高档次、复合型花式纱线由于其结构多变的特点，已经成为花式纱线的发展潮流和流行趋势，市场对此类纱线的需求也日益扩大。但由于生产设备和管理条件的限制，国内多数花式纺纱机只能生产结构较为简单的花式纱线。因此，当前困扰花式纱线企业的问题就是如何在现有设备条件下，经过改造或改良，能够高效率地生产出高附加值的复合型花式纱线去参与日益激烈的市场竞争。根据花式纱线生产企业的普遍需求，设计研发了一套适应于改造国内多数花式纺纱机的控制和工艺管理系统。
    
     该系统是基于花式纱线的生产理论及我国花式纺纱机的现况，采用了计算机、CAN总线和FPGA技术，经过改造设备，使国内花式纺纱机能够生产市场需求量更大、利润更高、变化段多达1 000段的复合型花式纱线;工艺管理软件除了纱线常规信息外，还引人了纱线照片、织物照片等设计参考信息，为可视化研发提供了基础。工艺管理软件强大的功能和友好的界面能够帮助企业非常方便地进行花式纱线的生产和研发。
     
     1控制系统的结构与特点
     
     1.1控制系统结构
    

     1.2控制系统特点
    
     1.2.1存储量大，可控制纺纱机台数多，功能扩展空间大
    
     在控制系统中采用了计算机、CAN总线和FPGA技术，有效地保证了控制系统具有上述优点，满足企业的需求。其中，采用计算机作为控制系统上位机，利用其容量大的特点，成功解决了目前一些控制器只能存储几种花式纱线信息的问题;控制系统采用CAN总线技术，使各台花式纺纱机的控制器作为节点挂在总线上，这样，一台计算机可以控制企业所有不同型号的花式纺纱机的生产，有效地降低了成本;FPGA作为一种先进的可编程逻辑单元，在生产过程中，可以方便地对控制系统结构进行修改，不断地完善控制系统功能。
    
     1.2.2纱线质量更加稳定
    
     首先，控制系统解决了开关机过程中罗拉转速不同步的问题。开关机过程是非常规的生产过程，纱线在此间出现疵点是生产中长期存在的问题。本控制系统对开关机过程进行了设定，即在20 s内，各罗拉转速都呈阶梯状且成比例的上升到正常转速或降为零，以保证纱线质量稳定。
    
     其次，解决了纺纱过程中各罗拉转速随负载变化的问题。随着生产的进行，空心锭上的纱线会越来越少，其转速会随负载的减小而增大。如果采用环锭成型的方式，随着卷绕机构上纱线的增多，其转速会随负载的增大而降低。如果不采取一定的措施，纱线的捻度会发生变化，甚至纱线花形也会受到很大影响。鉴于此种情况，控制系统通过反馈控制方式，使各运转部件转速在运行过程中不受负载变化的影响，基本保持恒定，有效稳定了纱线的捻度和质量。
    
     1.2.3控制系统运行稳定，易于维护
    
     由于控制系统采用了CAN总线技术，设备能方便的恢复到原状态。而且在控制系统中，添加和取消计算机对某台纺纱机的控制非常简单。经过试生产，控制系统运行稳定，可靠性好。
    
     1.2.4可推广至其它纺织设备应用
    
     花式纺纱机与其它纺织机械相比，结构和控制都更加复杂。由于该控制系统采用了可编程的控制器件，根据设备实际情况可以非常方便地更改控制系统机构。因此，该控制系统完全可以应用到其它纺织设备的改造上，例如粗纱机、细纱机、并条机、四色针梳机等等，其推广应用的空间非常大。
     
     2工艺管理软件
     
     为了达到对复合型花式纱线的控制要求，该系统还具有相应的工艺管理软件。和控制器结合后，能够达到生产复合花式纱线的要求(花式纱线的变化段数可以达到1 000段左右)。企业生产某种花式纱线时，软件利用计算机能够满足全部纱线生产、购销、原料等信息的录人和查询。此外，软件有随机等先进生产模式，为高档花式纱线的生产和研发提供了保证。
    
     2.1软件主要界面介绍
    
     2.1.1软件登陆界面
    
     为便于企业生产和研发的快速进行，软件中存储了大量的花式纱线信息以便企业查询调用。其中某些信息是保密的，还有一些参数也是不允许随意修改的。因此，为了保证纱线信息的保密性和安全性，软件对使用用户具有严格的管理措施。登录系统前，需要通过严格的身份验证才能使用。
    
     2.1.2纱线详细信息界面
    
     工艺管理软件为每一种花式纱线都建立了纱线详细信息界面。界面上包括纱线的批号、名称、生产控制参数、纱线特征(照片)和织样特征(照片)以及其它一些主要参数(如纱线原料、纱支、购买单位、生产环境以及备注等)，这些参数可以直接被用户调用或修正。在企业生产某种纱线时，能够从软件中得到尽可能多的纱线数据，为企业快速组织生产提供了保证。

     2.1.3纱线查询界面
    
     工艺管理软件针对工厂花式纱线种类多，不宜管理的特点，设置了2种方式，方便企业查找纱线各类信息，并可以应用于花式纱线的生产和研发。
    
     纱线的查找界面如图3所示。一是精确查找，即输人纱线批号，在数据库中查找纱线信息。另一个是组合查找模式，.即按照纱线类别、生产日期、交易客户、以及原料等多种方式任意结合来查找符合条件的花式纱线的资料。

    2.2软件在生产和研发中的应用
    
     工艺管理软件除了在生产中利用各功能方便的调用参数进行生产外，还具有强大的花式纱线研发功能。软件应用于研发的形式主要有以下3种。
    
     2.2.1录人新数据模式
    
     新输人一批数据，进行试生产，如对纱线外形满意，可保存为新的花式纱线。

     2.2.2随机模式
    
     软件还设计有随机工作模式。此模式包括3种形式:①时间随机。即某一种花型的长度随机。②频率随机。即花型大小随机。③时间和频率都随机。主要应用于花式纱线的研发阶段。花式纺纱机运行随机模式后，能够使花式纱线结构更加多样，花型自然变化无固定规律，从而在其织物和服装上形成好的效果。
    
     2.2.3调用已有数据模式
    
     调用一种或多种数据库中己存储的纱线，设定每种纱线的运行时间后，进行生产。如果外形符合要求，可以对其它信息进行录人补充，作为一种新型纱线进行存储。
    
     以上3种模式可以单独使用，也可以任意组合(例如随机+调用或调用+新建+随机等，各方式的数量和排列方式不受限制)，进行新型复合花式纱线的研发和生产。其中，软件的研发界面如图4所示。
    
     由于组合方式灵活多变，因此软件研发新纱线的空间大，在新型花式纱线尤其是复合型花式纱线的研发中有重要的意义。同时对丰富企业产品品种，提高市场竞争力提供了保障。

     3结论
     
     本系统对国内普通花式纺纱机设备进行改造，利用CAN总线实现一台电脑控制多台设备，投资小、见效快、改造通用性强、操作简便，很多企业乐于接受。同时，工艺管理软件界面友好，使用简单，企业利用软件功能能够简便的开发出多种新产品，有效的提高了企业的生产率和竞争力。该控制系统还可推广应用到其它纺织设备上。

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