摘 要: 本文闡述了紡織機械主要自動化控制技術(shù),紡織機械自動控制技術(shù)的發(fā)展方向,并對我國紡織機械自動控制技術(shù)和應(yīng)用與國際先進水平的差距提出了改進建議。進入21世紀(jì)以來,全球的紡織技術(shù)也隨之進入新的增長期。目前,中國紡織工業(yè)的發(fā)展得到了很大的進步,國際經(jīng)濟的走強將有利于中國紡織機械業(yè)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞: 紡織機械 自動化控制技術(shù) 發(fā)展方向
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)的紡織機械來充分滿足紡織工藝的要求,成為時代賦予紡機行業(yè)的重任。
一、紡織機械主要自動控制技術(shù)
紡織機械自動控制技術(shù)應(yīng)用水平有了較大的進步,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、運動控制、現(xiàn)場總線、人機界面和傳感器。(1)控制:PLC、PCC、IPC、FCS、DCS、專用控制器,等等。(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、多單元同步系統(tǒng),等等。(3)運動控制:伺服、步進、運動控制器。(4)現(xiàn)場總線:Profibus、Can,等等。(5)人機界面:文本顯示器、圖文終端、觸摸屏,等等。(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。
二、紡織機械自動控制技術(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械,進一步提高紡織機械的性能,使紡織機械逐步邁向自動化新高度。
1.高性能伺服驅(qū)動器
變頻調(diào)速在紡機領(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械向多軸化發(fā)展的技術(shù)基礎(chǔ)。可以預(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,滿足紡織機械高速往復(fù)運動的伺服驅(qū)動器和電機,將會有很好的市場。
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算能力同驅(qū)動器信息交換的瓶頸,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??刂破骱万?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。從技術(shù)的發(fā)展來看,以太網(wǎng)技術(shù)將很快并廣泛地直接用于設(shè)備層,這將給工業(yè)自動化帶來巨大變化。
3.紡機控制系統(tǒng)定制化
面對競爭日益激烈的紡機市場,雷同化的控制系統(tǒng)阻礙了技術(shù)的保密和進步??梢詳嘌?,客戶定制化的控制系統(tǒng)將得到快速發(fā)展,這是因為紡機企業(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),能有效地保護紡機企業(yè)的技術(shù)秘密,凸顯企業(yè)特色。
4.紡機遠(yuǎn)程診斷技術(shù)
中國的紡機市場吸引著全世界的紡機企業(yè),中國的紡機企業(yè)也在大步走向世界??蛻粢蠛透偁幍赜虻淖兓?,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,就是在實現(xiàn)紡織機械數(shù)字化的基礎(chǔ)上,通過有線或無線的技術(shù)手段實施遠(yuǎn)程診斷。
三、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)、計算機技術(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),實現(xiàn)了設(shè)備運行的自動監(jiān)測、顯示、超限報警等功能。其也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,增強了產(chǎn)品競爭力。隨著紡織機械的技術(shù)升級,自動化的重要性不言而喻。但我國紡織機械自動控制技術(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)于紡織機械工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的指導(dǎo)意見。意見指出:紡織機械工業(yè)兩化融合水平較低,紡織機械設(shè)計制造集成化、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械自動化程度仍需提升,因此在這一指標(biāo)上與國際先進國家,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。通過實施紡織裝備、工藝自動化創(chuàng)新,推進全行業(yè)科技進步和產(chǎn)業(yè)升級,促進增長方式轉(zhuǎn)變,為紡織行業(yè)自動化控制技術(shù)的創(chuàng)新能力達(dá)到國際先進水平奠定堅實的基礎(chǔ),從而做大做強中國紡織業(yè),振興傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。
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