（机械电子工程专业论文）基于plc的棉花打包机控制系统研究.pdf

， t h e s i ss u b m i t t e df o rt h ea p p l i c a t i o no f m a s t e r sd e g r e eo fe n g i n e e r i n g r e s e a r c ho np l c - b a s e dc o n t r o ls y s t e mo fc o t t o n b a l i n gp r e s s c a n d i d a t e ：y iq i c h a n g s p e c i a l t y ：m e c h a t r o n i c se n g i n e e r i n g s u p e r v i s o r ：p r o f l ik a i l i n g s h a n d o n gu n i v e r s i t y a p r i l ，2 0 1 0 4 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下， 独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论 文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本 文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：堡赴日 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被奄阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名：妞导师签名 t 峥 目录 目录 摘要i a 】 ；s t r a c t i i l 符号说明。v 第l 章绪论。l 1 1 课题研究背景1 1 2 棉花打包机的发展及应用现状一2 1 2 1国外棉花打包机的发展及应用现状2 1 2 2 国内棉花打包机的发展及应用现状4 1 2 3 棉花打包机的发展趋势5 1 3 棉花打包机控制系统的发展及应用现状6 1 4 课题来源和论文的主要研究内容7 1 4 1课题来源7 1 4 2 论文的主要研究内容8 第2 章控制系统总体方案和硬件构成9 2 1棉花打包机结构组成和作用9 2 2打包工艺流程介绍1 1 2 3 控制系统总体方案的确定1 3 2 3 1 主要控制单元的选择一1 3 2 3 2p l c 控制系统的设计原则一1 4 2 3 3 系统控制要求分析1 5 2 4 信号分析1 5 2 4 1 现场采集信号分析1 5 2 4 2 现场控制信号分析一1 7 2 5 系统硬件组成18 2 5 1 控制系统硬件的确定18 2 5 2 硬件配置说明一19 2 6 控制系统原理图2 4 山东人学硕1 二学位论文 2 7 本章小结2 4 第3 章棉包重量控制与调节2 5 3 ，1棉包重量相关知识2 5 3 2回潮率对棉包重量的影响2 5 3 2 1 回潮率概述2 5 3 2 2 回潮率对棉包重量的影响2 7 3 3 棉包重量控制2 8 3 3 1 控制方式的选择2 8 3 3 2 预压压力计算2 9 3 3 3 压力变送器的选择3 0 3 3 4 特性曲线分析3 0 3 4 根据回潮率调：符棉包重量3 2 3 4 1 回潮率的在线检测3 2 3 4 2 棉包重量调节3 5 3 5 本章小结3 6 第4 章 控制系统软件程序设计3 7 4 1 软件设计概述3 7 4 1 1 软件设计原理3 7 4 1 2 软件设计的原则3 8 4 2 编程环境简介3 9 4 2 1 p l c 编程环境简介3 9 4 2 2 人机界面编程环境简介4 0 4 3p l c 程序设计4 l 4 3 1系统i o 点分配4 1 4 3 2 程序结构组成4 4 4 3 3 自动程序设计4 5 4 3 4 手动程序设计4 6 4 3 5 模拟量程序设计4 8 4 3 6 报警程序设计4 8 啊 目录 4 4 人机界面设计4 9 4 4 1 开机界面设计4 9 4 4 2 主界面设计一5 0 4 4 3 参数设置界面设计一5 0 4 4 4 手动操作界面设计5l 4 4 5 状态监控界面设计一5 2 4 5 本章小结5 2 第5 章控制系统的可靠性分析与设计一5 3 5 1 机电一体化系统可靠性概述5 3 5 1 1 可靠性的定义5 3 5 1 2 描述系统可靠性的指标5 4 5 1 3 可靠性的计算5 5 5 2 机电一体化系统可靠性设计的原则5 7 5 3 影响打包机控制系统可靠性的因素5 8 5 3 1现场干扰5 8 5 3 2 系统故障6 0 5 4 提高打包机控制系统可靠性的措施6 2 5 4 1构造合适的工作环境6 2 5 4 2 系统的抗干扰设计6 3 5 4 3 提高执行元件的可靠性6 5 5 4 4 设置外部安全电路一6 6 5 4 5 完善系统故障检测与报警系统6 6 5 5 仿真调试6 7 5 6 本章小结6 7 结论6 9 附勇之一7 l 附录1棉花打包机控制系统逻辑电路图7 1 附录2 棉花打包机控制系统p l c 原理图7 7 i i ! _ _ - _ _ _ _ 。1 。一。 山尔大学硕十学位论文 参考文献7 9 致谢8 3 i v 。_ _ _ _ _ _ r _ _ - _ _ - _ _ - 。一 c o n t e n t s c o n t e n t s a b s t r a c t ( c h i n e s e ) i a b s t r a c t ( e n g l i s h ) i i i s y m b o le x p l a i n a t i o n v c h a p t e r1 i n t r o d u c t i o n 1 1 1 b a c k g r o u n do f t h es t u d y i 1 2 d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no f c o t t o np r e s s 2 1 2 1 d e v e l o p m e n to fc o t t o np r e s si nf o r e i g nc o u n t r i e s 2 1 2 2 d e v e l o p m e n to fc o t t o np r e s si nc h i n a 4 1 2 3t r e n do f d e v e l o p m e n t 5 1 3 d e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no f c o n t r o ls y s t e mo f c o t t o np r e s s 6 1 4 o r i g i na n dc o n t e n t so f t h es u b j e c t 8 1 4 1 o r i g i no f t h es u b j e c t 8 1 4 2c o n t e n t so f t h e s u b j e c t 8 c h a p t e r2 o v e r a l ls c h e m ea n dh a r d w a r ec o n s i s t e n to ft h es y s t e m 9 2 1s t r u c t u r ea n df u n c t i o no f c o t t o np r e s s 。9 2 2i n t r o d u c t i o no f p a c k i n gp r o c e s s ii 2 3o v e r a l ls c h e m e l ：； 2 3 1s e l e c t i o no fm a i nc o n t r o lu n i t s 13 2 3 2p l c c o n t r o ls y s t e md e s i g n i n gp r i n c i p l e s 14 2 3 3 a n a l y z i n go fc o n t r o ld e m a n d s 15 2 4 s i g n a l sa n a l y s i s 15 2 4 1o n s i t es e l e c t e ds i g n a l sa n a l y s i s 1 5 2 4 2f i e l dc o n t r o ls i g n a l sa n a l y s i s 17 2 5h a r d w a r ec o n s i s t e n to f t h es y s t e m 18 2 5 1 s y s t e mh a r d w a r e a s c e r t a i n i n g 1 8 2 5 2 e x p l a i n a t i o no f t h e h a r d w a r e 19 2 6p l cd i a g r a mo f c o n t r o ls y s t e m 2 4 f c o n t e n t s 4 4 h m i p r o g r a md e s i g n i n g 4 9 4 4 1 s t a r t i n gi n t e r f a c ed e s i g n i n g 4 9 4 4 2m a i ni n t e r f a c ed e s i g n i n g 5 0 4 4 3p a r a m e t e ri n p u ti n t e r f a c ed e s i g n i n g 5 1 4 4 4m a n u a li n t e r f a c ed e s i g n i n g 51 4 4 5 m o n i t o r i n gi n t e r f a c ed e s i g n i n g 5 2 4 5 s u m m a r y 5 3 c h a p t e r5a n a l y s i sa n dd e s i g no fr e l i a b i l i t y 5 3 5 1a b o u tr e l i a b i l i t y 5 3 5 1 1d e f i n i t i o no f r e l i a b i l i t y 5 3 5 1 2 c o n s i s t e n c yo fr e l i a b i l i t y 5 4 5 1 3 r e l i a b i l i t yc a c u l a t i n g 5 5 5 2 r e l i a b i l i t yd e s i g n i n gp r i n c i p l e s 5 7 5 3f a c t o r st h a t a f f c e tt h er e l i a b i l i t yo f c o n t r o ls y s t e m 5 8 1 ；3 1o n s i t ei n t e r f e r e n c e 5 8 5 3 2 s y s t e mf a i l u r e s 6 0 5 4m e a s u r e st oi m p r o v et h er e l i a b i l i t yo f c o n t r o ls y s t e m 一6 2 5 4 1s e ta na p p r o p r i a t ee n v i r o n m e n t 6 2 5 4 2 a n t i j a m m i n gd e s i g n i n g 6 3 5 4 3 i m p r o v et h er e l i a b i l i t yo f a c t u a t i n ge l e m e n t 6 5 5 4 4 s e t t i n ge x t e r i o rs a f e t ye l e c t r i c a lc i r c u i t 6 6 5 4 5 p e r f e c t i n gt h ea l a r md e v i c e 6 6 5 5s i m u l a t i o nd e b u g g i n g 6 7 5 6 s u m m a r y 6 7 c o n c l u s i o n 6 9 a p p e n d i x 7 1 a p p e n d i x1l o g i cc i r c u i to f c o t t o np r e s s 7 1 a p p e n d i x2 p l cd i a g r a mo f c o t t o np r e s sc o n t r o ls y s t e m 7 7 摘要 摘要 棉花打包机作为棉花加工企业中的一种重要设备，其作用和地位都是不可 替代的。而控制系统对棉花打包机能否正常生产起着决定性的作用。自从我国 实行棉花质量检验体质改革以来，国内许多棉花打包机的控制系统已经难以满 足现实生产的要求，进行更新换代势在必行。 本课题以下项式双箱液压打包机控制系统的电气化改造为背景，通过对棉 花打包的生产工艺、打包机的结构组成以及生产环境进行调研和分析，提出了 应用可编程序控制器( p l c ) 为主要控制单元的控制系统来替代原有继电一接触 控制系统的方案。以p l c 控制系统的实现为研究重点，仔细分析了棉花打包 机的控制要求，设计了一套基于p l c 的控制系统，完成了系统的硬件设计、 软件程序设计以及人机界面监控系统的设计。 分析了对棉花打包机实现棉包重量控制与调节的方法，采用压力计量的方 式对棉包重量进行控制。采用压力变送器采集到踩棉预压压力信号，经过a d 转换之后得到的数字量与p l c 内部设定值进行比较，确定棉包重量是否到达 要求。此外，还考虑了回潮率对棉包重量的影响，对棉包的回潮率进行检测， 并根据检测结果对棉包重量进行调节。 论文结合机电一体化系统可靠性的相关理论，分析了影响棉花打包机控制 系统可靠性的因素。根据分析结果将影响棉花打包机控制系统可靠性的主要因 素分为现场干扰和系统故障这两类。结合打包机的现场工作条件提出了一系列 提高棉花打包机控制系统可靠性的相关措施。 关键词棉花打包机；可编程序控制器；控制系统；重量控制；可靠性 a b s t r a c t a b s t r a c t t h ec o t t o nb a l i n gp r e s si sa ni m p o r t a n ta n di r r e p l a c e a b l ee q u i p m e n ti nt h e m o d e mc o t t o n p r o d u c t i o ni n d u s t r y t h e c o n t r o ls y s t e m ，o nw h i c ht h ec o t t o n p a c k i n gp r o c e s sw a sr e a l i z e da u t o m a t i c a l l y , t a k e sad e c i s i v ep a r ti nt h ef u n c t i o no f t h ec o t t o np r e s s w i t ht h ed e v e l o p m e n to fc o t t o nq u a l i t yi n s p e c t i o ni nc h i n a ， 。t r a d i t i o n a l c o n t r o ls y s t e mo fc o t t o np r e s sc o u l d n tm e e tt h ep r a c t i c a lr e q u i r e m e n t s l o ft h ep r o d u c t i o n ，a n dt oi m p r o v et h ec o n t r o ls y s t e mi se x t r e m e l yu r g e n t t h i ss u b j e c ti sb a s e do nt h ee l e c t r i f i c a t i o nt r a n s f o r m i n gf o r t h ec o n t r o ls y s t e m o f d o u b l eb o xd o w n - p a c k i n g h y d r a u l i c c o t t o n p r e s s a f t e ri n v e s t i g a t i n ga n d a n a l y z i n go nt h e t h ep r o d u c t i o np r o c e s so fc o t t o np a c k i n g ，t h es t r u c t u r ea n d c o m p o s i t i o no fc o t t o np r e s sa n dt h ep r o d u c t i o ne n v i r o n m e n t ，ac o n t r o ls y s t e m s c h e m e ，i nw h i c hap r o g r a m m a b l ep r o g r a m m a b l el o g i c a lc o n t r o l l e r ( p l c ) w a s a p p l i e da st h em a i nc o n t r o lu n i tt or e p l a c et h ee x i s t i n gr e l a y c o n t a c t o rs y s t e m ，w a s p u tf o r w a r d t h es u b j e c tf o c u so nt h er e a l i z a t i o no fp l c b a s e dc o n t r o ls y s t e m ，a n d t h ec o n t r o lr e q u i r e m e n t so fc o t t o np r e s sw e r ea n a l y z e dc a r e f u l l y t h e n ，t h ed e s i g n o fai n t e g r a t e dp l c - b a s e dc o n t r o ls y s t e mw a sc a r r i e do u t ，i n c l u d i n gh a r d w a r e d e s i g n ，c o n t r o ls o f t w a r ed e v e l o p i n ga n dh m id e s i g n c o t t o nw e i g h tc o n t r o l l i n ga n da d j u s t i n gm e t h o d sa n dt h e i rr e a l i z a t i o nw e r e a n a l y z e di nt h i st h e s i s ，a n dam e a n sb ym e a s u r i n gt h ep r e s s u r ew a sa d o p t e dt o a c h i e v et h ew e i g h tc o n t r 0 1 i nt h i ss y s t e m ，p r e s s u r es i g n a lw a sc o l l e c t e db ya p r e s s u r et r a n s m i t t e r , t r a n s f o r m e db yt h ea dm o d u l e ，a n dt h e ns e n tt ot h ep l ca n d c o m p a r e dw i t hav a l u es e t a n dt h eo u t c o m eo ft h ec o m p a r i s o ni n d i c a t e st h a tw h e t h e r t h ec o t t o ni n s i d ei se n o u g h b e s i d e s ，c o n s i d e r i n gt h ei n f l u e n c eo fm o i s t u r er e g a i nt o c o t t o nw e i g h t ，t h em o i s t u r er e g a i nt e s t i n gw a sc a r r i e do u t ，a n dt h ec o t t o nw e i g h t w o u l db er e g u l a t e da c c o r d i n gt ot h et e s t i n gr e s u l t t h ef a c t o r s ，w h i c ha f f e c tt h ec o n t r o ls y s t e mo fc o t t o np r e s sa c t u a l l y , w e r e a n a l y z e db a s e do nt h er e l i a b i l i t yt h e o r i e so fm e c h a t r o n i cs y s t e m s a c c o r d i n gt ot h e a n a l y z i n gr e s u l t ，t h ef a c t o r sw e r ed i v i d e di n t ot w ot y p e s ：o n - s i t ed is t u r b a n c ea n d i i i i 符号说明 符号说明 形纺织材料回潮率( ) ； g 纺织纤维的实际重量( k g ) ； q 纺织纤维的干燥重量( k g ) ； m 纺织材料含水率( ) ； i o 棉包压缩密度( k g m 3 ) ； 厶棉花打包机包箱内部长度( m ) ； 棉花打包机包箱内部宽度( m ) ； 。压缩高度( m ) ； p 预压油缸油压( p a ) ； s 预压油缸的有效截面积( m 2 ) p 单位压力( p a ) ； d 预压油缸直径( m ) ； 氐棉包受压缩面积( m 2 ) ； g 。棉包重量( k g ) 。 v 第1 章绪论 1 1 课题研究背景 第1 章绪论 在我国，棉花是一种非常重要的经济作物。棉花在农产品中的地位仅次于 粮食，它也是纺织工业的主要原材料。作为棉业的初始原料，棉花带动着棉花 产业链的发展，包括加工、经营和储运等。我国棉花产业的发展为解决“三农” ( 农业、农村、农民) 问题起到了十分重要的作用，为社会主义新农村建设作 出了历史性贡献。 我国是全球最大的棉花生产国，但是中国棉花在国际市场上的占有率却比较 低。以2 0 0 0 2 0 0 1 年为例，世界棉花总出口量约为5 6 6 万吨，中国棉花出口量 仅占世界棉花总出口量的1 9 4 ，而美国、乌兹别克斯坦、澳大利亚、叙利亚 等国家的棉花出口量在世界棉花总出口量中所占的比例分别为2 4 6 1 、 l3 8 5 、1 3 2 7 和4 0 5 。从19 9 0 2 0 0 2 年，我国出口棉花数量也不是很大， 平均每年出口棉花仅为1 2 0 8 万吨，而每年进口的棉花则达到了3 2 6 8 力吨， 进口量已经超过了出口量2 0 6 力吨，这与我国作为棉花生产大国的地位极不 相称【。 近年来，我国棉花生产已经由过去的供过于求转变为现在的供需缺口较大、 严重供不应求的格局。而且近几年来国内棉花的供需缺口仍然呈不断放大的趋势。 随着纺织工业的高速增长，国产棉产量不足的现实状况将会严重制约中国纺织工 业的发展。与此同时，国际国内的棉花市场也出现了许多新的变化，如中国加入 w t o 后承诺降低进口棉关税、美国取消棉花出口补贴等，这些新变化都会在一定 程度上影响到我国的棉花产业。日益增加的棉花缺口，只能用进口棉来解决，这 就导致了近几年我国的进口棉数量呈直线上升的趋势。然而，以美国棉花为主的 进口棉凭借价格上的优势，对我国棉花产业的冲击越来越大【2 1 。由此可见，健康稳 定地发展我国棉花生产是进一步创新纺织工业、建设世界纺织强国的需要，是助 农增收、建设社会主义新农村的紧迫任务。 在加紧棉花产业发展的同时，也要促进棉花加工设备的发展。因为二者是密 切相关、相辅相成的。只有这两个方面同时得到高度的发展，才可能有棉花产业 有技术资料显示，早在1 9 9 7 年美国大陆鹰棉机公司生产的液压棉花打包 机就能实现每小时打包2 0 3 0 包的生产能力。图1 1 所示就是大陆鹰公司早期 2 i 第1 章绪论 生产的双箱液压棉花打包机【4 1 。 进入到2 1 世纪后，大陆鹰公司的棉 花打包机有了更大的进步，该公司以 9 3 0 0 型液压棉花打包机和9 5 0 0 型液压 棉花打包机领先着世界棉花打包机的技 术前沿。图1 2 所示为大陆鹰公司的9 3 0 0 型液压棉花打包机【5 j 。 该9 3 0 0 型液压棉花打包机具备每小 时5 0 8 0 包的成包能力。当采用标准的 1 2 0 0 加仑的液压站和一个2 0 加仑的转 箱锁定液压站时，每小时能打包5 0 包。 如果采用一个附加的4 0 0 加仑的增压液 图1 1 人陆鹰早期的棉花打包机 压站的话还可以达到每小时6 0 包的生产能力。如果该打包机装备了高速液压 泵以及夯实喂棉系统的话，它就能持续提供每小时7 5 8 0 包的生产能力。实际 图1 - 2 大陆鹰公司9 3 0 0 型液压棉花打包机 操作上，这种9 3 0 0 型液压棉花打包机可以选择全自动和半自动两种工作模式。 在全自动模式下，如果采用了自动捆包装置的话，打包机就能完全自动完成打 包。而当打包机工作在半自动模式的时候，人工捆包完成之后只有操作人员按 3 山尔人。硕十学位论文 下顶块下降按钮时打包机才会开始出包等一系列动作。 图1 3 所示是美国大陆鹰公司生产的9 5 0 0 型液压棉花打包机【6 】。这种9 5 0 0 型打包机的生产能力在每小时5 5 包以上，而且能够生产两种不同尺寸不同密 度的棉包。它是为了匹配两台或者三台高产量的轧花机而专门设计的，打包 生产能力非常强。 图1 3人陆鹰公司9 5 0 0 犁液压棉花打包机 1 2 2国内棉花打包机的发展及应用现状 近年来我国棉花打包机的发展速度也比较快，液压式打包机逐渐得到比较 广泛的推广和应用，打包机的机型也随着轧花机的发展而有了很大的发展，由 原先的m d y 一2 0 0 型液压打包机发展到m d y 3 1 5 型，后来又发展到比较先进 的m d y 一4 0 0 型和m d y 5 0 0 型液压打包机。打包机的技术水平也有了较大幅 度的提升，基本上能够适应目前各种新型、高效的轧花机的生产需要。其中 m d y 一4 0 0 型和m d y 5 0 0 型液压打包机采用的是国际通用大包包型，有利于 我国棉花在国际市场的流通。但是从目前的情况来看，与先进国家相比，我国 打包机的整体技术水平，还存在一定的差距。主要体现在生产效率、自动化程 4 i 第1 章绪论 度及可靠性等各个方面。 2 0 0 7 年l o 1 2 月，中国棉花协会棉花加工分会对国内5 2 家锯齿轧花机和 棉花打包机生产企业进行了调查，调查的主要内容是2 0 0 0 年1 月至2 0 0 7 年 l o 月间生产的锯齿轧花机与棉花打包机的数量。调查结果显示，2 0 0 0 年以前， 我国只有1 9 家棉机主机生产企业，而2 0 0 0 年到2 0 0 7 年间就已经发展到5 2 家。 从2 0 0 0 年1 月至2 0 0 7 年l o 月，国内轧花机总产量达到了2 6 6 0 0 台，棉花打 包机总产量也达到了7 9 0 3 台【7 1 。从这些数字可以看出，近年来我国棉花机械 行业的发展具备如下特征： 棉花加工企业快速发展，棉机企业不断增加。 随着棉花收购及加工市场的放开，棉花加工企业迅猛发展，对棉机的需求 量急剧增大。所以棉机生产企业不断增加，轧花机和打包机产量大幅增长。 1 2 3 棉花打包机的发展趋势 面对世界棉花加工业规模化、规范化的发展趋势以及当前国内、国际棉花 市场逐渐统一的新形势，我国的棉机企业必须要走集团化和规模化的道路。我 们需要经过几年的技术改造，真j 下培育出一大批规模大、技术水平高的棉机企 业。在把棉花企业数量减下来的同时，还要把企业规模和生产质量提上去，促 进我国从棉花大国向棉花强国、由纺织大国向纺织强国的转变。 而棉花打包机的技术改造又应该根据市场的需要来进行。随着科学技术的 发展及市场竞争的加剧，客户的要求也越来越高，这种需求具体体现在以下几 个方面【8 】：一是提高生产效率，以满足交货期和降低工艺流通成本的需要；二 是为适应产品更新变化的需要，要求设备具有较高的灵活性；三是当设备出现 故障时，要求能进行远程诊断服务；四是尽量降低环境污染，包括噪声、粉尘 和废弃物等；五是购置设备投资尽可能少，价格要尽可能低。 现在国外的棉花打包机的发展趋势，体现了现代先进包装机械的高新科技 水平。特别是在科技和经济发达的欧美和同本等国家【9 1 ，其技术伴随着科技和 商品经济的发展，处于国际领先地位。近年来，他们紧跟当代高新技术的发展 步伐，不断研究和开发现代的先进包装技术，并将之应用到棉花打包机上。包 括微电子技术、信息处理技术和传感技术等一系列高新科学技术都开始在棉花 打包机上进行了应用。 5 山东大学硕十学位论文 而在国内，我国的棉花打包机在已有的基础上，应该不断地引进吸收国外 的先进技术，同时也要不断地开发设计能够满足新形势下棉花打包需要的高科 技打包机。这样才能使我们自己的打包机的科技含量不断提高，向机电结合、 主辅机结合的方向发展。所以，国内棉花打包机的发展趋势应该是提高打包机 的使用性能和可靠性能，走机电一体化和微机控制的道路，运用可靠性设计和 优化设计等先进设计等方法，提高产品的工艺水平，并大力发展与打包机配套 的各种自动检测技术和设备。 这样的话，就可以很容易看出，棉花打包机发展的总趋势是：各种高新技 术、新机构和新的控制方法的不断地应用。从功能上具体体现为高速、高效和 高质量的“三高”。从产品形式和特点上趋向于具备节能降耗、自动控制水平 先进、质量和性能可靠、稳定性好等一系列特点【l o 】。 1 3 棉花打包机控制系统的发展及应用现状 国外棉花打包机的先进不仅仅在于其成包能力和自动化程度上，在生产 效率和生产成本方面也做的非常好。正是出于提高效率和降低成本的考虑， 美国佐治亚州肯尼索的一家公司开发了一种独特的棉花打包系统，能在改善 整体连贯性的同时降低打包过程的时间和费用。 由该公司开发的一种多重扭转控制系统，使棉花打包机能够更加高效地 生成外形整齐的棉包。多重扭转系统采用的是施奈德公司的一体化组件，该 组件包括运动控制器、网络及可编程逻辑控制器，具备运动控制能力，能使 打包过程实现完全自动化。多重扭转系统是为国际纤维包装公司开发的，已 经应用在德克萨斯州和佐治亚州的多台轧花机上。目前该系统已经通过测试， 能够全面投入使用。 在多重扭转系统中，为了完成打包需要进行多个复杂的运动。首先，让 一个带有多个打包接头( 一般是三到六个) 的工作箱移动到位。棉包外部有 一个环形的导槽，通过卷筒提供的打包丝穿过导槽后折回接头处，停在预定 的位置。接下来将打包丝拉紧、切断并缠绕到预定的位置并打好结。经过这 一过程打包丝的位置误差可以精确到l o 英寸，从而保证棉花被捆得结实，而 且还不会损伤棉纤维。 6 4 蠡 第l 章绪论 从多重扭转系统的实际功能来看，我们不难发现，国外对棉花打包机的 要求已经不再停留在仅仅满足功能上的需求了。他们对棉花打包机的研究已 经开始转向怎样尽可能的提高生产效率和降低生产成本这个方面了。而这方 面的要求正是现实情况下市场需求的具体体现。 当今世界上棉花产业的竞争异常激烈。自从我国加入w t o 以后，入世承 诺的履行使我国的棉花产业受到双重打击【1 1 】。首先，棉花出口补贴的取消和 生产补贴政策的减少，使得我国棉花的出口量大幅减少。其次，进口棉关税 的降低，使得外棉大量涌入。而外棉凭借其价格和质量方面的优势对我国的 棉花价格形成了巨大的冲击，使我国棉业受到了较大的损害。我国的棉花产 业要想具备和国际尤其是美国棉花产业竞争的资本，首先就要拥有具备自主 知识产权的先进棉花加工设备。这样才能使中国棉花产业的生产能力和生产 效率得到提升，从而更具市场竞争力。 我固自2 0 0 3 年实行棉花质量检验体制改革以来，虽然比较先进的4 0 0 型 打包机i f 在慢慢普及，但是由于我国棉花打包机行业的技术水平基础本来就 不好，而且大面积的推行改革是一个很漫长的过程。在这个过程中，原先存 在的一些技术水平比较落后的打包机不可能马上就淘汰，而这一部分打