編者語： 隨著科學技術的飛速發展和市場競爭的愈加激烈，作為給紡織行業提供技術裝備的紡機行業麵臨著技術上的一次新飛躍，提供更加靈活、更高質量、更geng快kuai響xiang應ying的de紡fang織zhi機ji械xie
，充chong分fen滿man足zu紡fang織zhi工gong藝yi要yao求qiu，是shi時shi代dai對dui紡fang機ji行xing業ye的de新xin要yao求qiu，也ye是shi紡fang機ji企qi業ye發fa展zhan的de必bi由you之zhi路lu。現xian代dai控kong製zhi技ji術shu和he信xin息xi技ji術shu成cheng為wei當dang前qian推tui動dong紡fang織zhi機ji械xie發fa展zhan最zui主zhu要yao的de驅qu動dong力li。

　　紡織技術在曆史上經曆了兩次重大的變革：手工機械化和大工業化。綜觀紡織技術的發展史，紡織機器在其中扮演了非常重要的角色。

　　隨著科學技術的飛速發展和市場競爭的愈加激烈，作為給紡織行業提供技術裝備的紡機行業麵臨著技術上的一次新飛躍
，提供更加靈活、更高質量
、更geng快kuai響xiang應ying的de紡fang織zhi機ji械xie
，充chong分fen滿man足zu紡fang織zhi工gong藝yi要yao求qiu，是shi時shi代dai對dui紡fang機ji行xing業ye的de新xin要yao求qiu，也ye是shi紡fang機ji企qi業ye發fa展zhan的de必bi由you之zhi路lu。現xian代dai控kong製zhi技ji術shu和he信xin息xi技ji術shu成cheng為wei當dang前qian推tui動dong紡fang織zhi機ji械xie發fa展zhan最zui主zhu要yao的de驅qu動dong力li。

　　紡織機械自動控製技術的現狀

   近十年來，紡織機械自動控製技術應用水平有了較快的進步

，幾乎用到了所有種類的自動化產品，主要包括控製、傳動控製、運動控製、現場總線
、人機界麵和傳感器。

   （1）控製： PLC
、PCC、IPC、FCS、DCS
、專用控製器等。

   （2）傳動控製：直流調速係統、交流變頻調速係統、開關磁阻電機
、多單元同步係統等。

   （3）運動控製：伺服、步進

、運動控製器。

   （4）現場總線：Profibus、Can等。

   （5）人機界麵：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傳感器。

   其中PLC
、單軸獨立驅動、多單元同步控製
、基於網絡技術的數據通訊和在線檢測等技術，得到了廣泛的應用。

   1  PLC是紡織機械控製器最主要的選擇

   無可爭議
，可編程序控製器PLC是紡織機械最大量應用的控製器。PLC能提供高質量的輸入/出和極佳的實時監控能力，特別是它的可靠性已經得到充分的信任。

   能夠提供多種現場總線、可擴展性及遠程I/O已經成為一些主流紡機廠商選擇PLC的關鍵衡量標準。

   工業控製器中，我們應該重點關注的技術指標是：速度、可靠性、實時性。

　　2  以電力電子技術為代表的新型驅動技術得到廣泛的應用

   隨著電力電子技術的發展，各種新型驅動技術在紡織機械得到廣泛的應用。變頻調速、單軸驅動多軸同步
、伺服等傳動技術得到廣泛應用。

   相當多的紡織機械是多單元重複結構如化纖紡絲機等
，為了滿足一致性的要求，變頻調速的應用在紡織機械中是必須和普遍的。80年代初期上海紡織機電廠就引進了德國AEG公司的技術
，生產可控矽變頻器。

   隨著技術的發展
，紡織機械的傳動技術有了較大的變化，主要表現在：

  單軸獨立驅動、多軸同步控製

   采用單軸獨立驅動、多(duo)軸(zhou)同(tong)步(bu)控(kong)製(zhi)技(ji)術(shu)，滿(man)足(zu)紡(fang)織(zhi)工(gong)藝(yi)對(dui)紡(fang)織(zhi)機(ji)械(xie)日(ri)益(yi)提(ti)高(gao)的(de)要(yao)求(qiu)，實(shi)現(xian)紡(fang)機(ji)的(de)高(gao)速(su)化(hua)和(he)簡(jian)化(hua)機(ji)械(xie)結(jie)構(gou)，正(zheng)在(zai)成(cheng)為(wei)紡(fang)織(zhi)機(ji)械(xie)機(ji)電(dian)一(yi)體(ti)化(hua)的(de)重(zhong)要(yao)趨(qu)勢(shi)。例(li)如(ru)四(si)軸(zhou)驅(qu)動(dong)粗(cu)紗(sha)機(ji)
、自動絡筒機和多電機驅動劍杆織機等。

   伺服驅動

   近(jin)年(nian)來(lai)在(zai)紡(fang)織(zhi)機(ji)械(xie)領(ling)域(yu)，一(yi)些(xie)對(dui)快(kuai)速(su)性(xing)或(huo)位(wei)置(zhi)有(you)要(yao)求(qiu)的(de)機(ji)構(gou)中(zhong)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)技(ji)術(shu)得(de)到(dao)愈(yu)來(lai)愈(yu)多(duo)的(de)重(zhong)視(shi)和(he)應(ying)用(yong)。很(hen)多(duo)驅(qu)動(dong)產(chan)品(pin)廠(chang)商(shang)配(pei)合(he)紡(fang)織(zhi)機(ji)械(xie)的(de)特(te)殊(shu)需(xu)求(qiu)，專(zhuan)門(men)研(yan)製(zhi)了(le)適(shi)應(ying)紡(fang)織(zhi)機(ji)械(xie)的(de)伺(si)服(fu)產(chan)品(pin)。如(ru)在(zai)紡(fang)機(ji)中(zhong)很(hen)普(pu)遍(bian)的(de)卷(juan)繞(rao)機(ji)構(gou)的(de)反(fan)向(xiang)驅(qu)動(dong)控(kong)製(zhi)。也(ye)有(you)企(qi)業(ye)在(zai)紡(fang)機(ji)中(zhong)很(hen)普(pu)遍(bian)的(de)高(gao)速(su)往(wang)複(fu)機(ji)構(gou)中(zhong)進(jin)行(xing)了(le)伺(si)服(fu)驅(qu)動(dong)的(de)研(yan)究(jiu)
，如(ru)上(shang)海(hai)一(yi)紡(fang)機(ji)在(zai)精(jing)梳(shu)機(ji)嵌(qian)板(ban)驅(qu)動(dong)上(shang)采(cai)用(yong)了(le)高(gao)速(su)伺(si)服(fu)係(xi)統(tong)。

  共直流母線

   紡織機械采用單軸獨立驅動、多軸同步控製方式後
，不可避免的是一些電機處於發電工作狀態
，解決這個問題的最好辦法是采用共直流母線技術。紡機一般為8000小(xiao)時(shi)工(gong)作(zuo)製(zhi)，用(yong)電(dian)效(xiao)率(lv)相(xiang)當(dang)重(zhong)要(yao)。多(duo)電(dian)機(ji)係(xi)統(tong)采(cai)用(yong)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)，有(you)利(li)於(yu)提(ti)高(gao)控(kong)製(zhi)精(jing)度(du)
，有(you)利(li)於(yu)電(dian)能(neng)的(de)高(gao)效(xiao)利(li)用(yong)

，也(ye)是(shi)實(shi)現(xian)斷(duan)電(dian)同(tong)步(bu)停(ting)車(che)功(gong)能(neng)的(de)必(bi)要(yao)條(tiao)件(jian)。

   紡織機械使用的各種驅動係統和電機

   ●    變頻器+交流異步電機

   ●    變頻器+交流同步電機

   ●    交流伺服電機

   ●    直流無刷電機

   ●    開關磁阻電機

   為了滿足高速劍杆織機對啟動速度和啟
、製動力矩的嚴酷要求，開關磁阻電機的特殊性能滿足了機器的特別要求。

  3 現場總線

   tongxundenenglijuedingheyingxiangzhezidongkongzhideshuiping
，suizhewangluojishudefazhan，tongguoxianchangzongxianshixiangaosushujutongxun，kongzhixitongyijingcongmonikongzhizhuanxiangshuzikongzhi。zheyifazhandailaidezhongdabianhuahetedianshi：實現複雜的控製功能；實現分布式、現場化
；抗幹擾性能的極大提高；大量數據的實時采集以及共享。正如我們大家看到的
，近年來，現場總線正迅速成為紡織機電一體化係統數據通訊的主流。

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   走zou在zai技ji術shu進jin步bu前qian列lie的de紡fang機ji企qi業ye已yi經jing認ren識shi到dao現xian場chang總zong線xian對dui紡fang織zhi機ji械xie技ji術shu進jin步bu的de重zhong大da作zuo用yong，現xian場chang總zong線xian的de應ying用yong推tui動dong了le紡fang機ji產chan品pin機ji電dian一yi體ti化hua和he技ji術shu水shui平ping的de提ti高gao。然ran而er
，現xian場chang總zong線xian對dui紡fang織zhi機ji械xie進jin步bu的de重zhong要yao影ying響xiang還hai未wei被bei充chong分fen認ren識shi

，還hai有you相xiang當dang部bu分fen的de產chan品pin在zai使shi用yong點dian對dui點dian的de邏luo輯ji控kong製zhi和he模mo擬ni控kong製zhi方fang式shi，這zhe種zhong技ji術shu限xian製zhi了le紡fang織zhi機ji械xie的de前qian進jin步bu伐fa。

   4 數字化的紡織機械

   國內主要的紡織機械集團“太平洋機（集團）有限公司”早在2002年就提出了“發展數字化的紡織機械，推動紡織企業信息化”的發展方向。現在數字化紡織機械的概念已被紡機行業認同，業內主要企業紛紛打出了數字化的旗號。

   “數字化紡織機械”的主要技術理念是：

   （1）數字化的控製技術，就是以CPU為核心的控製器、以現場總線為主的工業通訊技術、以電力電子技術為基礎的現代驅動技術的綜合應用。

   （2）設備數據的高速采集和傳送。從而達到產品能級提高和解決紡織企業信息化建設中設備數據瓶頸的目的。

　　紡織機械自動控製技術的發展方向

   適應紡織機械更快速度、更加靈活
、更高質量、充分滿足紡織工藝要求是紡織機械自動控製技術發展的方向。

   1驅動

   變bian頻pin調tiao速su在zai紡fang機ji領ling域yu已yi經jing得de到dao廣guang泛fan的de應ying用yong，伺si服fu技ji術shu將jiang是shi下xia一yi階jie段duan紡fang織zhi機ji械xie向xiang多duo軸zhou化hua發fa展zhan的de技ji術shu基ji礎chu。可ke以yi預yu見jian小xiao功gong率lv伺si服fu驅qu動dong器qi在zai單dan錠ding（軸）驅動方麵會有很大的需求。

   紡織機械對驅動器的要求可以體現在：

   （1）zuoweiyizhongqushi，sifuhebianpindezhujianrongheshibirande，womenguqiechengqiweiqudongqi。zhezhongqudongqi

，yaonenggoujuyoulinghuodekezutaigongzuofangshi，rusudukongzhi、位置控製、轉矩控製等的靈活切換。

   （2）具備現場總線接口，能夠完成多軸同步控製和同上級控製器的通訊任務，能夠提供不同總線的可選件。

   （3）支zhi持chi共gong用yong直zhi流liu母mu線xian技ji術shu。多duo個ge逆ni變bian器qi共gong用yong一yi個ge大da功gong率lv整zheng流liu器qi是shi發fa展zhan方fang向xiang。針zhen對dui紡fang織zhi機ji械xie的de特te殊shu性xing，提ti高gao工gong作zuo在zai發fa電dian狀zhuang態tai驅qu動dong軸zhou的de能neng量liang反fan饋kui效xiao率lv是shi很hen有you意yi義yi的de課ke題ti。

   （4）驅動器附加PLC和I/O功能，能夠完成一定的運算和邏輯控製，使驅動器演變成一個底層控製驅動單元

，實現分散、現場的控製方式。

   （5）對驅動器選擇的一個重要考量指標是能否提供豐富的軟件和調試工具，目前能夠滿足這個要求的供應商並不多。

   作為紡織機械的特殊需求，滿足紡織機械高速往複運動的伺服驅動器和電機

，將會有很好的市場。

   2 現場總線

   現xian場chang總zong線xian無wu疑yi是shi現xian代dai工gong業ye控kong製zhi技ji術shu發fa展zhan中zhong最zui令ling人ren振zhen奮fen的de技ji術shu之zhi一yi。它ta解jie決jue了le控kong製zhi器qi高gao速su運yun算suan能neng力li同tong驅qu動dong器qi信xin息xi交jiao換huan的de瓶ping頸jing難nan題ti，又you大da幅fu提ti升sheng了le工gong業ye通tong訊xun的de可ke靠kao性xing。伴ban隨sui著zhe現xian場chang總zong線xian技ji術shu的de應ying用yong，我wo們men有you必bi要yao改gai變bian某mou些xie傳chuan統tong控kong製zhi方fang式shi，充chong分fen發fa揮hui高gao速su通tong訊xun能neng力li以yi完wan成cheng更geng高gao的de控kong製zhi要yao求qiu。

   作zuo為wei控kong製zhi器qi和he驅qu動dong器qi的de供gong應ying商shang，現xian在zai已yi經jing開kai始shi提ti供gong適shi應ying多duo種zhong現xian場chang總zong線xian的de可ke選xuan件jian。通tong訊xun的de開kai放fang性xing和he可ke選xuan件jian合he理li的de價jia格ge將jiang是shi客ke戶hu選xuan擇ze供gong應ying商shang的de重zhong要yao條tiao件jian。

   工(gong)業(ye)以(yi)太(tai)網(wang)技(ji)術(shu)必(bi)將(jiang)成(cheng)為(wei)現(xian)場(chang)總(zong)線(xian)中(zhong)的(de)主(zhu)流(liu)技(ji)術(shu)和(he)發(fa)展(zhan)的(de)關(guan)注(zhu)焦(jiao)點(dian)。從(cong)技(ji)術(shu)的(de)發(fa)展(zhan)來(lai)看(kan)，以(yi)太(tai)網(wang)技(ji)術(shu)將(jiang)很(hen)快(kuai)可(ke)以(yi)廣(guang)泛(fan)的(de)直(zhi)接(jie)用(yong)於(yu)設(she)備(bei)層(ceng)
，這(zhe)將(jiang)給(gei)工(gong)業(ye)自(zi)動(dong)化(hua)帶(dai)來(lai)巨(ju)大(da)的(de)變(bian)化(hua)。

  3 客戶定製化

   麵mian對dui競jing爭zheng愈yu加jia激ji烈lie的de紡fang機ji市shi場chang

，雷lei同tong化hua的de控kong製zhi係xi統tong阻zu礙ai了le技ji術shu的de保bao密mi和he進jin步bu。可ke以yi斷duan言yan
，客ke戶hu定ding製zhi化hua的de控kong製zhi係xi統tong將jiang得de到dao快kuai速su發fa展zhan。這zhe是shi因yin為wei紡fang機ji企qi業ye有you需xu求qiu，技ji術shu上shang有you可ke能neng。針zhen對dui特te定ding客ke戶hu定ding製zhi的de控kong製zhi和he驅qu動dong係xi統tong
，能neng有you效xiao的de保bao護hu紡fang機ji企qi業ye的de技ji術shu秘mi密mi
，充chong分fen凸tu顯xian企qi業ye特te色se。

   4 遠程診斷技術

   中zhong國guo的de紡fang機ji市shi場chang吸xi引yin著zhe全quan世shi界jie的de紡fang機ji企qi業ye，中zhong國guo的de紡fang機ji企qi業ye也ye在zai大da步bu走zou向xiang世shi界jie。客ke戶hu要yao求qiu和he競jing爭zheng地di域yu的de變bian化hua，帶dai來lai的de新xin課ke題ti是shi如ru何he為wei客ke戶hu提ti供gong迅xun捷jie的de技ji術shu服fu務wu。解jie決jue這zhe個ge問wen題ti的de方fang法fa，就jiu是shi在zai實shi現xian紡fang織zhi機ji械xie數shu字zi化hua的de基ji礎chu上shang，通tong過guo有you線xian或huo無wu限xian的de技ji術shu手shou段duan實shi施shi遠yuan程cheng診zhen斷duan。

   fangzhijixiexingyeyijingyinglailexinyilundejingzheng，fangjijishudejinbuyeshizidongkongzhijishudezhongyaoxingtuxianchulai。chongfenyingyongdangdaixianjindezidongkongzhijishu
，tigaofangzhijixiedejishunengji
，manzufangzhiqiyedexinyaoqiu，shiwomendenulifangxiang。

　　作者： 陳興強

　　教授級高級工程師，太平洋機電（集團）有限公司 現任太平洋機電集團有限公司副總裁，並擔任中國紡織機械器材行業協會常務理事、中國紡織工程學會理事、中國紡織工程學會紡機器材專委會副主任、上海市紡織工程學會常務理事
、上海市機械工程學會常務理事等職。長期從事自動控製專業的技術工作
，在紡織機械自動控製領域有30餘年的工作經驗

，參加過多項國家重大技術裝備的研製，先後獲得省部級科學技術進步一、二等獎多項。近年來致力於工業現場總線技術在紡織機械上的應用和紡織機械的數字化工作。