摘 要:改革開(kāi)放30年來(lái),特別是近10年以來(lái),我國(guó)紡織行業(yè)得到了快速的發(fā)展,紡織行業(yè)設(shè)備自動(dòng)化水平有了顯著的提高,新型的紡織機(jī)械大多普及了自動(dòng)控制技術(shù)。這些高自動(dòng)化水平的設(shè)備已經(jīng)成為我國(guó)紡織行業(yè)的核心。本文就自動(dòng)控制系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,希望本文的研究可以為我國(guó)紡織行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
關(guān)鍵詞:自動(dòng)控制系統(tǒng) 紡織機(jī)械 應(yīng)用
中圖分類(lèi)號(hào):TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1674-098X(2012)09(a)-0065-01
1 引言
改革開(kāi)放30年來(lái),特別是近10年以來(lái),我國(guó)紡織行業(yè)得到了快速的發(fā)展,紡織行業(yè)設(shè)備自動(dòng)化水平有了顯著的提高,新型的紡織機(jī)械大多普及了自動(dòng)控制技術(shù)。這些高自動(dòng)化水平的設(shè)備已經(jīng)成為我國(guó)紡織行業(yè)的核心。本文就自動(dòng)控制系統(tǒng)在紡織機(jī)械中的應(yīng)用進(jìn)行了分析,希望本文的研究可以為我國(guó)紡織行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。
2 紡織機(jī)械主要自動(dòng)控制技術(shù)
紡織自動(dòng)控制技術(shù)主要分為以下一些門(mén)類(lèi)[1]:
(1)集成控制技術(shù):PCC、PLC、IPC、DCS、FCS、專(zhuān)用控制器等等
(2)傳動(dòng)控制技術(shù):交流變頻調(diào)速系統(tǒng)、直流調(diào)速系統(tǒng)、多單元同步系統(tǒng)、開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等等。
(3)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù):伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、運(yùn)動(dòng)控制器等。
(4)現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù):Can總線、Profibus總線等等
(5)人機(jī)界面:圖文終端、文本顯示器、觸摸屏等等
(6)傳感器:電磁傳感器、光電傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、圖像傳感器及各種工藝參數(shù)傳感器。
3 我國(guó)紡織自動(dòng)控制技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
3.1 紡織自動(dòng)化設(shè)備存在重復(fù)引進(jìn)的現(xiàn)象
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國(guó)有了足夠的能力引進(jìn)自動(dòng)化水平較高的紡織機(jī)械。但是我國(guó)紡織自動(dòng)化設(shè)備重復(fù)引進(jìn)的問(wèn)題比較突出,大部分企業(yè)為了短期效益,大搞拿來(lái)主義,而對(duì)設(shè)備進(jìn)行消化吸收、二次開(kāi)發(fā)的極少。這些設(shè)備的引進(jìn),并沒(méi)有根本上提高我國(guó)紡織行業(yè)的自動(dòng)化水平[2]。
3.2 紡機(jī)行業(yè)專(zhuān)業(yè)化程度較低
國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的紡織行業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明:在國(guó)外紡織業(yè)一般是一個(gè)專(zhuān)業(yè)化水平、規(guī)模小的企業(yè),這些企業(yè)僅僅是專(zhuān)攻某類(lèi)紡織產(chǎn)品或某類(lèi)紡織產(chǎn)品的生產(chǎn)工序,專(zhuān)業(yè)化水平很高。在我國(guó)的紡織行業(yè)往往規(guī)模較大、且產(chǎn)品門(mén)類(lèi)齊全,專(zhuān)業(yè)化水平普遍不高。這使得我國(guó)紡織行業(yè)缺乏核心競(jìng)爭(zhēng)能力,在高端紡織產(chǎn)品市場(chǎng)上我國(guó)企業(yè)很難占到優(yōu)勢(shì)。而在設(shè)備引進(jìn)方面,專(zhuān)業(yè)化不強(qiáng)也使得我國(guó)紡織行業(yè)的設(shè)備引進(jìn)專(zhuān)業(yè)化程度不高[3]。
3.3 行業(yè)設(shè)備自動(dòng)化技術(shù)及自動(dòng)化率差距明顯
首先,從總體水平上看,我國(guó)紡織工業(yè)裝備達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的比例最多不超過(guò)三分之一;其次,在棉紡和織造產(chǎn)品上,我國(guó)紡織機(jī)械的相關(guān)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)外90年代的水平;再次,在化纖、毛紡、印染機(jī)械方面,我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距仍然十分明顯。而在紡織機(jī)械研發(fā)和生產(chǎn)能力上,我國(guó)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的差距比較大,相關(guān)數(shù)據(jù)表明,國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家紡織行業(yè)的自動(dòng)化水平為50%以上,而我國(guó)僅僅達(dá)到了15%~20%的水平[4]。
4 紡織機(jī)械自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展方向
4.1 紡機(jī)驅(qū)動(dòng)器
紡織行業(yè)對(duì)于紡織機(jī)械自動(dòng)驅(qū)動(dòng)器的要求體現(xiàn)在:變頻技術(shù)和伺服的逐漸融合是紡織機(jī)械發(fā)展的必然趨勢(shì),靈活的可組態(tài)工作方式是這種驅(qū)動(dòng)器所必須的要素,如位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制等靈活切換;這種技術(shù)需要實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線控制,可以同時(shí)完成多軸同步控制及上下機(jī)通訊技術(shù)。同時(shí)為用戶(hù)提供可選的總線選件,支持共用直流母線技術(shù),一個(gè)大功率整流器可同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)逆變器,以提高紡織機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程信息反饋效率。
4.2 高控制要求的現(xiàn)場(chǎng)總線
現(xiàn)代工業(yè)控制技術(shù)發(fā)展中現(xiàn)場(chǎng)總線無(wú)疑是最令人振奮的技術(shù)之一?,F(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)成功的解決了控制器高速運(yùn)算能力同驅(qū)動(dòng)器信息交換的瓶頸,又對(duì)工業(yè)通訊的可靠性大幅的提升[5]。
作為驅(qū)動(dòng)器和控制器的供應(yīng)商,應(yīng)該為紡織行業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展,提供多種紡織設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)總線,這些現(xiàn)場(chǎng)總線應(yīng)該具備不同的特點(diǎn)。但是,從未來(lái)自動(dòng)控制技術(shù)和紡織工業(yè)的發(fā)展方向來(lái)看,工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)是現(xiàn)場(chǎng)總線發(fā)展的關(guān)注焦點(diǎn)和主流技術(shù)。加工設(shè)備之間如何實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊及相關(guān)的分布控制,是未來(lái)紡織技術(shù)總線發(fā)展的趨勢(shì)。未來(lái),在紡織自動(dòng)化產(chǎn)品之中,以以太網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)將很快并廣泛的直接用于設(shè)備層,這將給紡織工業(yè)自動(dòng)化水平的發(fā)展帶來(lái)巨大變化。
4.3 滿足客戶(hù)不同需求的定制化紡機(jī)
近年來(lái),紡織機(jī)械的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈,標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品已經(jīng)越來(lái)越難以滿足不同用戶(hù)的需求。因此,紡織機(jī)械的專(zhuān)業(yè)化和個(gè)性化發(fā)展已經(jīng)成為紡織機(jī)械的未來(lái)發(fā)展方向。可以預(yù)見(jiàn),在紡織機(jī)械市場(chǎng)中客戶(hù)定制化的控制系統(tǒng)將得到快速發(fā)展[6]。
在紡織機(jī)械之中,紡織個(gè)性化產(chǎn)品的誕生,也促進(jìn)了定制化紡織機(jī)械的誕生,當(dāng)前定制化紡織機(jī)械還處于初級(jí)階段。而隨著我國(guó)未來(lái)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和國(guó)民對(duì)與個(gè)性化時(shí)尚化紡織產(chǎn)品的需求不斷增多,可以預(yù)見(jiàn)根據(jù)客戶(hù)的特殊需求,定制個(gè)性化的紡織產(chǎn)品及紡織機(jī)械,一定是未來(lái)紡織機(jī)械的發(fā)展方向。
4.4 為客戶(hù)提供迅捷服務(wù)的遠(yuǎn)程診斷技術(shù)
我國(guó)紡織市場(chǎng)潛力非常的大,隨著我國(guó)加入WTO越來(lái)越多的國(guó)外紡織企業(yè)進(jìn)入中國(guó),而與此同時(shí)我國(guó)紡織企業(yè)也在不斷的參與國(guó)外的競(jìng)爭(zhēng),因此在紡織行業(yè)之中客戶(hù)要求和競(jìng)爭(zhēng)地域的變化,帶來(lái)的新課題是如何為客戶(hù)提供迅捷的技術(shù)服務(wù)。解決這個(gè)問(wèn)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(guò)有線或無(wú)線的技術(shù)手段實(shí)施遠(yuǎn)程診斷。遠(yuǎn)程診斷技術(shù)可以破除空間束縛,實(shí)現(xiàn)全球化生產(chǎn),而通訊技術(shù)和電子技術(shù)的快速發(fā)展,為紡織機(jī)械的遠(yuǎn)程故障診斷成為了可能。以互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為基礎(chǔ),采用專(zhuān)家診斷技術(shù)的遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)在其他行業(yè)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)??梢灶A(yù)計(jì),遠(yuǎn)程診斷也是未來(lái)在紡織機(jī)械的發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn)
[1]李彥永.電腦針織橫機(jī)控制數(shù)據(jù)的處理[D]:[碩士論文].上海:東華大學(xué),2011.
[2]胡紅.新型橫機(jī)構(gòu)造與編織[M].北京:中國(guó)紡織出版社,2010.
[3]黃元順.電腦橫機(jī)主要機(jī)構(gòu)及原理研究[J].上海紡織科技針織縫紉,2008,26(5):40-41.
[4]胡紅.新型橫機(jī)構(gòu)造與編織.北京:中國(guó)紡織出版讓?zhuān)?011.
[5]顏鋼鋒,王琛鑾.基于ARM的嵌入式電腦橫機(jī)控制器設(shè)計(jì).工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào),2011,13(2):104-107.
[6]張一平.影響電腦橫機(jī)選針器選針可靠性的幾個(gè)因素[J].鄭州紡織工學(xué)院學(xué)報(bào),2011,12(3):43-45.