给纺织厂做了套整经机张力控制改造，断纱率从15%干到不到2%

2026年6月28日实战项目, 项目案例 ywuwei

今年三月份，一个做牛仔布的朋友找到我，说他们厂的整经机快把人逼疯了。

整经机是啥？简单说就是把几百根纱线从筒子上拉出来，整齐地卷到大经轴上，供后面的浆纱机用。整经这道工序要是做不好，后续整条产线都没法干。

他们的问题是：纱线张力控制不住。老设备用的机械摩擦盘张力器，靠弹簧压摩擦片产生阻力。纱线一多，每个筒子的退绕拉力不一样，有的松有的紧。松的纱到后面卷出来鼓包，紧的纱到织造阶段就断。断纱率最高到过15%，工人一天到晚接断头，接得手都起泡了。

先说说设备情况

他们的整经机参数：

老方案是每组纱架上有摩擦盘张力器，靠人工一个个调弹簧压紧力。420个筒子，每个都靠师傅手感去拧，别说不准了，光调一遍就得两个钟头。而且随着经轴越卷越大，张力也在变——卷径小时张紧力不够，卷径大了又太紧，这就很头疼。

我给他们的方案是：改成伺服闭环张力控制系统。

首先每根纱线的张力没法单独闭环——420根纱线不可能装420个传感器，成本扛不住。我们用了一个折中方案：

控制逻辑是这样的：PLC根据每组张力传感器检测到的张力值，跑PID计算，控制对应组的伺服做张力调整。同时主变频器根据经轴卷径（通过编码器累加计算）自动调节输出频率，保证整经线速度恒定。

核心控制参数：

一开始我用5ms的采样周期，结果张力曲线抖得像心电图——因为纱线本身就有弹性，高频采样反而把纱线的自然抖动当成了信号。后来把采样周期改成20ms，又加了一阶低通滤波，把50Hz以上的噪声滤掉，波形才稳下来。

调P的时候走了弯路。P设到2.5，张力响应是快，但超调太大，加减速时候张力冲到了450g，直接崩断了十几根纱。最后一点一点往下降，1.8刚好，响应速度和稳定性平衡得不错。

这个项目最让我头疼的不是稳态恒速段的张力控制——那是最简单的部分。真正的难点在加、减速阶段。

整经机从0加速到400m/min大约需要15秒。加速过程中，因为惯性，纱线张力会突然增大。如果不加补偿，加速瞬间张力能从300g冲到500g以上，断纱一片。

我的做法是：在加速阶段，根据变频器的加速时间曲线，预判一个负补偿值叠加到PID输出上。补偿曲线我用触摸屏上做了个表格，每5%的速度区间设一个补偿系数。实测下来，加速时最大张力波动控制在350g以内，断纱率明显下来了。

减速同理，不过减速时张力是突然变小，需要反向补偿，让磁粉离合器多加点阻力。

这个项目里我花了心思做触摸屏画面，因为操作工不是工程师，界面一定要直观：

操作工反馈说那个趋势曲线最管用——看一眼就知道哪组张力有问题，不用像以前一样拿手去摸。

改造完跑了三个月，我让朋友帮我拉了组对比数据：

老板算了一笔账：

最后分享几个这个项目里的教训：

张力传感器的安装位置决定成败。 我们第一版把传感器装在纱架出口处，但纱线经过导纱轮的摩擦后张力已经变了。后来改到了集纱板前面，靠近经轴的位置，检测值才准确。

不要迷信高精度传感器。 当时供应商推荐一款进口张力传感器，精度0.1%，一个就要三千多。我最后用了三菱LX系列，精度0.5%，价格不到一半，效果完全够用。很多时候瓶颈不在传感器精度，在机械结构本身。

接地要做好。 变频器一启动，张力信号就开始飘。查了一天发现是张力传感器的屏蔽层没接大地。屏蔽层单端接地后，信号稳定了。

给操作工留个手动模式。 自动模式做得再好，也要留个手动干预的口子。工人有时候要根据经验微调，你全自动锁死了，他们会想办法绕过你。不如索性留几个手动调节旋钮，大家都舒坦。

纺织厂车间

（注：文中涉及的台达ASDA-B2伺服、三菱LX-030TD张力检测器、汇川H3U PLC、昆仑通态触摸屏均为实标产品。PID参数为该项目调试后的实际值，不同纱线品种和工艺参数需重新整定。）

作者：ywuwei

链接：https://16fl.cn/给纺织厂做了套整经机张力控制改造，断纱率从15干/

文章版权归作者所有，未经允许请勿转载。