基于PLC控制的自動(dòng)清潔器在HXFA299B型棉精梳機(jī)上的應(yīng)用設(shè)計(jì)

王曉松（陜西恒鑫精密紡織機(jī)械有限公司，陜西 寶雞 721013）

1 引言

隨著科技的飛速發(fā)展，紡織機(jī)械設(shè)備制造業(yè)也迎來(lái)了革命性的發(fā)展，當(dāng)前紡機(jī)設(shè)備的發(fā)展特點(diǎn)主要體現(xiàn)在：觸摸式人機(jī)界面（HMI），可編程邏輯控制器（PLC），變頻器以及各種傳感器的廣泛應(yīng)用；目前，紡織機(jī)械生產(chǎn)廠家的一個(gè)重要的研發(fā)設(shè)計(jì)宗旨就是不斷提高紡機(jī)設(shè)備的自動(dòng)化程度以便減輕操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度和提高紡織廠的生產(chǎn)效率。

2 應(yīng)用設(shè)計(jì)

2.1 棉精梳機(jī)概述以及在使用中遇到的問(wèn)題和解決方案

棉精梳機(jī)是一種重要的前紡設(shè)備，該設(shè)備用于棉紡精梳工序，其主要作用為排除一定長(zhǎng)度以下的短纖維，提高纖維的平均長(zhǎng)度，使纖維進(jìn)一步分離，從而使伸直度、平行度大大改善，同時(shí)排除雜質(zhì)和棉結(jié)，制成條干均勻的精梳棉條，以適紡高支數(shù)紗和其他纖維的混紡紗，并使成紗外觀光潔，物理機(jī)械性能提高。

在國(guó)內(nèi)外棉精梳機(jī)的現(xiàn)實(shí)使用中，棉網(wǎng)纏繞搖動(dòng)臂部位牽伸羅拉的現(xiàn)象一直是一個(gè)經(jīng)常出現(xiàn)的故障點(diǎn)；由于靜電吸附的原因，棉纖維通常會(huì)在精梳機(jī)運(yùn)行的過(guò)程中吸附在牽伸橡膠皮輥上，進(jìn)而引起了棉網(wǎng)纏繞搖動(dòng)臂部位牽伸羅拉的故障停車現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，在搖動(dòng)臂部位因棉網(wǎng)纏繞牽伸羅拉而引起的高故障率使得棉精梳機(jī)的使用效率大大降低。然而，在控制設(shè)計(jì)成本的前提下要從材料學(xué)及物理學(xué)的角度從根本上解決此問(wèn)題會(huì)比較困難，本文著重講述從電氣控制的角度，通過(guò)在HXFA299B型棉精梳機(jī)上的搖動(dòng)臂部位添加自動(dòng)清潔器的方式來(lái)解決此問(wèn)題。

2.2 自動(dòng)清潔器及工作原理

自動(dòng)清潔器是一種清潔裝置，在HXFA299B型棉精梳機(jī)中，自動(dòng)清潔器由一個(gè)HCNE1-1050型電磁鐵、自制的皮輥清潔片、連桿及掛件構(gòu)成；精梳機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中牽伸皮輥壓著棉網(wǎng)轉(zhuǎn)動(dòng)，皮輥清潔片緊貼著皮輥將因?yàn)殪o電吸附作用而吸附在皮輥上的少量棉纖維從皮輥上刮下，此時(shí)自動(dòng)清潔器處于釋放狀態(tài)，電磁鐵固定在前伸羅拉頂部的牽伸臂上并通過(guò)連桿及掛件來(lái)連接清潔片，清潔器動(dòng)作時(shí)在電磁鐵的作用下通過(guò)連桿將清潔片拉起使刮積在皮輥上的堆積棉纖維順利的通過(guò)吸風(fēng)口吸走。通過(guò)清潔器有效的清除皮輥上吸附的棉纖維后大大的減小了棉網(wǎng)纏繞牽伸羅拉的故障率，進(jìn)而提高了精梳機(jī)的使用效率。

2.3 HXFA299B型棉精梳機(jī)的電氣控制部分概述

HXFA299B型棉精梳機(jī)的機(jī)電一體化程度較高，整個(gè)機(jī)器的執(zhí)行部件主要有變頻電機(jī)、電磁閥及氣缸等，變頻電機(jī)為設(shè)備提供主動(dòng)力，氣缸用來(lái)執(zhí)行自動(dòng)上棉卷、自動(dòng)卸空管、開(kāi)中心臂、推滿桶、撥空筒等自動(dòng)動(dòng)作。電氣控制柜中的控制器選用中達(dá)電通DVP60ES型PLC，變頻器選用中達(dá)電通M系列VFD-M 5.5kW的變頻器，人機(jī)界面選用中達(dá)電通DOP-A10THTD1型10.4寸觸摸屏。

2.4 通過(guò)PLC和人機(jī)界面所要實(shí)現(xiàn)的對(duì)自動(dòng)清潔的控制效果

（1）通過(guò)PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)清潔器的控制，要求在精梳機(jī)自動(dòng)運(yùn)行的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔器的定時(shí)控制，清潔器動(dòng)作周期可通過(guò)人機(jī)界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，時(shí)間單位為分鐘。

（2）要求清潔器動(dòng)作時(shí)間即電磁鐵吸合時(shí)間可在人機(jī)界面上設(shè)定，時(shí)間單位為秒。

（3）要求在清潔器動(dòng)作時(shí)間段內(nèi)可設(shè)定抖動(dòng)時(shí)間，清潔器抖動(dòng)間隔時(shí)間的設(shè)定可以通過(guò)人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)，時(shí)間單位為0.1秒，根據(jù)相應(yīng)的棉網(wǎng)工藝通過(guò)設(shè)定清潔器間隔抖動(dòng)動(dòng)作的時(shí)間可以有效的抖落皮棍清潔片上的棉纖維以便吸風(fēng)口及時(shí)吸走刮積的纖維進(jìn)而有效避免牽伸部位纏皮棍的故障。

（4）要求在人機(jī)界面的設(shè)計(jì)中設(shè)定手動(dòng)自動(dòng)清潔功能按鈕以便于設(shè)備調(diào)試。

2.5 HXFA299B型棉精梳機(jī)上添加自動(dòng)清潔器的PLC程序控制部分的設(shè)計(jì)

針對(duì)自動(dòng)清潔器控制的PLC程序段如圖1所示。

圖1 針對(duì)自動(dòng)清潔器控制的PLC程序段

第1行中的M126為ON時(shí)表示精梳機(jī)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，T18為定時(shí)器，第1行的功能是產(chǎn)生周期為1分鐘的脈沖信號(hào)T18；

第2行中的C118為清潔器動(dòng)作周期的計(jì)數(shù)器，D421中存儲(chǔ)清潔器動(dòng)作周期的時(shí)間參數(shù)，第2行的功能是清潔器動(dòng)作周期的設(shè)定；

第3行的功能是C118計(jì)數(shù)周期時(shí)間到時(shí)M179有效，即M179驅(qū)動(dòng)M180有效以控制Y4使得自動(dòng)清潔器執(zhí)行吸合動(dòng)作；

第4行為對(duì)C118計(jì)數(shù)器復(fù)位；

第5行中的D420中存儲(chǔ)清潔器的動(dòng)作時(shí)間；

第5、6、7行的作用是關(guān)于清潔器動(dòng)作時(shí)間控制的程序部分，程序中的D428中存儲(chǔ)清潔器抖動(dòng)間隔時(shí)間，Y4為控制清潔器的PLC輸出點(diǎn)；

第8、9、10行實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔器的抖動(dòng)控制。

2.6 HXFA299B型棉精梳機(jī)上添加自動(dòng)清潔器的人機(jī)界面部分的軟件設(shè)計(jì)

按設(shè)計(jì)要求，人機(jī)界面上需設(shè)計(jì)清潔器執(zhí)行動(dòng)作的手動(dòng)控制按鈕、清潔器動(dòng)作周期時(shí)間參數(shù)設(shè)定功能、清潔器動(dòng)作時(shí)間參數(shù)設(shè)定功能、清潔器抖動(dòng)間隔時(shí)間參數(shù)設(shè)定功能。如圖2所示。

（1）“清潔器動(dòng)作周期設(shè)定”通過(guò)對(duì)此參數(shù)的設(shè)定來(lái)改變清潔器執(zhí)行清潔動(dòng)作的周期。

圖2 設(shè)置參數(shù)

（2）“清潔器動(dòng)作時(shí)間設(shè)定”通過(guò)對(duì)此參數(shù)的設(shè)定來(lái)改變清潔器執(zhí)行清潔動(dòng)作的時(shí)間。

（3）“清潔器抖動(dòng)間隔時(shí)間設(shè)定”通過(guò)對(duì)此參數(shù)的設(shè)定來(lái)改變清潔器在執(zhí)行清潔動(dòng)作的時(shí)間內(nèi)電磁鐵吸合和釋放的頻率。

（4）將F1功能鍵設(shè)定為當(dāng)F1鍵按下時(shí)清潔器執(zhí)行清潔動(dòng)作。

以上參數(shù)在設(shè)定時(shí)需根據(jù)用戶的棉纖維梳理工藝進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整設(shè)置，在調(diào)試過(guò)程中以減少棉網(wǎng)纏繞牽伸羅拉的故障率為目的。

3 調(diào)試及故障檢測(cè)

調(diào)試是紡機(jī)設(shè)備在安裝使用中的一道重要工序，為了提高紡機(jī)設(shè)備的使用效率針對(duì)設(shè)備的精細(xì)調(diào)試非常重要，棉精梳機(jī)調(diào)試可以分為機(jī)械調(diào)試部分和電氣調(diào)試部分，在此僅介紹電氣調(diào)試部分。電氣需要調(diào)試的部分有中心臂氣缸、推滿筒氣缸、撥空筒氣缸、上棉卷氣缸、落空管氣缸等執(zhí)行部件的調(diào)節(jié)，這些執(zhí)行部件的調(diào)節(jié)需要通過(guò)調(diào)節(jié)截流閥來(lái)實(shí)現(xiàn)，小臺(tái)面單眼光電傳感器及接近開(kāi)關(guān)的調(diào)節(jié)也是重要部分，在此不做祥述。自動(dòng)清潔器在HXFA299B型棉精梳機(jī)上的使用大大降低了傳統(tǒng)精梳機(jī)牽伸爬坡?lián)u動(dòng)臂部位牽伸羅拉纏繞的故障率，在調(diào)試自動(dòng)清潔器的過(guò)程中要確保電磁鐵在釋放狀態(tài)下皮輥清潔片要緊貼著皮輥表面，當(dāng)清潔器動(dòng)作時(shí)電磁鐵吸合并通過(guò)連桿將皮輥清潔片拉起以便于清潔片刮積的棉纖維被吸風(fēng)通道吸走。通過(guò)人機(jī)界面設(shè)定清潔器動(dòng)作時(shí)間參數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)清潔器的動(dòng)作執(zhí)行時(shí)間，通過(guò)自動(dòng)清潔器的作用可有效降低趴坡?tīng)可觳课灰蚱ぽ伜兔迼l之間產(chǎn)生的靜電吸附作用而造成的棉網(wǎng)纏繞牽伸羅拉的故障率。人機(jī)界面上的故障報(bào)警流水燈及報(bào)警頻次表能夠提示設(shè)備故障出現(xiàn)的部位和排除故障的方法及故障出現(xiàn)的頻次，通過(guò)自動(dòng)清潔器在HXFA299B型棉精梳機(jī)在上的應(yīng)用大大降低了棉網(wǎng)纏繞牽伸羅拉故障的出現(xiàn)頻次。

4 結(jié)語(yǔ)

HXFA299B型棉精梳機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)棉紡廠，加裝自動(dòng)清潔器后的棉精梳機(jī)爬坡?tīng)可觳课坏墓收下蚀蟠鬁p小，進(jìn)而有效提高了棉精梳機(jī)的使用效率，提高了設(shè)備使用廠家的生產(chǎn)效益。

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