感器。(1)控制：PLC、PCC、IPC、FCS、DCS、專用控制器等。(2)傳動控制：直流調(diào)速系統(tǒng)、交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、開關(guān)磁阻電機(jī)、多單元同步系統(tǒng)等。(3)運(yùn)動控制：伺服、步進(jìn)、運(yùn)動控制器。(4)現(xiàn)場總線：Profibus、Can等。(5)人機(jī)界面：文本顯示器、圖文終端、觸摸屏等。(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、多單元同步控制、基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的數(shù)據(jù)通訊和在線檢測等技術(shù)，得到了廣泛的應(yīng)用。

1.1 數(shù)字化紡機(jī)技術(shù)

早在2002年就有紡織機(jī)械集團(tuán)提出了“發(fā)展數(shù)字化紡織機(jī)械，推動紡織企業(yè)信息化”的經(jīng)營理念?，F(xiàn)在數(shù)字化紡織機(jī)械的概念已被紡機(jī)行業(yè)認(rèn)同，業(yè)內(nèi)主要企業(yè)紛紛打出了數(shù)字化的旗號?！皵?shù)字化紡織機(jī)械”的主要技術(shù)理念首先是數(shù)字化的控制技術(shù)，就是以CPU為核心的控制器、以現(xiàn)場總線為主的工業(yè)通訊技術(shù)、以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代驅(qū)動技術(shù)的綜合應(yīng)用。其次是設(shè)備數(shù)據(jù)的高速采集和傳送，從而達(dá)到產(chǎn)品能級的提高并解決紡織企業(yè)信息化建設(shè)中設(shè)備數(shù)據(jù)的瓶頸制約因素。

(1)可編程控制器

可編程控制器(PLC)是以繼電器技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合ICT技術(shù)，以程序化方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的電氣控制，在紡織機(jī)械應(yīng)用最為廣泛。PLC能提供高質(zhì)量的輸入輸出和極佳的實(shí)時監(jiān)控能力，特別是它的可靠性已經(jīng)得到充分肯定。能夠提供多種現(xiàn)場總線、可擴(kuò)展性及遠(yuǎn)程I/O已經(jīng)成為一些主流紡機(jī)廠商選擇PLC的關(guān)鍵衡量標(biāo)準(zhǔn)。紡織工業(yè)控制器中，值得重點(diǎn)關(guān)注的技術(shù)指標(biāo)是速度、可靠性和實(shí)時性。正如以高效短流程嵌入式復(fù)合紡紗技術(shù)為代表的自動紡紗技術(shù)取得的革命性突破，為行業(yè)升級帶來了新希望。

(2)現(xiàn)場總線控制技術(shù)

現(xiàn)場總線控制層是各種生產(chǎn)信息的來源。各種棉紡、織造、印染機(jī)械的控制器只要具有現(xiàn)場總線通訊接口，通過適當(dāng)?shù)木幊?，就可以將機(jī)械的運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時傳送到監(jiān)控系統(tǒng)。數(shù)字化的紡織機(jī)械采用現(xiàn)代先進(jìn)的控制技術(shù)：以CPU為核心的控制器，以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)的新型驅(qū)動技術(shù)，以現(xiàn)場總線技術(shù)為代表的網(wǎng)絡(luò)及高速數(shù)據(jù)通訊技術(shù)。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時準(zhǔn)確采集和高速傳輸，實(shí)現(xiàn)分布式、現(xiàn)場化和抗干擾性能的提高，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化、智能化，完成紡織機(jī)械與現(xiàn)代先進(jìn)控制技術(shù)的結(jié)合，為紡織企業(yè)的信息化設(shè)備層打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1.2 以電力電子技術(shù)為代表的新型驅(qū)動技術(shù)

隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，各種新型驅(qū)動技術(shù)在紡織機(jī)械中得到廣泛應(yīng)用。變頻調(diào)速、單軸驅(qū)動多軸同步、伺服等傳動技術(shù)在紡織機(jī)械領(lǐng)域大顯其能。紡織機(jī)械使用的各種驅(qū)動系統(tǒng)和電機(jī)主要包括：變頻器+交流異步電機(jī)、變頻器+交流同步電機(jī)、交流伺服電機(jī)、直流無刷電機(jī)和開關(guān)磁阻電機(jī)。基于較多的紡織機(jī)械為多單元重復(fù)結(jié)構(gòu)，如化纖紡絲機(jī)等，為實(shí)現(xiàn)機(jī)械動作的協(xié)調(diào)一致性，紡織機(jī)械還應(yīng)用了變頻調(diào)速技術(shù)。

隨著科技的發(fā)展，紡織機(jī)械傳動技術(shù)有了較大的發(fā)展，主要表現(xiàn)在：單軸獨(dú)立驅(qū)動和多軸同步控制技術(shù)(例如四軸驅(qū)動粗紗機(jī)、自動絡(luò)筒機(jī)和多電機(jī)驅(qū)動劍桿織機(jī)等)、伺服驅(qū)動技術(shù)(如在紡機(jī)中很普遍的卷繞機(jī)構(gòu)的反向驅(qū)動控制)、共直流母線技術(shù)。

(1)交流伺服技術(shù)

一般的伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動裝置、伺服電機(jī)和檢測裝置三部分。在伺服系統(tǒng)中，交流伺服運(yùn)動控制系統(tǒng)是最大的一個分支，它是一個結(jié)合電機(jī)學(xué)、自動控制、電氣技術(shù)、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)控制于一體的綜合系統(tǒng)。在生產(chǎn)實(shí)際中，使用交流伺服運(yùn)動控制的產(chǎn)品，能夠解決各種復(fù)雜的定位控制問題。

在交流伺服運(yùn)動控制產(chǎn)品的發(fā)展過程中，它始終是融合了先進(jìn)的機(jī)電一體化技術(shù)和控制理論。最近幾年來，國內(nèi)外各個廠家都相繼推出了交流伺服運(yùn)動控制的新技術(shù)和新產(chǎn)品，比如全閉環(huán)交流伺服驅(qū)動技術(shù)、直線電機(jī)驅(qū)動技術(shù)、PCC技術(shù)、基于現(xiàn)場總線的交流伺服運(yùn)動控制技術(shù)、運(yùn)動控制卡、DSP多軸運(yùn)動控制器等。

紡織設(shè)備上應(yīng)用交流伺服技術(shù)是為了提高設(shè)備的性能，滿足高精度控制的要求，目前已有高檔梳棉機(jī)，帶自動調(diào)勻整的并條機(jī)、新型粗紗機(jī)、數(shù)控細(xì)紗機(jī)、分條整經(jīng)機(jī)、漿紗機(jī)、圓網(wǎng)印花機(jī)等設(shè)備應(yīng)用了交流伺服。伺服技術(shù)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用廣泛，為紡織業(yè)的高速發(fā)展提供了可靠的技術(shù)保證。從上世紀(jì)90年代初期至今，紡織技術(shù)進(jìn)步主要是依靠變頻化、PLC化。只有少量紡織機(jī)械采用了高檔伺服技術(shù)，用于提高精度和效率，無梭織機(jī)上已經(jīng)開始采用帶交流伺服的電子送經(jīng)和電子卷取，印染設(shè)備上也要用到伺服系統(tǒng)。

(2)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)

步進(jìn)電機(jī)是一種離散運(yùn)動的裝置，它和現(xiàn)代數(shù)字控制技術(shù)有著本質(zhì)的聯(lián)系。為了適應(yīng)數(shù)字控制的發(fā)展趨勢，運(yùn)動控制系統(tǒng)中大多采用步進(jìn)電機(jī)或全數(shù)字式交流伺服電機(jī)作為執(zhí)行電動機(jī)。雖然兩者在控制方式上相似(脈沖串和方向信號)，但在使用性能和應(yīng)用場合上存在較大的差異。在目前國內(nèi)的數(shù)字控制系統(tǒng)中，步進(jìn)電機(jī)的應(yīng)用也十分廣泛。交流伺服系統(tǒng)在許多性能方面都優(yōu)于步進(jìn)電機(jī)。但在一些要求不高的場合也經(jīng)常用步進(jìn)電機(jī)來做執(zhí)行電動機(jī)。所以，在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中要綜合考慮控制要求、成本等多方面因素。

(3)交流變頻調(diào)速技術(shù)

變頻調(diào)速器幾乎應(yīng)用于紡紗機(jī)械的各個工序中，包括開清棉機(jī)、梳棉機(jī)、條卷機(jī)、精梳機(jī)、并條機(jī)以及粗紗機(jī)、細(xì)紗機(jī)和絡(luò)筒機(jī)等。對于織造機(jī)械則有漿紗機(jī)、整經(jīng)機(jī)等。另外針織機(jī)、無紡布、化纖機(jī)械、印染機(jī)械上也大量使用了交流變頻調(diào)速器。近年來隨著紡織機(jī)械機(jī)電一體化技術(shù)水平的不斷提高，交流變頻調(diào)速已成為一種趨勢。在大多數(shù)新開發(fā)的紡織機(jī)械產(chǎn)品中幾乎無一例外地應(yīng)用了交流異步電動機(jī)變頻調(diào)速裝置。由于利用變頻調(diào)速器去掉了成形機(jī)構(gòu)中的成形凸輪，進(jìn)而克服了由于成形凸輪所造成的桃底有停頓、桃頂有沖擊的現(xiàn)象，使得細(xì)紗卷形狀良好，以便于下一道工序的高速退繞。通過PLC的控制，再經(jīng)低壓變頻器可實(shí)現(xiàn)多電機(jī)的同步協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)。同時可利用變頻調(diào)速器控制三十九主電機(jī)的變速來控制錠子的轉(zhuǎn)數(shù)，使得細(xì)紗在大、中、小紗時轉(zhuǎn)速在變化，以減少紗的斷頭率。

2 自動控制裝置在紡織機(jī)械上的應(yīng)用

由于紡織行業(yè)工藝復(fù)雜、流程較長，對于不同種類的紡織機(jī)械，其自動化需求也呈現(xiàn)出多樣化，不同自動控制裝置在不同紡織機(jī)械上能發(fā)揮出相應(yīng)的應(yīng)用價值，提高紡機(jī)的性能，以滿足紡織行業(yè)的迫切需求。

2.1 梳棉機(jī)

高產(chǎn)梳棉機(jī)吸塵的風(fēng)量和風(fēng)壓對生條質(zhì)量影響很大，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的塵屑、短絨不僅影響生條質(zhì)量而且還影響生產(chǎn)環(huán)境，為此隨著產(chǎn)量的提高，機(jī)上負(fù)壓吸點(diǎn)已發(fā)展到包括道夫三角區(qū)、刺輥分梳板、錫林前后固定蓋板、蓋板倒轉(zhuǎn)剝?nèi)〉纳w板花等10多個，并已普遍實(shí)現(xiàn)機(jī)臺全封閉。

高產(chǎn)梳棉機(jī)具有產(chǎn)量高，生產(chǎn)質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)，高精度高耐磨度分梳元件、優(yōu)化梳理速度、高水平制造加工手段、電子計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、變頻技術(shù)在清梳聯(lián)系統(tǒng)中很好地與開清棉技術(shù)一起完成對原料的開松、除雜、梳理任務(wù)，生產(chǎn)出雜結(jié)少、條干均勻的生條供應(yīng)后續(xù)工序。

國外自調(diào)勻整裝置有開環(huán)、閉環(huán)和混合環(huán)幾種。近年來有些新機(jī)采用微機(jī)來控制自調(diào)勻整裝置，提高高速時的控制效果，特別可以消除滯后現(xiàn)象。立達(dá)(Rieter)的C4-A型梳棉機(jī)釆用混合環(huán)式自調(diào)勻整裝置，用閉路循環(huán)方式，釆用一對階梯羅拉檢測實(shí)際數(shù)值，通過調(diào)控給棉羅拉速度來控制長片段勻整；短片段勻整釆用聯(lián)控制形式(擾動可變補(bǔ)償)，即在出口處稱量棉網(wǎng)重量，超過標(biāo)準(zhǔn)立即調(diào)整，對控制過程的干預(yù)作用也是通過給棉羅拉調(diào)速完成。立達(dá)研制成的C.I.S.紡紗自動化生產(chǎn)線，在清鋼工序中釆用Aero-feed散棉喂給裝置，再用ABC-Control型處理機(jī)控制清鋼連續(xù)化、自動化生產(chǎn)線，操作人員可以通過VDU彩色圖表管理機(jī)臺，取代了開棉、清棉和梳棉的人工中心控制，具有控制、監(jiān)視、報警和記錄等多種功能。

根據(jù)高產(chǎn)梳棉機(jī)梳理技術(shù)發(fā)展趨勢，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)梳棉機(jī)自動控制是今后重要方向之一，未來在線監(jiān)測系統(tǒng)與自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)形成封閉式專家系統(tǒng)，梳棉機(jī)上一些工藝條件，可根據(jù)在線檢測數(shù)據(jù)經(jīng)電子計(jì)算加工后發(fā)出指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)可立即自動進(jìn)行調(diào)節(jié)或工作。

2.2 并條機(jī)

并條機(jī)自動化內(nèi)容很豐富，其中自調(diào)勻整是一個很重要的課題。自調(diào)勻整是指實(shí)現(xiàn)棉條條干均勻，紗的粗細(xì)一致，否則織布時細(xì)的地方容易出現(xiàn)斷頭?；谝陨锨闆r，如果條干過粗或過細(xì)，需要利用設(shè)備檢測出來并對執(zhí)行機(jī)構(gòu)及時調(diào)整，以達(dá)到符合要求的標(biāo)準(zhǔn)和指標(biāo)。自動調(diào)節(jié)的過程首先通過檢測，再經(jīng)計(jì)算機(jī)運(yùn)算，然后運(yùn)用交流伺服來執(zhí)行，從終端的傳感器檢測，到負(fù)責(zé)執(zhí)行的伺服電機(jī)，此過程中需要一系列自動化機(jī)制來運(yùn)行，難度很大。由于國產(chǎn)的同類產(chǎn)品在水平上仍存在相當(dāng)?shù)牟罹?，所以這套設(shè)備目前仍以進(jìn)口為主。從成本上看，自調(diào)勻整裝置的價格幾乎占整機(jī)價格的一半，是整機(jī)中成本相當(dāng)集中的部分，如果國內(nèi)研發(fā)的自調(diào)勻整裝置品質(zhì)能夠得到提升，更好地滿足要求，那么整機(jī)成本就有望在很大程度上得以降低。

2.3 細(xì)紗機(jī)

在細(xì)紗機(jī)的落紗環(huán)節(jié)方面，以前用人工換管，斷頭也需要人工去接。每臺細(xì)紗機(jī)的錠數(shù)從原來的400個發(fā)展到目前的1 000個，如果仍用人工換管，不但斷頭多，而且效率低，生產(chǎn)人員的勞動強(qiáng)度更大。另一方面，造成斷頭的主要原因是由紗管形狀和紡紗張力決定的，要求能夠做到及時調(diào)速。這一環(huán)節(jié)傳統(tǒng)上采用雙速電機(jī)，但效果并不好，如果使用變頻器，配合PLC設(shè)定為最佳的運(yùn)行狀態(tài)，就可以有效地減少斷頭。

2.4 粗紗機(jī)

粗紗機(jī)的作用是將熟棉條進(jìn)行拉伸形成粗紗，以進(jìn)一步增加取向和分離度，利于后道細(xì)紗機(jī)的加工。粗紗機(jī)也主要采用PLC控制，人機(jī)界面使用觸摸屏或者文本顯示器，傳統(tǒng)粗紗機(jī)采用一個電動機(jī)通過多種傳動機(jī)構(gòu)分別傳動牽伸羅拉、錠翼、筒管及升降機(jī)構(gòu)，其中羅拉與錠翼為定速，筒管和升降機(jī)構(gòu)由于粗紗卷繞直徑增大而為變速，使用錐輪實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)粗紗機(jī)的典型傳動方式是采用軟起、電磁剎車和機(jī)械機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，維護(hù)量大，產(chǎn)品的粗細(xì)結(jié)無法根除。新型粗紗機(jī)采用多電機(jī)獨(dú)立變頻傳動，電子齒輪同步的方式，取消錐輪，能有效地減少粗細(xì)結(jié)問題。

2.5 絡(luò)筒機(jī)

絡(luò)筒機(jī)的作用是將小的細(xì)紗筒子連接并卷繞形成大的紗筒，同時清除粗細(xì)結(jié)、毛羽等疵點(diǎn)，屬于織造的前道工序。絡(luò)筒工藝中張力控制、紡疊和成形是控制關(guān)鍵，直接影響到加工效率和產(chǎn)品質(zhì)量，此外，接頭、換紗也是絡(luò)筒過程中的關(guān)鍵，目前的絡(luò)筒機(jī)都使用了自動接頭，人工或者半自動換紗。絡(luò)筒機(jī)使用小型PLC控制，定子傳動多采用直流永磁電機(jī)，功率一般在幾十瓦。絡(luò)筒機(jī)的技術(shù)趨勢是單錠獨(dú)立傳動。

近年來，隨著人們審美意識增強(qiáng)和生活水平的提高，高檔色織產(chǎn)品愈加受到人們喜愛。不僅真絲綢，化纖、人造絲、混紡紗和棉紗等也可采用色絲織造，這就促使紗筒染色工藝在色織行業(yè)獲得廣泛應(yīng)用。一般紗筒染色前需要將外購的坯紗絡(luò)成適合于筒子染色用的“松式筒子”供下道工序用，因此松式精密絡(luò)筒機(jī)的需求日益增加。

國內(nèi)現(xiàn)有的松式絡(luò)筒機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)一般采用單錠集中傳動方式，通常包括卷繞、導(dǎo)紗、超喂等幾種運(yùn)動，采用機(jī)械齒輪和凸輪機(jī)構(gòu)完成，針對各種紗線不同的絡(luò)筒工藝，設(shè)備調(diào)整比較困難；導(dǎo)紗機(jī)構(gòu)采用的是槽筒和旋轉(zhuǎn)翼片，對一些高檔紗線易產(chǎn)生損傷；同時由于采用的是機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)，卷繞速度不高。目前國外這種松式絡(luò)筒機(jī)已經(jīng)完全采用基于電子齒輪和電子凸輪的全數(shù)碼卷繞結(jié)構(gòu)，即單錠獨(dú)立傳動；由于各電機(jī)在機(jī)械上沒有直接的傳動連接，輔以高速精密運(yùn)動控制軟件算法，可以很方便地實(shí)現(xiàn)高速精密交叉卷繞，絡(luò)紗速度遠(yuǎn)大于機(jī)械式松式絡(luò)筒機(jī)，大大提高了絡(luò)紗效率。

2.6 無梭織機(jī)

自動化技術(shù)的推廣應(yīng)用，使無梭織機(jī)的技術(shù)和品種適應(yīng)性不斷創(chuàng)造新水平，使織機(jī)操作實(shí)現(xiàn)了自動化，如開關(guān)車的程序控制，定期自動加油，利用微機(jī)自動收集、顯示織機(jī)的各種生產(chǎn)參數(shù)和運(yùn)行情況，包括速度、產(chǎn)量、效率、停臺及原因分析、織軸經(jīng)紗存量、在機(jī)織物卷裝等等，因而提高了管理水平，提高了生產(chǎn)效率；電子送經(jīng)和電子卷取組成了經(jīng)紗張力的自動控制，基本上消除了緯向疵點(diǎn)；電子選色，微機(jī)自動變換織紋組織，集中改變織物圖形，通過單機(jī)和中心控制臺的雙向通訊還能實(shí)現(xiàn)群控；有些機(jī)型還能自動排除緯向疵點(diǎn)。

2.7 織物疵點(diǎn)檢測

織物疵點(diǎn)的自動檢測技術(shù)是近年來國內(nèi)外學(xué)者共同關(guān)注和研究的熱門課題之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字圖像技術(shù)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，使得基于圖像處理的織物疵點(diǎn)自動檢測技術(shù)成為可能?？椢锎命c(diǎn)自動檢測過程包括織物圖像采集、圖像預(yù)處理、圖像分析處理、織物疵點(diǎn)檢測分類、檢測結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析等階段。小波變換是由短時傅里葉變換發(fā)展起來的應(yīng)用數(shù)字分支，具有多尺度的特點(diǎn)以及時域、頻域表征信號局部特征的能力。小波變換能夠?qū)⒏鞣N交織在一起的頻率組成的混合信號分解成不相同頻率的塊信號，能有效地應(yīng)用于模式識別，特別適用于織物疵點(diǎn)檢測?？椢锎命c(diǎn)是由于織造過程中經(jīng)緯紗不規(guī)則交織造成的。在疵點(diǎn)形成的局部區(qū)域內(nèi)，其紋理特征明顯不同于正?？椢锝M織結(jié)構(gòu)紋理?；谶@些差異，應(yīng)用小波變換既能獲得局部信息又能在時域和頻域上同時實(shí)現(xiàn)任意尺度和角度變換的檢測特性，檢測織物疵點(diǎn)。

3 紡織機(jī)械自動控制技術(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)械的自動控制技術(shù)外，還有一些新的自動控制技術(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)械逐步邁向自動化新高度。

3.1 高性能伺服驅(qū)動器

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)?？梢灶A(yù)見，小功率伺服驅(qū)動器在單錠(軸)驅(qū)動方面會有很大需求。

紡織機(jī)械對驅(qū)動器的要求體現(xiàn)在：伺服和變頻的逐漸融合是必然趨勢，這種驅(qū)動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)場總線接口，能夠完成多軸同步控制和同上級控制器的通訊任務(wù)，并提供不同總線的可選件；支持共用直流母線技術(shù)，多個逆變器共用一個大功率整流器，提高工作在發(fā)電狀態(tài)驅(qū)動軸的能量反饋效率；驅(qū)動器附加PLC和I/O功能，可完成一定的運(yùn)算和邏輯控制，使驅(qū)動器演變成一個底層控制驅(qū)動單元，實(shí)現(xiàn)分散、現(xiàn)場的控制方式；能否提供豐富的軟件和調(diào)試工具成為選擇驅(qū)動器的一個重要考量指標(biāo)。

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

3.2 以太網(wǎng)技術(shù)成為現(xiàn)場總線主流

現(xiàn)場總線無疑是現(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)動器信息交換的瓶頸，又大幅提升了工業(yè)通訊的可靠性。伴隨著現(xiàn)場總線技術(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)動器的供應(yīng)商已開始提供適應(yīng)多種現(xiàn)場總線的可選件。通訊的開放性和可選件合理的價格是客戶選擇供應(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)展來看，以太網(wǎng)技術(shù)將很快并廣泛的直接用于設(shè)備層，這將給工業(yè)自動化帶來巨大變化。

3.3 紡機(jī)控制系統(tǒng)定制化

面對競爭日益激烈的紡機(jī)市場，雷同化的控制系統(tǒng)阻礙了技術(shù)的保密和進(jìn)步?？梢詳嘌?，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。針對特定客戶定制的控制和驅(qū)動系統(tǒng)，能有效的保護(hù)紡機(jī)企業(yè)的技術(shù)秘密，凸顯企業(yè)特色。

3.4 紡機(jī)遠(yuǎn)程診斷技術(shù)

中國的紡機(jī)市場吸引著全世界的紡機(jī)企業(yè)，中國的紡機(jī)企業(yè)也在大步走向世界。客戶要求和競爭地域的變化，帶來的新課題是如何為客戶提供迅捷的技術(shù)服務(wù)。解決這個問題的方法，就是在實(shí)現(xiàn)紡織機(jī)械數(shù)字化的基礎(chǔ)上，通過有線或無線的技術(shù)手段實(shí)施遠(yuǎn)程診斷。

4 我國紡織自動控制有待提高

降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品質(zhì)量是紡織企業(yè)普遍關(guān)心的問題，自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展為傳統(tǒng)的紡織工業(yè)提供了良好的技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)了紡織生產(chǎn)過程各參數(shù)的在線檢測、顯示、自動控制和自動調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備運(yùn)行的自動監(jiān)測、顯示、超限報警等功能，也正好為解決這三個問題起到了關(guān)鍵作用，有效保證了產(chǎn)品質(zhì)量和減少用工數(shù)量，提高了紡織企業(yè)的效率，增強(qiáng)了產(chǎn)品競爭力。隨著紡織機(jī)械的技術(shù)升級，自動化的重要性不言而喻。

但我國紡織機(jī)械自動控制技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)達(dá)國家相比仍然存在較大的差距，工業(yè)和信息化部發(fā)布了關(guān)于紡織機(jī)械工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的指導(dǎo)意見，意見指出：紡織機(jī)械工業(yè)“兩化”融合水平較低，紡織機(jī)械設(shè)計(jì)制造集成化、模塊化、自動化、信息化的應(yīng)用還不普遍，產(chǎn)品自動控制水平較低，信息化和工業(yè)化有機(jī)融合水平亟待提高。比如紡織行業(yè)一個很重要的指標(biāo)是“萬錠用工”，萬錠用工人數(shù)越少，表明紡織生產(chǎn)線的自動化程度越高。由于目前我國紡織機(jī)械自動化程度仍需提升，所以在這一指標(biāo)上與國際先進(jìn)國家，甚至與一些發(fā)展中國家的生產(chǎn)線相比，仍然存在著不小的差距。

我國紡織機(jī)械自動控制技術(shù)的發(fā)展存在的不足表現(xiàn)為：技術(shù)水平有待提高；創(chuàng)新能力不足，缺少具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)和產(chǎn)品；產(chǎn)品技術(shù)含量低、附加值低，高檔產(chǎn)品不能替代進(jìn)口；品牌競爭力不足；環(huán)保與清潔生產(chǎn)技術(shù)落后。

由此可見，我國必須加大紡織行業(yè)自動控制應(yīng)用基礎(chǔ)科學(xué)研究和自動化應(yīng)用技術(shù)開發(fā)創(chuàng)新，加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研結(jié)合及紡織自動控制與相關(guān)產(chǎn)業(yè)的聯(lián)合。通過實(shí)施紡織裝備、工藝自動化創(chuàng)新，推進(jìn)全行業(yè)科技進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級，促進(jìn)增長方式轉(zhuǎn)變，為紡織行業(yè)自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新能力達(dá)到國際先進(jìn)水平奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而做大做強(qiáng)中國紡織業(yè)，振興傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。

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