本课题开发了数字化小样细纱机,该机为双面双纺纱系统,左右各12锭,左面车安装毛纺牵伸机构,适纺长度为65-120mm的毛型纤维,右面车安装棉纺牵伸机构,适纺长度为22～65mm的棉型纤维,双面均可纺竹节纱。控制系统以可编程控制器(PLC)为控制核心,通过PLC的高速脉冲输出分别控制前、中、后罗拉和钢领板伺服电机,实现了电子牵伸和管纱电子成形,通过PLC的RS485通信端口控制变频器,实现了锭子的无级调速。在触摸屏上可实现纺纱工艺参数的在线设计与实时监控,此外,还可由上位计算机辅助完成纺纱工艺参数的设计、在线传递工艺参数和监控纺纱过程及设备运行状态。本文主要针对数字化小样细纱机控制系统进行了详细的说明,包括以下内容:第一章,阐述了我国纺机行业总体情况,分析了国内外细纱机发展的现状并总结出整体的技术特点,指出传统小样细纱机存在的不足,进而提出本课题的研究内容及意义。第二章,在消化和吸收传统细纱机的主要机械结构和工作原理的基础上,简要阐述了数字化小样细纱机的锭子传动机构、牵伸传动机构和钢领板升降机构,并建立了各传动单元及竹节纱纺纱控制的数学模型。第三章,给出了控制系统的总体设计方案,对控制系统结构和原理、电路原理图、牵伸问题、细纱卷绕成形问题和纺纱张力问题进行了详细的说明。第四章,设计了控制系统的通信协议和通信数据包格式的定义,其中包括上位机与细纱机主控制器之间的通信和细纱机内部主控制器与各控制对象之间的通信。第五章,介绍了控制系统软件设计部分,包括管纱电子成形、锭速的闭环控制、锭子变速曲线的设定、精确计长、竹节纱纺纱控制、人机界面程序和上位机程序的设计。第六章,在数字化小样细纱机上进行了大量的纺纱试验,测试纱线质量指标,并与现有的机械式小样细纱机作纺纱对比试验,分析试验结果。第七章,对全文进行总结,给出小样细纱机的特点及性能指标,就小样纺纱系统的实现和细纱机控制技术的应用等问题提出展望。