棉麻纤维纱线改性技术是在一定的温度和压力下通过改性介质改变棉麻纤维纱线可纺织性能的一种方法,改性后纤维纱线晶体结构发生变化,天然棉、麻纤维所特有的纤维素Ⅰ形态,转变成纤维素Ⅲ形态,该技术可有效提高服装产品的附加值。在国外连续式、大批量改性处理面料的自动化设备已得到应用,但至今尚未有应用于纱线处理的相关报道。在国内部分厂家引进了连续式改性设备,但是一次性投资大,仅适合大规模生产,不符合我国纺织行业小批量、多品种、快速回收资金的市场需求,而国内还未见对纱线改性自动化设备的研究报导。因此,设计一种自动化程度高的纤维纱线改性处理设备具有重要意义。本文以间歇式纱线改性工艺为对象,完成了棉麻纤维纱线改性实验系统控制的设计与实现。首先,进行了控制系统总体方案设计。改性系统工艺设备包括改性处理室、压缩机、真空泵、叶片泵等,因此,确定控制系统类型为集散控制系统。其次,完成了控制系统的硬件系统设计。该控制系统硬件部分由工业计算机、PLC、过程数据采集卡和现场工艺设备等组成。其中,工业计算机作为整个控制系统的上位层,实现改性过程的监控和操作管理;PLC作为下位层负责对执行机构的控制,过程参数采集卡实现对现场设备状态信息的采集,工控机、PLC和采集卡之间通过通用串行总线接口实现数据交换。然后,完成了控制系统软件程序的编写。控制系统软件包含PLC程序、过程参数采集卡程序及上位机监控界面程序。PLC程序实现对单个设备的操作、单个工序的操作以及整个工艺流程的自动运行操作;过程参数采集卡程序将传感器输出的4-20mA的电流经滤波除杂后转化为数字信号传递给上位机和PLC;上位机软件程序采用Microsoft公司开发的Visual Basic.Net完成人机界面的设计与实现。人机界面由数据库和功能画面组成,数据库主要实现对历史数据的记录保存;功能画面实现对重要工艺参数的监视和记录,包括报警界面、用户登录界面、参数实时显示界面等。最后,针对利用微波去除改性后纱线上残留介质过程中精确数学模型难以建立的问题,提出鲁棒性强、控制精度高、易于工程实现的插值模糊控制理论,应用于微波去除残余介质的工艺控制中,由于模糊控制算法所要求的微波源与实验设备存在差距,这部分内容可作为后续研究的理论参考。本论文所研究的间歇式改性控制系统已投入使用,运行稳定,基本达到了预期的效果。