跟着现代科学技术的不断进步，棉纺设备逐渐向高速高质、高效低耗等方面快速开展，机械技术、电子技术和信息技术方面得到了有机交融，特别是机械操控与电子操控的合理运用，使机械完结了动作准确化、操控多元化、传动柔性化、合作智能化，保证了设备的高效作业和产质量量的安稳。

　　智能化棉纺设备一般由五大体系构成，即：机械体系、履行体系、动力体系、计算机工控体系、传感器感应体系，它们别离具有结构、操作、动力、检测和操控功用（见图1）。

　　智能化设备的根底首要是机械体系，机械组织可以接受较大载荷，但不易完结细小和杂乱运动的操控，而电子技术则相反，电子元件不能接受较大载荷，却简略完结细小运动和杂乱运动的操控，智能化设备的方针是完结机械技术与电子技术的完美结合，充分发挥各自利益，完结优势互补，体系的功用在很大程度上决定于操控单元，它全面准确地操控各种动作，使整个体系到达规划、加工和作业的最优化。

　　智能一体化设备的中心是智能和机电的深度结合。如先进的高产梳棉机不只能在线监测各种出产数据，并且还在机后上下棉箱中装有压力传感器，可以主动调理喂入棉层的密度，使喂入梳棉机的棉层均匀共同；自调匀整设备可以依据喂入棉层厚度的改动主动调理给棉罗拉的作业速度，有用操控生条分量不匀率；高速自调匀整并条机配有高精度传感器，可检测1厘米内的棉条粗细状况，准确操控条干均匀度，对突发性疵点可及时报警泊车；粗纱机选用变频器别离操控牵伸、锭翼、锭子及下龙筋的运动，由工控体系操控和谐各个工艺速度，削减了张力改动，消除了粗细节危险；主动络筒机经过络纱张力主动调理完结精细卷绕，可在线进行纱疵分级及铲除异纤等。这些智能一体化设备选用了全新的作业理念，集中了各种高新技术，完结了棉纺设备的快速开展。

　　各种智能设备在原有机械根底上引进计算机操控体系，全体功用更强、功用更好，可以有用保证产质量量，在出产进程中对质量缺点可以及时在线批改可以带来以下一些作用：

　　（2）进步了组织体系精度，削减了传动部件，选用计算机检测、操控技术补偿和校对动态差错，然后到达单纯选用机械技术所无法到达的作业精度。

　　（4）具有自确诊、安全联锁操控、过负荷及失控保护、停电保护等多种功用，进步了设备的安全可靠性。

　　（5）选用计算机程序操控，且具有杰出的人机界面，改进了设备的操作功用，削减了训练操作人员的别出心裁。

　　（6）运用软件来改动机器的作业程序，对环境改动具有必定的主动习惯才干，表现了设备的柔性功用。

　　机械技术是机电一体化技术的根底，机电一体化产品中的主功用和结构功用往往要以机械技术为主，为使一个详细的机电一体化体系在计算机的和谐下完结预期的动作，机械体系的规划要考虑全体结构、组织选型、结结构型的合理化和最优化，以最大程度地满意机械精细度的各种技术需求，安稳性好、呼应速度快，还要要点考虑机械部分的刚性、惯性矩、固有频率及发动力与驱动部分参数间的联络。

　　机械体系包含传动组织、导向组织及履行组织，履行组织应该可以完结体系所需的运动，传递必要的动力，并保证体系具有杰出的动态质量、较高的定位精度和杰出的动态呼应特性，为此要从以下几方面采纳办法：

　　传感与检测技术是智能一体化的关键技术之一，传感器及其信号检测设备会丈量各种工艺参数并将其转化为标准的电信号，并输入到信息处理体系中，因而它是完结方针检测的中心，它按必定规则完结信号检测并将被丈量的物理信号、化学信号和生物的信息，转化为另一种物理量信号，既能把非电量改换为电量，也能完结电量之间或非电量之间的彼此转化。传感器一般由灵敏元件、转化元件和根本转化电路三部分组成（见图2），其间能直接感触被测物理量，并输出与被丈量成确认联络的某一种量的元件，如弹性灵敏元件可将力转化为位移或应变，转化元件可将灵敏元件输出的非电物理量转化成电路参数，根本转化电路将电路参数量转化成使于丈量的电信号，如电压、电流、频率等。

　　智能化设备中运用的传感器品种繁复，可以按不同的准则进行分类，如按输出信号的性质可将传感器分为开关型(二值型)、模仿量型和数字型。开关型传感器只要开(0N)和(OF)两种状况，模仿型传感器的输出是与输入物理量改动相对应的接连改动的电量，记数型又称脉冲数字型，所宣布的脉冲数与输入量成正比，加上计数器就可以对输入量进行记数丈量，如增量式编码器，代码型传感器又称编码器，输出的信号是数字代码，每一个代码对应于必定输入量的值，如肯定式编码器等。

　　依据被丈量物理量的不同，常用传感器可以分为位移和间隔传感器、速度和加速度传感器、力和力矩传感器、温度传感器、湿度传感器、图画传感器等。依照丈量原理分，有电阻式、电感式、电容式、磁电式、压电式、光电式、热电式、气电式等传感器；依照用处分，有方位、压力、流量、温度、湿度、气味、声响、亮度等传感器（见表1）。

　　现代传感器一方面向高灵敏度、高精度和高可靠性方面开展，另一方面向集成化、智能化和微型化的方向开展。集成化操控，即把传感器和信息处理单元调集在一起，完结传感器和信息处理一体化；智能化操控，即传感器具有毛病自确诊、毛病自修正的功用；微型化操控，即传感器全体结构小，以便削减传感器对被测方针质量、刚度的影响，削减安装区域空间，利于集成在微操控监测体系中。

　　可编程操控技术的老练使PLC处理速度大大进步，添加了浮点运算、函数运算及查表功用，不只可以进行逻辑操控，还可以对模仿量进行操控，具有高速计数、中止计数、PID操控等功用，现在已广泛地运用于棉纺各种纺纱出产设备中，结构紧凑的PLC除了向高速、大容量和高功用方向开展外，还不断地添加输入和输出点数，不断推出I／0模块，如数控模块、语音处理模块及高速计数模块，以习惯设备大规模操控体系的需求。计算机及PLC可编程工控体系的技术特色在于操控履行动作的多样性及接连性，依据设备技术结构的特别性和出产作业的作业需求，使得工控设备在规划及结构上具有许多其他操控器所无法比拟的优势。

　　（1）可靠性高，抗干扰才干强。为满意在恶劣出产环境下运用的要求，PLC及工控体系选用了许多硬件和软件办法，包含光电阻隔、模仿输入滤波器、电磁屏蔽办法、冗余技术等。出产实践标明，在运用中PLC体系产生的毛病大多是因为外部开关、传感器、履行组织等部件引起的，而不是PLC自身毛病形成的。

　　（2）通用性强，扩展便利，体系组成灵敏。现在，PLC工控技术己经系列化、模块化，装备有功用完全的I/0模块、特别功用模块及配套部件，供用户自行组合运用，可以满意不同操控体系的出产需求。

　　（3）程序规划简略、易学易懂。PLC的编程面向电气技术人员，选用与继电器操控原理图十分类似的梯形图言语，便利工程技术人员快速把握其规划原理，便于修理与保养。

　　（4）体系规划、开发周期短且便利，保护作业量小。PLC硬件的模块化规划大大缩短了运用体系规划所需的别出心裁，加快了全体合作的安稳，因为PLC的毛病率很低，又有完善的自确诊才干和显现功用，利于快速排除毛病。

　　（5）模仿量操控。PLC可以准确地接受模仿量信号的输入和输出，然后完结对模仿量的开环和闭环操控，有的PLC还装备了专门的PID操控模块，动作愈加准确。

　　（6）计长/守时操控。PLC可以依据用户需求，供给可编程序计数器及守时器，便利计数及守时操控。

　　（7）次序步进操控。PLC及工控体系可以轻松操控次序及完结步进动作，依照动作指令或输入状况的次序操控输入与输出动作，操控简略高效。

　　智能化主动操控体系在PLC及工控体系的操控下主动操控被控方针或进程，主动地依照设定的步进动作规则作业，被控方针品种繁复，操控技术手段丰厚，包含高精度定位操控、速度操控、自习惯操控、自确诊校对及补偿等操控技术。现代操控技术首要以状况空间法为根底，完结多点输入、多点输出、非线性、高精度、高效能操控，主动操控技术的难点在于主动操控理论的工程化与实用化，这是因为实际的被控方针往往与理论操控模型之间存在较大距离，使得从操控规划到操控施行往往要经过屡次重复调试与修正才干取得比较满意的成果。因为计算机工控技术与主动操控技术的不断进步，智能一体化设备在棉纺职业中得到了广泛的运用。

　　履行与驱动技术是完结智能一体化机械运动功用的根底，电动驱动履行元件首要包含沟通伺服电动机、直流伺服电动机、电磁铁、开关磁阻电动机、直线电动机和步进电动机等，液压和气动履行元件首要包含泵、阀、油、气缸、液压、气动及其隶属液、气压操控元器件等，一方面经过电气接口与微型计算机及工控体系相连，以接纳微型计算机的操控指令，另一方面，又经过机械接口与机械传动和履行机件相连，以完结规定动作的有序进行，伺服驱动技术在操控指令的指挥下操控履行元件，使机械的运动部件依照指令的进行标准运动，并具有无缺的动态功用操控，伺服驱动技术对高智能化设备的动态功用、安稳精准度、操控质量等具有决定性的影响。在智能化操控体系中，关于各种液压和气动元件，现在存在着进一步进步功用的可靠性、标准化以及减轻分量和减小体积等要求；关于伺服电机驱动，现在还存在着进步快速呼应速度和精准度等方面的要求；对伺服电机，要求电机转矩大，转子转动惯量小，保证各电机具有快速发动、快速中止的才干；关于直流伺服电动机，要求操控功用好、速度和扭矩功用安稳；与直流伺服电动机比较，沟通伺服电动机具有结构巩固、简略保护、可以接受高速旋转等许多长处。现在，在变频调速、电子逆变技术、矢量改换技术等方面的运用已进入安稳阶段，步进电动机作为数控体系的履行器已遭到广泛注重，而作为一种小型伺服电动机，因为简略完结计算机操控，现在运用适当遍及。

　　体系全体技术是一种从大局视点和体系方针动身，用体系的观念和办法，将体系分解成若干个彼此有联络的功用单元，找出能完结各个功用单元的技术计划，并经过剖析、点评和优化进行归纳运用，体系全体技术的内容涉及到许多方面，如接口技术、模块化规划技术，全体优化技术、软件开发技术、微型计算机运用技术和成套设备主动化技术等。机电一体化体系作为一个全体，即便各个部分的功用可靠性都要好，假如整个体系不能很好地和谐，它也很难保证正常、可靠地作业。而恰恰相反，即便是功用一般的元件，假如从体系动身组合妥当，也或许构成功用优秀的体系。

　　跟着棉纺设备智能化、主动化水平的不断进步，在线操控、在线监测及检测技术的不断开展，电子计算机等微电子技术在棉纺设备中的广泛运用，使单机及各工序出产线间的主动监控水平得到了有序联接，优质高产、主动化、接连化的出产形式已成为现代纺纱设备的开展趋势。现代棉纺企业要继续加强设备修理人员的技术训练，特别在机电一体化和计算机工控技术方面，要加强学习，进步水平，熟练把握各种智能设备的结构原理，了解各种在线检测的体系数据和数据保护剖析办法，以进步智能设备的无缺状况，及时处理各种毛病危险，保证出产设备的安稳作业，完结对纱线质量的有用操控。