纺织机械的机电一体化现状与发展趋势

孙卫红

【摘 要】纺织机械的不断进步与发展是提高我国纺织业生产水平与生产质量的关键，加快实现纺织机械的机电一体化，促使纺织机械性能的进一步提高是当前纺织机械行业的主要发展方向。现本文就从纺织机械机电一体化的发展特点开始论述，分析其在生产中的应用特征，并探讨纺织机电一体化的发展趋势。

【关键词】纺织机械；机电一体化；特点；应用；发展

纺织业是我国较为传统的一个行业，但古代的纺织业生产几乎全靠人力来完成，生产力水平较为低下，生产效率较低。自第一次产业革命之后，纺织业进入了机械化生产的时代，极大的提高了生产力水平，生产效率较高。直到今天，我国的纺织业已经实现了机械化大规模生产，促进了纺织业的快速发展。并且在工业科技不断进步的情况下，纺织机械正在向着机电一体化的方向不断进步发展。以下本文就对纺织机械的机电一体化发展现状与发展趋势进行探讨。

1.纺织机械机电一体化技术的发展特点

目前在我国，纺织机械的机电一体化发展已经取得了一定的成就，极大的促进了纺织机械生产自动化、智能化的发展。总体来说，纺织机械的机电一体化技术发展主要体现出两个特点。即普及推广了变频调速技术，提高了智能化控制技术水平。

1.1变频调速技术的推广

随着我国市场经济体制的不断完善，各行业之间的市场竞争更为激烈，纺织业也不例外。各个纺织企业为了提高自身的竞争力，都在不断的采用新技术与新的生产机械，以期提高生产效率，降低生产成本，从而获得更大盈利空间。而变频调速技术的应用极大的满足了企业生产力改革的这一需求，交流异步电机变频技术、交流伺服电机控制技术等等不同新科技的应用，都为纺织企业的机械性能改进提供了很大的技术支持，同时也促进了变频调速技术的普及与推广。当前我国的纺织企业生产中，对于变频调速技术的应用主要体现在以下几方面：

（1）通用变频器开环控制异步电机变频调速。这种方案的电机中，电路结构比较简单而且具有较强的可靠性，一般运用于对调速精度要求不高的产品生产中，适用于该调速的机械如针织机械和染整机械等。

（2）无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。该方案的电机中，电路结构也是较为简单，具有较好的工作可靠性，一般适用于调速精度为0.5%-1.0%的纺织机械设备中。

（3）带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。该方案中的电路结构则较为复杂，而且其需要投入的成本较大，但是这种方案具有较强的调速性能，能够获得较高的转速，调速的范围也能够达到100：1的范围。另外，该方案具有较强的特定，这种特性对于转速要求较高的机械十分实用，比如整经、浆纱、热定型等机械。一般常用的传动电机有两种，一种是普通的Y系列交流异步电机，另一种是交流变频专用异步电机。

从变频器的应用现状来看，我国的纺织企业在生产中所使用的变频器主要是由国外进口而来的。但随着我国科技的不断进步，国产变频器的性能也在不断完善，目前也已经开始被应用在纺织企业的生产活动中。虽然国产的变频器性能不及国外的好，但其价格较为便宜，且能够符合纺织生产的变频需求，具有一定的稳定可靠性，因而正逐渐替代国外的变频器在纺织机械中的应用。

1.2促进智能化控制技术的发展

自动化、智能化是当代机械发展的主要趋势，纺织机械同样也是朝着这个方向不断发展。当前例如PLC可编程控制器等智能产品都已经被广泛应用在纺织机械的生产运行中，这样就在一定程度上实现了生产的智能化控制，提高生产效率，减少了人工劳动量。智能化控制技术在纺织机械中的应用主要体现在以下几点：

（1）针对机电设备的转速进行准确的控制，对于机械设备的协调运转以及其运转的位置进行准确的定位。

（2）根据预先设定的生产要求的工艺曲线对各种机械和机件的运动轨道进行控制。

（3）根据预先设定的生产要求的操作工序以及加工的全过程进行有效的控制。

（4）PLC可编程控制器的使用，不仅能够使一般的逻辑控制程序得到很好使用，同时也能够对各项数据的通信功能进行模拟，并且通过网络形成一个分布式系统，对于系统内的各种控制要求都能够顺利的实现。其具有较大的灵活性，在性价比方面具有很大的优势，因此近年来PLC可编程控制器得到了广泛的应用。

2.纺织机械机电一体化的发展现状

当前现代纺织技术与机电一体化技术的有机结合及应用促成了纺织行业多种先进技术的发展，如喷气织造技术、喷气纺纱技术、梳棉机用管道喂给系统、粗细络联合系统、Barco织造监控系统、HVI纤维测试系统、自动络筒技术、自动整纬技术、计算机化的颜料化学品配方系统、梳棉机短片段自调匀整技术等。这些技术不仅反映了纺织技术与机电一体化技术结合应用后的跨多学科的特点，也体现了纺织技术和纺织设备在过去的几十年的结合应用中有了突破性发展。目前的纺织机械机电一体化技术主要是由检测传感技术、信息处理技术、自动控制技术、伺服传动技术等关键技术组成。其应用功能主要有以下几点：

2.1调速系统的自动控制系统

该控制系统中一般包含有数字形式和模拟形式两种，数字形式中主要以单片机、PC机为主，而模拟形式则主要以私服调速系统和变频调速系统为主。

2.2电子自动测控系统

该系统抓哟是运用电子元件与不同的传感器执行结构进行组合，再根据生产过程中的各项参数要求进行采样与监测，以此来实现对生产系统的控制。

2.3计算机控制管理系统

该系统不仅能够实现对生产过程的实时监测和控制，同时也能够针对监测的数据进行收集和分析，而且能够实现对分析结果的打印，同时具有决策功能，通过该系统的决策功能对生产管理活动进行智能化控制，同时根据该结果成立专家系统，实现纺织机械机电一体化的智能化，这也是纺织机电一体化发展的主要方向。

3.纺织机械机电一体化的发展趋势

从当前的纺织机械发展现状与市场需求来看，机电一体化发展已经成为未来纺织机械发展的主要方向。而事实上，技术人员也确实正在充分利用当前先进的科学技术来不断的深化改革，研发和改进纺织机械的生产技术，促使其向着高速化、自动化、智能化的方向不断发展。微电子技术和机械动作的有机结合，使纺织设备重点向三高（高质、高速、高效）发展。机电一体化的实现，使纺织设备的自动化程度和连续化程度明显提高。在机械产品设计中，由于广泛采用PLC、PCC、PCS、FCS、工控机、单片机的解决方案，变频调速、交流伺服凋速的普及化，不仅使纺织设备的自动化水平大大提高，而且使机械传动结构大大简化。如必加乐的Gamma剑杆织机和OMNI喷气织机采用SUMO超级主电动机，由主电动机直接传动织机，不再需要传动皮带以及离合器和刹车盘；在新型电脑粗纱机中利用计算机控制下的多电动机分部传动就取消了复杂的铁炮变速、摆动成形等传动结构。

4.结语

总之，纺织机械机向着机电一体化的方向不断发展已经势在必行，这是市场对纺织企业生产技术提出的新的要求，也是科技不断进步的主要体现。尽管当前我国的机电一体化技术水平（下转第220页）（上接第88页）与国外先进技术相比还差有一段距离，但相信在业内技术人员的努力下，我国的纺织机械水平必然会得到更大的发展与进步，从而保证我国的纺织企业生产水平持续稳定上升，增大单位时间内纺织企业的生产量，降低生产成本，提高生产效率，增大我国纺织企业在国际市场中的竞争力。

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