传统小样纺织机械结构复杂、精度低、稳定性差、自动化程度低、纱线品种适应性差，给教学和科研工作带来了极大的不便。为此，天津工业大学纺织学院数字化纺织研究所开发了一系列数字化小样纺织机械，各个数字化小样纺织机械可通过PLC独立控制，也可通过网络模块由上位机集中监控。本课题开发了数字化小样纺织机械中的一种：数字化小样粗纱机。数字化小样粗纱机由七套伺服电机独立驱动罗拉牵伸机构、锭翼加捻机构、筒管卷绕机构、龙筋升降机构，适纺纤维长度为棉：22～38(mm)，化纤：65(mm)以下。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一、二、三、四罗拉、锭翼、筒管、龙筋伺服电机，实现了电子牵伸、电子加捻、电子卷绕成形及龙筋升降，通过PLC的RS485通信功能向二、三、四罗拉伺服电机写入电子齿轮比，实现一定倍数牵伸的目的。在触摸屏上可实现纺纱工艺参数的在线设计与实时监控，可对纱线张力进行实时在线调节，可存储、查询、调用纺纱工艺参数。　　 本文针对数字化小样粗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，分析了国内外粗纱机发展的现状并总结出整体的技术特点，指出传统小样粗纱机存在的不足，进而提出本课题的研究内容及意义。　　 第二章，在消化和吸收传统粗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粗纱机的锭翼加捻机构、罗拉牵伸机构、筒管卷绕机构、龙筋升降机构，并建立了各传动单元控制的数学模型。　　 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、粗纱卷绕成形问题和纺纱张力在线调节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PLC与伺服驱动器之间的通信和PLC与触摸屏之间的通信。　　 第五章，介绍了控制系统软件设计部分，其中PLC软件设计部分包括伺服驱动器电子齿轮比发送、实时卷装直径计算、纱线张力在线调控、筒管转速控制、龙筋控制、满管纱层数及纱长计算、锭翼降速控制，人机界面程序设计部分对人机界面的种类及各主要界面的功能进行了介绍。　　 第六章，对全文进行总结，介绍了数字化小样粗纱机的特点及性能指标，就数字化小样纺纱系统的实现和粗纱机控制技术的应用等问题提出展望。