1 引言 由于
印染机械在体积、重量和长度等方面上都比较大，而且通常是由单元机组成联合机，形成生产流水线，进行高速度、率、连成一片续化的生产，因此对印染机械的电气控制的可靠性、经济性、调速比和同步性能提出了较高的要求。 2 印染机械电气传动的发展过程 在七八十年代，印染机械电气传动一直是使用直流调速。直流调速又有直流调磁共
电源方式和直流恒磁调压分电源之分。直流调磁共电流系统，是采用可控硅触发来改变电压和调节直流电机的励磁电压来调节印染各单元之间的同步。这种
传动系统不稳定，故障率高，调节范围小等，所以当时制约印染机械发展的zui根本问题是整台联合机的同步性不好，不能满足印染工艺要求。为了解决这一大难题，后来又采用直流恒磁调压分电源传动系统。它是每台直流传动电机配一台直流可控硅电源，电机的励磁电压保持恒定，各单元之间的同步调节靠改变直流电机的电枢电压来实现。此方案虽然改善了调速范围小的问题，但是由于印染机械联合机单元数多，一般传动电机达30台之多，每台电机都需一台直流可控硅电源，因而故障率非常高，成本也高，同样存在直流电机的维护和保养难的问题，因此在某种程度上还是制约了印染机械的发展。 随着电力电子技术的微型化、集成化、数子化的发展，印染机械的电气传动自80年代末和90年代初，由变频器和交流电机组成的交流变频调速系统逐步取代由直流电机和整流装置组成的直流调速系统，以光电器件取代机械装置，以PLC取代触点式继电器。 3 交流变频调速系统在印染机械上应用方案 （1） 进入90年代初，交流变频调速在印染机械上应用还是以模拟量控制为主。 输入信号为模拟量信号，经过A/D转换变成数字信号后与定时采样过来的也经过A/D转换后的张力反馈信号叠加，转换成CPU能接受的离散数字信号，CPU按一定要求进行运算后，再把数字信号转换成模拟量信号供给变频器按一定频率运转，从而达到整台联合机的连续同步运行。 这种系统控制方式还仅仅是采用了PID调节的模拟信号系统，仍然属于经典控制理论范畴，尚难以实时完成较为复杂的在线控制运算以及较为的控制。并且由于印染机械传动电机较多（zui多达30多台电机），因此需要大量的A/D转换，从而造成系统结构较为复杂，成本相对较高。 （2） 近年来，各类PLC生产厂家纷纷推出带有内置RS485接口的PLC，并且还增加了多功能通讯接口选配卡，如Profi bus、Mod bus等通讯卡。而变频器制造商也纷纷推出了带有内置RS485接口的变频器，同时也可根据用户要求，另外配置Profi bus、Mod bus等通讯卡这样，用户又可自定义协议，把PLC与变频器以及人机界面（HM1）通过通讯接口在一起，形成一个比较完整的控制链路。近两年来，印染机械多单元同步系统配置框图如图3所示。 这样相对图1所示的系统中，A/D转换也可省略，从而进一步简化了外围的控制及转换器件，PLC直接通过数字通讯模式与变频器，按照一定采样周期T进行数据和信息的输入、处理和输出，简化了A/D、D/A转换模块，缩短了控制周期，提高了在线检测、运算和驱动能力。 ① 同步控制 人机界面通过通讯口给PLC发出主令速度信号（输入信号）的命令，PLC把主令速度信号写给主动机变频器，然后分别把从动机模拟量口反馈信号读进来，在PLC数据寄存器里面与输入信号进行叠加运算并作PID调节，zui后把结果分别写入相应原从动机变频器，从而达到全机同步运行的作用。 ② 在线检测和故障诊断 印染机械长度可达几十米，操作工人是很难实时监视整台设备的运行情况的。此系统由于全部采用数字通讯接口，所以可通过通讯接口把变频器相关参数量级如电流、转速、频率）读到人机界面上来，供操作工人监视，并可根据实际情况作出相应的判断和调整。另外，zui重要的一点是：从动机张力反馈信号通过变频器模拟量输入口在变频器内部转换成数字量信号后，存入相应地址的数据区内，PLC通过RS485式Profi bus、Mod bus等把此数据读入PLC数据寄存器内，然后人机界面（HMI）又通过与PLC的通讯接口把此信号数据读上来，用棒图形式把反馈信号的大小显示出来，供操作工观察，使他们能实时监视全机的运行状况，从而减少了工人的劳动强度，提高了工作效率。 4 结束语 当前，国际印染机械正朝着经济性、环保性和率、适应小批量多品种及快速反应能力等方面发展，对于印染设备的前处理、染色、印花和后整理四大环节，伴随着工业自动化控制和传动领域的技术革命，提高印染设备的电气控制和传动调速以及在线检测等方面的技术水平，将为生产厂家提供面对全球经济一体化带来的市场竞争新机遇。
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