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【摘 要】 本文通过对PLC技术、变频调速传动具的特点、变频技术在棉纺设备中推广应用的必要性、变频调速技术的应用、PLC和变频调速加快发展纺织技术自动化这四个角度的分析，阐述了PLC和变频调速在纺织机械中的应用。
【关键词】 PLC；变频调速；纺织机械；应用
一、前言
随着我国经济的发展以及人们生活水平不断提高，人们对物质的需求和要求也变得更高，在这种情况下，纺织机械企业应该更加重视如何应用PLC技术，在提高产量的同时提高质量、降低成本。
二、PLC技术
自动化技术可以有效提高机械产品性能，为增强纺织企业的竞争力提供技术保障。随着电力电子技术和计算机网络技术的发展，纺织机械的自动化技术内容也在不断更新，除了使用已有的变频器、PLC等自动化产品之外，还利用各种条件自主开发自动化生产设备，促进自动化技术的革新，提升自动化设备的综合利用水平。
PLC技术即可编程控制器技术，在纺织机械中，PLC技术可以完成各种清花、并条、梳棉、并纱、络筒以及无梭织机等工作，具有功能强大、作业范围广、工作效率高等特点。PLC技术在输入和输出上具有很大的可靠性和安全性，其工作过程中的监控系统也能够增加技术使用的安全系数，方便设备运行中的问题能被很快发现并得到及时解决。目前，我国对PLC技术设备的需求量还在还在不断增加，可见这种技术对于纺织机械生产的重要性。
三、变频调速传动具的特点
1、普通异步电动机实现无级调速。
2、启动平滑，消除机械冲击力，保护机械设备。
3、对电机具有保护功能，降低电机的维修费用。
4、具有显著的节电效果。
5、简化了机构，提高了设备性能。
通过PLC可编程序控制器的控制，再经变频调速器实现各电机的同步协调运转。根据生产工艺曲线控制各机构的运动，进而简化了机构。
而对于细纱机来说，由于利用变频器去掉了成形机构中的成形凸轮，进而克服了由于成形凸轮所造成的桃底有停顿，桃顶有冲击的现象，使得细纱机卷绕形状良好，以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频器控制主电机的变速来控制锭子的转数，使得细纱在大、中、小纱时转速变化，以减少细纱的断头率。
四、变频技术在棉纺设备中推广应用的必要性
纺纱工艺流程中要求加工设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速度都应平滑，这样才能使纤维的牵伸均匀，降低重量不匀和条干CV值。在棉纺设备的传动系统中，都是由皮带与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带打滑、齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的几率就越大，应用交流变频技术就能够很好地解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，满足生产工艺要求，提高成纱质量。
五、变频调速技术的应用
交流变频调速技术近年来各企业推出的纺织设备新产品积极地推广应用交流异步电机变频调速技术，某些特殊要求的还应用了交流伺服电机控制技术。用于纺织机械设备的变频调速控制系统的调速方案主要有以下三种。
1、通用变频器开环控制异步电机变频调速。此方案适用于对调速精度要求不是很高（2%—5%）、调速范围不大（10：1以内）的各种纺机设备，如针织机械和部分染整机械等。
2、无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。此方案工作可靠性好，适用于要求调速精度为0.5%—1.0%、调速范围在20：l以内的大部分纺织设备。
3、带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。此方案电路调速性能好，可从零转速起进行恒转矩速度控制，具有良好的动特性，适用于对调速性能要求高的纺机设备，如整经、浆纱、热定形和化纤机械等。
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。
4、普雷斯顿MC100变频调速器在纺织中的应用实例
变频调速器应用于纺纱机械中，可以说几乎各个工序的机械上都应用了。包括开清棉机、梳棉机、条卷机、精梳机、并条机以及粗纱机、细纱机和洛简机等。对于织造机械则有浆纱机、整经机等。另外针织机、无纺布、化纤机械、印染机械上也大量运用了交流变频调速器。
（一）MC100在FA491高速悬粗纱机上的应用此系统采用工控机、PLC及普雷斯顿变频器控制4台电机，分别转动锭翼、罗拉、简管及龙筋升降，去掉了锥轮变速装置成型装置等，简化了机构。效率高、可靠性高，低噪音，便于操作及维护保养。工艺适应性好，减少断头。最高速可达标1500r/min，实现了人机对话、停车翼自动定位等新技术。
（二）MC100在GA308型浆纱机上的应用
本浆纱机为交流分步传动。其中上浆槽、下浆槽及烘筒为交流变频电机传动，而织轴及拖引辊为交流伺服变频电机单独传动。共使用了5台普雷斯顿变频器、2台伺服控制器以及压力、温度、回潮率等传感器。由工控机和可编程序控制器PLC控制。构成了一分步控制系统。其中PLC用来整机的动作以及回潮率、烘房及浆槽的温度及压浆辊压力等参数控制。整机受工控机的控制。
六、PLC和变频调速加快发展纺织技术自动化
随着各种先进的自动化技术的使用，纺织机械的自动化控制技术在未来的发展趋势上主要体现出以下几方面的特点：
1、数字化发展
在我国，很早就有纺织机械企业提出发展数字化控制的纺织机械，推动纺织企业信息化发展的的理念。现在，数字化纺织机械发展已被广大的纺织机械行业所认同。数字化纺织机械控制技术，将CPU作为核心控制器，以现场总线技术为主导，以电子技术为基础，建立数字一体化机械运行系统，完成数据信息的快速收集与输送，并保证了信息数据传送的安全性和准确性。随着技术的提升和市场的需要，纺织机械的数字化发展将更为快速，更加便捷，质量和工藝水平也会不断提高。 2、網络化发展
计算机网络技术在纺织机械作业现场是一项重要的现场总线技术，融入网络化的现场总线系统解决了运算能力低下，驱动信息传输速率低的问题，提高了纺织机械控制和通讯的安全性和准确性。随着计算机网络技术的发展和应用，计算机现场总线的技术内容将被大大扩展，所使用的范围也将逐步扩大，计算机网络技术将广泛的影响到纺织机械自动化的各个设备层中，促进机械结构的调整与优化组合，提高设备资源的利用率。
3、监控系统完善
随着计算机网络系统的发展，纺织机械生产中的网络监控系统也会随之发展。纺织机械技术在开发和使用新技术、新产品时，已经开始采用计算机网络技术和计算机监控管理技术，不仅可以提升信息传输的速度和准确度，还可以对计算机的运行和生产流程实现自动检测和监控，同时，利用互联网还可以对纺织机械生产实现远程控制和远程诊断，进一步提高纺织机械产业产品的质量和工艺水平，为纺织行业带来更为广阔的发展前景。相对于计算机网络监控系统，机电技术也要同步发展，只有这样才能将各种技术进行有效结合，为我国纺织机械的自动化控制技术发展提供有力的技术支持。
4、伺服系统高性能发展
虽然伺服系统已经在纺织机械生产中开始广泛使用，但是其综合利用水平和技术内涵还有待提升。不断发展伺服系统技术和变频调速技术，提高伺服系统的性能，为纺织机械的多轴化、自动化发展提供了技术基础。为了适应生产高端化的发展，伺服系统的驱动器性能必须相应提高，纺织机械的自动化技术发展，将变频调速装置与高性能伺服系统相融合是其发展方向之一。伺服系统内部的各种技术具有多种组合形式，可以实现位置控制、速度控制、转矩控制等方面的模式切换，其现场总线的接口可实现多轴控制，完成高级控制的任务指令，为不同现场的总线提供多种选择。系统中的逆变器在使用过程中可以共用一个整流器，提高在电流通过时各个驱动轴之间的工作效率。如果在系统中的驱动器上添加PLC技术等技术，又可以增加伺服系统的使用功能，使其在使用过程中不仅可以进行逻辑运算的控制，还可以建立具有底层控制功能的驱动单位，对现场总线进行分散化、具体化的控制。由此可见，发展高性能的伺服系统能够促进纺织机械控制自动化发展的技术水平，其发展前景将十分广阔。
七、结束语
以上是对PLC和变频调速在纺织机械中的应用的探讨，随着科技的发展，纺织技术机械化也会越来越深入。纺织技术机械化不仅可以提高企业的生产量，增加企业的效益，还可以减少人力，减少企业的运营成本，可谓是一举多得。
参考文献：
[1]何四新.浅谈纺织机械的自动控制技术，科技创新与应用-2013年1期
[2]闫光友.试析纺织设备应用教学中如何掌握机电一体化，东西南北·教育观察-2012年15期
[3]孙卫红.纺织机械的机电一体化现状与发展趋势，科技致富向导-2013年14期
[4]田民，李红伟.变频器调速技术在棉纺设备中的应用，成才之路-2011年35期
【关键词】 PLC；变频调速；纺织机械；应用
一、前言
随着我国经济的发展以及人们生活水平不断提高，人们对物质的需求和要求也变得更高，在这种情况下，纺织机械企业应该更加重视如何应用PLC技术，在提高产量的同时提高质量、降低成本。
二、PLC技术
自动化技术可以有效提高机械产品性能，为增强纺织企业的竞争力提供技术保障。随着电力电子技术和计算机网络技术的发展，纺织机械的自动化技术内容也在不断更新，除了使用已有的变频器、PLC等自动化产品之外，还利用各种条件自主开发自动化生产设备，促进自动化技术的革新，提升自动化设备的综合利用水平。
PLC技术即可编程控制器技术，在纺织机械中，PLC技术可以完成各种清花、并条、梳棉、并纱、络筒以及无梭织机等工作，具有功能强大、作业范围广、工作效率高等特点。PLC技术在输入和输出上具有很大的可靠性和安全性，其工作过程中的监控系统也能够增加技术使用的安全系数，方便设备运行中的问题能被很快发现并得到及时解决。目前，我国对PLC技术设备的需求量还在还在不断增加，可见这种技术对于纺织机械生产的重要性。
三、变频调速传动具的特点
1、普通异步电动机实现无级调速。
2、启动平滑，消除机械冲击力，保护机械设备。
3、对电机具有保护功能，降低电机的维修费用。
4、具有显著的节电效果。
5、简化了机构，提高了设备性能。
通过PLC可编程序控制器的控制，再经变频调速器实现各电机的同步协调运转。根据生产工艺曲线控制各机构的运动，进而简化了机构。
而对于细纱机来说，由于利用变频器去掉了成形机构中的成形凸轮，进而克服了由于成形凸轮所造成的桃底有停顿，桃顶有冲击的现象，使得细纱机卷绕形状良好，以便于下一道工序的高速退绕。同时利用变频器控制主电机的变速来控制锭子的转数，使得细纱在大、中、小纱时转速变化，以减少细纱的断头率。
四、变频技术在棉纺设备中推广应用的必要性
纺纱工艺流程中要求加工设备的电气传动稳定，点动、启动及升降速度都应平滑，这样才能使纤维的牵伸均匀，降低重量不匀和条干CV值。在棉纺设备的传动系统中，都是由皮带与齿轮来承担，由于电动机启动硬度的原因，在点动与启动过程中，不可避免地会出现皮带打滑、齿轮冲击等现象。在机械传动轮系中，齿轮越多，造成齿轮损伤的几率就越大，应用交流变频技术就能够很好地解决平滑启动，消除机械启动时的冲击力，实现无级调速，满足生产工艺要求，提高成纱质量。
五、变频调速技术的应用
交流变频调速技术近年来各企业推出的纺织设备新产品积极地推广应用交流异步电机变频调速技术，某些特殊要求的还应用了交流伺服电机控制技术。用于纺织机械设备的变频调速控制系统的调速方案主要有以下三种。
1、通用变频器开环控制异步电机变频调速。此方案适用于对调速精度要求不是很高（2%—5%）、调速范围不大（10：1以内）的各种纺机设备，如针织机械和部分染整机械等。
2、无速度传感器的矢量变频器控制异步电机变频调速。此方案工作可靠性好，适用于要求调速精度为0.5%—1.0%、调速范围在20：l以内的大部分纺织设备。
3、带速度反馈的矢量变频控制异步电机闭环变频调速。此方案电路调速性能好，可从零转速起进行恒转矩速度控制，具有良好的动特性，适用于对调速性能要求高的纺机设备，如整经、浆纱、热定形和化纤机械等。
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。
4、普雷斯顿MC100变频调速器在纺织中的应用实例
变频调速器应用于纺纱机械中，可以说几乎各个工序的机械上都应用了。包括开清棉机、梳棉机、条卷机、精梳机、并条机以及粗纱机、细纱机和洛简机等。对于织造机械则有浆纱机、整经机等。另外针织机、无纺布、化纤机械、印染机械上也大量运用了交流变频调速器。
（一）MC100在FA491高速悬粗纱机上的应用此系统采用工控机、PLC及普雷斯顿变频器控制4台电机，分别转动锭翼、罗拉、简管及龙筋升降，去掉了锥轮变速装置成型装置等，简化了机构。效率高、可靠性高，低噪音，便于操作及维护保养。工艺适应性好，减少断头。最高速可达标1500r/min，实现了人机对话、停车翼自动定位等新技术。
（二）MC100在GA308型浆纱机上的应用
本浆纱机为交流分步传动。其中上浆槽、下浆槽及烘筒为交流变频电机传动，而织轴及拖引辊为交流伺服变频电机单独传动。共使用了5台普雷斯顿变频器、2台伺服控制器以及压力、温度、回潮率等传感器。由工控机和可编程序控制器PLC控制。构成了一分步控制系统。其中PLC用来整机的动作以及回潮率、烘房及浆槽的温度及压浆辊压力等参数控制。整机受工控机的控制。
六、PLC和变频调速加快发展纺织技术自动化
随着各种先进的自动化技术的使用，纺织机械的自动化控制技术在未来的发展趋势上主要体现出以下几方面的特点：
1、数字化发展
在我国，很早就有纺织机械企业提出发展数字化控制的纺织机械，推动纺织企业信息化发展的的理念。现在，数字化纺织机械发展已被广大的纺织机械行业所认同。数字化纺织机械控制技术，将CPU作为核心控制器，以现场总线技术为主导，以电子技术为基础，建立数字一体化机械运行系统，完成数据信息的快速收集与输送，并保证了信息数据传送的安全性和准确性。随着技术的提升和市场的需要，纺织机械的数字化发展将更为快速，更加便捷，质量和工藝水平也会不断提高。 2、網络化发展
计算机网络技术在纺织机械作业现场是一项重要的现场总线技术，融入网络化的现场总线系统解决了运算能力低下，驱动信息传输速率低的问题，提高了纺织机械控制和通讯的安全性和准确性。随着计算机网络技术的发展和应用，计算机现场总线的技术内容将被大大扩展，所使用的范围也将逐步扩大，计算机网络技术将广泛的影响到纺织机械自动化的各个设备层中，促进机械结构的调整与优化组合，提高设备资源的利用率。
3、监控系统完善
随着计算机网络系统的发展，纺织机械生产中的网络监控系统也会随之发展。纺织机械技术在开发和使用新技术、新产品时，已经开始采用计算机网络技术和计算机监控管理技术，不仅可以提升信息传输的速度和准确度，还可以对计算机的运行和生产流程实现自动检测和监控，同时，利用互联网还可以对纺织机械生产实现远程控制和远程诊断，进一步提高纺织机械产业产品的质量和工艺水平，为纺织行业带来更为广阔的发展前景。相对于计算机网络监控系统，机电技术也要同步发展，只有这样才能将各种技术进行有效结合，为我国纺织机械的自动化控制技术发展提供有力的技术支持。
4、伺服系统高性能发展
虽然伺服系统已经在纺织机械生产中开始广泛使用，但是其综合利用水平和技术内涵还有待提升。不断发展伺服系统技术和变频调速技术，提高伺服系统的性能，为纺织机械的多轴化、自动化发展提供了技术基础。为了适应生产高端化的发展，伺服系统的驱动器性能必须相应提高，纺织机械的自动化技术发展，将变频调速装置与高性能伺服系统相融合是其发展方向之一。伺服系统内部的各种技术具有多种组合形式，可以实现位置控制、速度控制、转矩控制等方面的模式切换，其现场总线的接口可实现多轴控制，完成高级控制的任务指令，为不同现场的总线提供多种选择。系统中的逆变器在使用过程中可以共用一个整流器，提高在电流通过时各个驱动轴之间的工作效率。如果在系统中的驱动器上添加PLC技术等技术，又可以增加伺服系统的使用功能，使其在使用过程中不仅可以进行逻辑运算的控制，还可以建立具有底层控制功能的驱动单位，对现场总线进行分散化、具体化的控制。由此可见，发展高性能的伺服系统能够促进纺织机械控制自动化发展的技术水平，其发展前景将十分广阔。
七、结束语
以上是对PLC和变频调速在纺织机械中的应用的探讨，随着科技的发展，纺织技术机械化也会越来越深入。纺织技术机械化不仅可以提高企业的生产量，增加企业的效益，还可以减少人力，减少企业的运营成本，可谓是一举多得。
参考文献：
[1]何四新.浅谈纺织机械的自动控制技术，科技创新与应用-2013年1期
[2]闫光友.试析纺织设备应用教学中如何掌握机电一体化，东西南北·教育观察-2012年15期
[3]孙卫红.纺织机械的机电一体化现状与发展趋势，科技致富向导-2013年14期
[4]田民，李红伟.变频器调速技术在棉纺设备中的应用，成才之路-2011年35期