對(duì)紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)的研究

王毅

【摘 要】 本文筆者結(jié)合個(gè)人從事紡織機(jī)械工作的研究經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn)，從以下幾個(gè)方面入手，對(duì)紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)展開(kāi)粗淺的探討，以期為提升紡織機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化水平提供有益的參考與借鑒。

【關(guān)鍵詞】 紡織機(jī)械；自動(dòng)化控制；技術(shù)

[Abstract] In this paper， the author combined with personal experience working in the field of textile machinery and related references， from the following several aspects to obtain， for textile machinery on superficial discussion electrical automation control system， in order to improve the automation level of textile machinery and equipment to provide the beneficial reference and reference.

[Key words] textile machinery； automation control； technology

如今我國(guó)的紡織產(chǎn)品生產(chǎn)量早已位列世界首位，但是國(guó)內(nèi)的紡織設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在一定的差距。為此，要想有效提高紡織機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化水平，就必須要走自主研發(fā)高端紡織機(jī)械設(shè)備這一條路。以下筆者即結(jié)合個(gè)人實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)與相關(guān)參考文獻(xiàn)，對(duì)紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)展開(kāi)粗淺的分析與探討。

1 利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言Web對(duì)紡織機(jī)械控制系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)發(fā)

近些年來(lái)因?yàn)閃eb技術(shù)所具備的開(kāi)放性優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)中，并已經(jīng)逐步取代了傳統(tǒng)的開(kāi)發(fā)模式，成為現(xiàn)如今在紡織機(jī)械中對(duì)紡織機(jī)械機(jī)電一體化控制系統(tǒng)的主流開(kāi)發(fā)技術(shù)。目前在利用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言web實(shí)施開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，B/S是最為流行的一種體系結(jié)構(gòu)模式。

第一，樹(shù)形文本數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建。在對(duì)紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)的描述上其交換標(biāo)準(zhǔn)可以采用W3C定制的XML數(shù)據(jù)對(duì)其加以描述，同時(shí)還可以通過(guò)樹(shù)形模型的建立，描述XML數(shù)據(jù)文件，其每個(gè)應(yīng)用模塊都必須要與建立好的樹(shù)匹配，包括：根，應(yīng)用本身；節(jié)點(diǎn)，程序、數(shù)據(jù)；節(jié)點(diǎn)下存在的子節(jié)點(diǎn)，程序、數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的具體單位等。

第二，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。通過(guò)W3C提供的DOM規(guī)范可以說(shuō)是一種對(duì)XML文件的最佳訪問(wèn)與操作方式，其在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中可以使XML成為和應(yīng)用沒(méi)有任何聯(lián)系的，單純只是為了跨平臺(tái)開(kāi)展編程的一種語(yǔ)言。因此，在紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)之中應(yīng)用DOM作為接口，并利用XML文檔與HTML文檔能夠使數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)引擎更加可靠，且具備一定的擴(kuò)張性。目前使用最多的是microsoft所開(kāi)發(fā)的DOM引擎，能夠最大限度的發(fā)揮出DOM的實(shí)際功能。

第三，紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的查詢語(yǔ)言。通常情況下都是使用XQL語(yǔ)言充當(dāng)數(shù)據(jù)文件內(nèi)容的實(shí)際查詢語(yǔ)言。雖然XQL語(yǔ)言與SQL語(yǔ)言相類似，但是也存在著較大的差異性。因?yàn)椴煌拇鎯?chǔ)方式XML文件中，利用SQL語(yǔ)言無(wú)法對(duì)同屬元素進(jìn)行索引，也無(wú)法對(duì)綁定數(shù)目字段進(jìn)行操作。而XQL在XML文件中的應(yīng)用恰恰能夠?qū)崿F(xiàn)一對(duì)一，一對(duì)多的查詢功能，并且伴隨著對(duì)DOM查詢引擎的進(jìn)一步優(yōu)化與完善，在XML文件的搜索上DOM引擎與XQL語(yǔ)言將是其最佳有效組合方法。

2 紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

2.1 紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案

第一，工作原理。工作軸通過(guò)主電機(jī)的帶動(dòng)后，其上安裝的編碼器會(huì)產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)則可以作為伺服電機(jī)的控制參考信號(hào)，在傳送給伺服控制器后，再次傳送給伺服電機(jī)時(shí)則可以與編碼器的反饋信號(hào)形成一個(gè)相對(duì)封閉的控制模式，促進(jìn)紡織機(jī)械的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。也正因如此，鏈接在主編碼器之上的工作軸是紡織機(jī)械工作部件的基本信號(hào)參考，而主編碼器之上產(chǎn)生的工作信號(hào)則是其他工作軸的參考控制信號(hào)。通過(guò)內(nèi)部總線使得伺服控制與主電機(jī)變頻器相互鏈接，并工作信號(hào)是由總線傳輸?shù)闹骶幋a器產(chǎn)生的。PLC模塊除了檢測(cè)整機(jī)系統(tǒng)產(chǎn)品以外，還形成開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)的安裝等。人機(jī)交換界面則可以直接反映出整機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，調(diào)整故障參數(shù)。

第二，軟件的設(shè)計(jì)方案。由PLC主程序、伺服控制器程序這兩個(gè)部分共同構(gòu)成的紡織機(jī)械自動(dòng)化控制系統(tǒng)的軟件，發(fā)揮著發(fā)送、接受、中斷以及定時(shí)中斷通訊程度的根本作用。且在軟件的應(yīng)用過(guò)程中能夠使電機(jī)高頻率倒順運(yùn)轉(zhuǎn)，通過(guò)對(duì)電機(jī)位置關(guān)系的控制，還能夠進(jìn)一步提高紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量，需要注意的是在軟件的運(yùn)用過(guò)程中要充分考慮到實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)出現(xiàn)的停車問(wèn)題、特殊啟動(dòng)問(wèn)題。

第三，硬件的設(shè)計(jì)方案。電機(jī)數(shù)控技術(shù)被應(yīng)用在控制系統(tǒng)的硬件技術(shù)之中，并由伺服控制器、電機(jī)、編碼器共同組合而成計(jì)算機(jī)的控制系統(tǒng)。在此過(guò)程中可以通過(guò)PLC對(duì)各個(gè)驅(qū)動(dòng)部件加以協(xié)調(diào)，從而確保其運(yùn)轉(zhuǎn)的同步性，最大限度的簡(jiǎn)化傳動(dòng)系統(tǒng)，降低因?yàn)闄C(jī)械原因而引發(fā)的停車故障問(wèn)題，盡可能提升控制系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，提高實(shí)際的工作效率與生產(chǎn)效率。還可以與各個(gè)邏輯器件的通訊端口進(jìn)行串行，對(duì)伺服控制器的數(shù)字頻率信號(hào)進(jìn)行接口的輸入與輸出，利用數(shù)頻線將其逐級(jí)連接在一起，進(jìn)而提高多電機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)紡織機(jī)械控制系統(tǒng)在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中的安全與可靠性。

2.2 紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)技術(shù)的開(kāi)發(fā)難點(diǎn)

第一，快速反應(yīng)技術(shù)。在設(shè)計(jì)紡織機(jī)械運(yùn)動(dòng)構(gòu)件時(shí)，如何讓運(yùn)動(dòng)構(gòu)件得以快速的反應(yīng)是紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化控制所要研發(fā)的核心問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)。如，實(shí)際生產(chǎn)效率一般在90%左右徘徊（遇到高溫季節(jié)或溫濕度波動(dòng)大時(shí)則低于90%）；制造廠承諾錠子速度1200r/min（純棉）～1400r/min（化纖），但多數(shù)廠實(shí)際運(yùn)行速度約為1000r/min，僅超過(guò)早期A型粗紗機(jī)速度100r/min～200r/min。

第二，同步運(yùn)轉(zhuǎn)技術(shù)。紡織機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件在快速反應(yīng)時(shí)還要保持電機(jī)的同步動(dòng)作。如，采用四臺(tái)電機(jī)分別控制羅拉、錠翼、筒管和龍筋的運(yùn)動(dòng)，為了保證粗紗質(zhì)量，必須保持四臺(tái)電機(jī)在啟動(dòng)、運(yùn)行和停止過(guò)程中，特別是在緊急停車和斷電時(shí)，都必須嚴(yán)格保持速度同步。

3 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)數(shù)十年來(lái)我國(guó)科研工作者的不懈努力，我國(guó)在紡織機(jī)械行業(yè)上早已取得了十分驕人的成績(jī)，基本上已經(jīng)滿足了我國(guó)紡織企業(yè)的生產(chǎn)所需。但是與國(guó)際先進(jìn)水平相比仍存在著一定的差距。尤其是在近些年來(lái)在貿(mào)易保護(hù)、技術(shù)封鎖的大背景下，作為世界紡織行業(yè)領(lǐng)頭羊的我國(guó)，紡織機(jī)械設(shè)備上的技術(shù)缺失勢(shì)必會(huì)暴露出我國(guó)紡織業(yè)更多的弱點(diǎn)，制約紡織業(yè)的良好發(fā)展。為此，只有不斷的提高紡織機(jī)械電氣自動(dòng)化水平，做好機(jī)械設(shè)備的自主研發(fā)工作，并以創(chuàng)新產(chǎn)品為基調(diào)作為紡織設(shè)備的重要支撐，才能夠真正走向自主研發(fā)高端房子和機(jī)械設(shè)備的道路，才能夠更好的促進(jìn)我國(guó)紡織行業(yè)的發(fā)展，切實(shí)滿足紡織企業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整需求，從而促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)步增長(zhǎng)。

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