內容簡介
《紡織機電一體化》從機電一體化基礎知識及機電一體化技術在紡織機械上的套用兩方
紡織機電一體化面對紡織機電一體化技術進行了比較系統的介紹。機電一體化基礎知識主要包括計算機控制系統中的微型計算機、計算機控制系統中的匯流排與多機通信、計算機控制系統的接口技術及抗干擾措施、計算機控制系統中的常用數據處理技術、計算機控制系統中的控制策略及常用執行元件的原理及套用等。對機電一體化技術在紡織機械上的套用主要以清梳聯、並條機、精梳機、粗紗機、細紗機、自動絡筒機、整經機、漿紗機及織機為例進行了介紹。
《紡織機電一體化》是高等院校紡織工程專業本科生教材，亦可作為相關領域的工程技術人員參考用書。
目錄
第一篇 機電一體化技術基礎
第一章 機電一體化基礎知識
第一節 機電一體化概述
一、機電一體化的概念
二、機電一體化系統的構成
三、機電一體化技術的發展
四、機電一體化技術的分類
五、機電一體化的意義
第二節 機電一體化相關技術
一、機械技術
二、感測與檢測技術
四、自動控制技術
五、執行與驅動技術
六、系統總體技術
思考題
第二章 計算機控制系統中的微型計算機
第一節 嵌入式計算機系統及其控制器
一、嵌入式系統的定義與特點
二、嵌入式系統技術的發展
三、單片機
四、數位訊號處理器
五、可程式邏輯器件和現場可程式門陣列
第二節 可程式控制器
一、可程式控制器概述
二、可程式控制器的特點
三、可程式控制器的套用
四、可程式控制器的基本結構
五、可程式控制器的工作原理
六、可程式控制器編程中的繼電器概念
七、可程式控制器的梯形圖程式語言
八、梯形圖語言編程中的常用原則
九、常用基本環節編程
十、可程式控制器的選擇
十一、可程式控制器的套用軟體設計
十二、可程式控制器使用中的安全及保護問題
第三節 工業控制計算機
一、工控機的特點
二、工控機的分類
三、工控機系統的組成
思考題
第三章 計算機控制系統中的匯流排與多機通信
第一節 計算機匯流排
一、內部匯流排
二、系統匯流排
三、外部匯流排
第二節 多機網路通信基礎
一、計算機網路的分類
二、網路協定的分層結構
第三節 現場匯流排
一、現場匯流排概述
二、現場匯流排的發展和乙太網
三、典型控制網路體系結構
思考題
第四章 計算機控制系統基礎
第一節 計算機控制系統的基本原理
一、計算機控制系統的特點
二、控制系統的設計步驟
第二節 計算機接口技術概述
一、接口的分類
二、接口的功能
第三節 計算機控制系統的信號採集
一、開關量輸入通道及其信號處理
二、信號的採樣與採樣定理
三、多路開關及採樣保持器
四、模擬量輸入通道的接口技術
第四節 計算機控制系統的信號輸出
一、模擬量輸出通道的接口技術
二、多路模擬量輸出通道的結構形式
第五節 計算機控制系統中的常用數據處理技術
一、微型計算機數據處理系統的特點
二、查表技術
三、數字濾波技術
四、量程自動轉換和標度變換
五、線性插值數據處理方法
第六節 計算機控制系統中的控制策略
一、經典控制策略
二、現代控制策略
三、智慧型控制策略
四、控制策略的相互滲透和結合
第七節 計算機控制系統的分類
一、按功能及結構分類
二、按控制規律分類
三、按控制方式分類
第八節 過程通道的抗干擾措施
一、干擾及干擾源
二、干擾的分類
三、常態干擾的抑制
四、共模干擾的抑制
五、其他抗干擾措施
思考題
第五章 機電一體化中的執行元件與伺服驅動技術
第一節 伺服控制技術概述
一、伺服系統的分類
二、伺服系統的反饋
三、控制的實時性與控制的準確性
第二節 直流電動機及其伺服控制系統
一、直流電動機的工作原理
二、可控矽調壓
三、脈寬調壓
四、直流伺服電動機
五、直流伺服電動機調速系統
第三節 交流電動機及其伺服控制系統
一、交流電動機的工作原理及特性
二、交流電動機的調速
三、交流異步伺服電動機的工作原理
四、變頻技術及其原理
五、交流伺服系統產品
第四節 步進電動機及其驅動
一、步進電動機的分類
二、步進電動機的工作原理及運行方式
三、與動力學性能相關的步進電動機工作特性參數
四、步進電動機的驅動電路
五、步進電動機的加減速控制
第五節 液壓執行元件及其伺服控制
一、液壓傳動的特點
二、液壓執行元件
三、電液伺服系統
第六節 氣壓執行元件及其伺服控制
一、氣壓傳動的特點
二、氣壓執行元件
三、電氣伺服系統
第七節 新型電氣驅動單元
一、超音波馬達
二、直線位移單元
三、三維電動機
思考題
參考文獻
第二篇 紡織機械機電一體化
第六章 清梳在線上電一體化
第一節 清梳聯合機
……
第七章 並條機機電一體化
第八章 精梳機機電一體化
第九章 粗紗機機電一體化
第十章 細紗機機電一體化
第十一章 自動絡筒機機電一體化
第十二章 整經機機電一體化
第十三章 漿紗機機電一體化
第十四章 織機機電一體化
參考文獻
前言
縱向分化、橫向綜合已成為當代科學技術發展的重要特點，由於微電子技術的飛速發展及其向機械工業的滲透所形成的機電一體化技術使得工業生產從“機械電氣化”邁入了以“機電一體化”為特徵的發展階段，紡織機械同樣也帶有越來越明顯的機電一體化特徵。雖然紡織機械與機電一體化技術的聯繫越來越密切，但相關的紡織院校在紡織工程專業的教學過程中卻沒有給予機電一體化技術以相應的重視，使得紡織院校的畢業生對新型紡織機械的掌握與運用能力較低，成為制約部分畢業生能力發揮的瓶頸。為了改善這種情況，本書以機電一體化技術在紡織機械中的套用為目的，系統地介紹了機電一體化知識體系，並全面地介紹了機電一體化技術在紡織機械中的套用，為培養複合型畢業生服務，同時為進一步深入地學習並套用機電一體化技術打下良好的基礎。
《紡織機電一體化》從套用角度出發，對紡織工程專業學生所必須掌握的機電一體化基礎知識及其套用進行了系統的講述。全書共分兩篇，分別為第一篇的機電一體化技術基礎和第二篇的紡織機械機電一體化。在機電一體化技術基礎部分中，力求將機電一體化技術的相關內容作為一個知識體系進行介紹，在內容的篩選中考慮了紡織專業對該知識體系中內容的需求。在紡織機械機電一體化部分，對各種紡織機械中機電一體化技術的套用進行了較詳盡的介紹，內容與生產實踐緊密結合，在很大程度上反映了新型紡織機械發展的前沿，符合紡織機械的發展方向，具有較強的現實意義。
本書由天津工業大學馬崇啟、呂漢明和廣東凱豐紡織機械有限公司夏雲科共同編寫，其中第一章至第五章由呂漢明編寫，第六章至第十三章由馬崇啟編寫，第十四章由夏雲科編寫，全書由馬崇啟負責整體構思和統稿。
天津工業大學荊濤和楊建成兩位同志對本書進行了全面的審閱，提出了許多寶貴意見。天津宏大紡織機械有限公司王志芳同志、廣東凱豐紡織機械有限公司以及瑞士uETER公司等單位和個人為本書提供了相關技術資料並對本書的編寫進行了指導。天津市嘉誠機電設備有限公司王華軍同志為本書的資料整理、繪圖做了大量工作。在本書編寫和出版工程中得到天津工業大學紡織學院、教務處，中國紡織出版社等單位和部門領導同志的大力支持，在此一併表示感謝。
由於作者水平所限，加之機電一體化技術本身的發展及其向各行業的滲透日新月異，書中不足及不妥之處在所難免，懇請並歡迎讀者批評指正。
精彩書摘
一、現場匯流排概述現場匯流排是在20世紀80年代末、90年代初逐步形成的，作為工廠數字通信網路的基礎，它溝通了生產過程現場及控制設備之間及其與更高控制管理層次之間的聯繫。1984-年，現場匯流排的概念被正式提出。國際電工委員會（International Electrotechnical Commission，IEC）對現場匯流排的定義為：現場匯流排是一種套用於生產現場，在現場設備之間、現場設備和控制裝置之間，實行雙向、串形、多結點的數字通信技術。它不僅是一個基層網路，而且還是一種開放式、新型全分布控制系統。這項以智慧型感測、控制、計算機、數字通信等技術為主要內容的綜合技術，已經受到世界範圍的關注，成為自動化技術發展的熱點，被譽為自動化領域的計算機區域網路，並將導致自動化系統結構與設備的深刻變革。現場匯流排技術將專用微處理器置入傳統的測量控制儀表，使它們都具有數字計算和數字通信能力，採用可進行簡單連線的雙絞線等作為匯流排，把多個測量控制儀表連線成網路系統，並按公開、規範的通信協定，在位於現場的多個微機化測量控制設備之間以及現場儀表與遠程監控計算機之間，實現數據傳輸與信息交換，形成各種適應實際需要的自動控制系統。
現場匯流排的技術特徵包括全數位化通信、開放型的網際網路、互可操作性與互用性、現場設備的智慧型化、系統結構的高度分散性以及對現場環境的適應性。現場匯流排的特點是現場控制設備具有通信功能，便於構成工廠底層控制網路，通信標準的公開、一致，使系統具備開放性，設備間具有互可操作性，功能塊與結構的規範化使相同功能的設備間具有互換性，控制功能下放到現場，使控制系統結構具備高度的分散性。現場匯流排使自控設備與系統步人了信息網路的行列，為其套用開拓了更為廣闊的領域。一對雙絞線上可掛接多個控制設備，便於節省安裝費用，節省維護開銷，提高了系統的可靠性，為用戶提供了更為靈活的系統集成主動權。圖3-2為現場匯流排控制系統與傳統控制系統的結構對比。
……
