石棉自動卷棉機的設計

楊平華

摘 要： 文章以歐姆龍PLC-CP1E為控制核心，以石棉絲為生產(chǎn)對象，控制可實現(xiàn)吹棉、卷棉、收棉等動作，由于是封閉生產(chǎn)，石棉粉塵大大減少石棉絲對生產(chǎn)工人的呼吸傷害，有效地提高生產(chǎn)效率。本文介紹了硬件的組成，以及為石棉生產(chǎn)過程的程序設計，利用MCGS設計了人機界面，設計出用于實際生產(chǎn)石棉絲的設備。

關鍵詞： 石棉;歐姆龍PLC-CP1E;程序設計

自動化控制技術發(fā)展十分迅速，尤其是對人體危害比較大的相關行業(yè)，水泥行業(yè)、棉紡行業(yè)，以及石棉生產(chǎn)等相關企業(yè)，對已有的工廠加緊裝備高效率的除塵裝置，加強個人防護和定期體檢。石棉自動卷棉機作為石棉行業(yè)生產(chǎn)中人工的替代設備得到了廣泛的應用。針對石棉的污染問題，這里對石棉的生產(chǎn)工藝以及電氣控制的原理進行介紹。

一、 系統(tǒng)設計方案

石棉的生產(chǎn)首先由石棉鍋爐對石棉原料進行加熱，石棉熔化為液體，通過石棉鍋爐的下方流出石棉絲，經(jīng)過大功率石棉吹風機進行吹干凝固，同時把凝固后的石棉絲吹放在生產(chǎn)線上，生產(chǎn)流水線下方有四個稱重模塊，稱重模塊測量石棉絲的重量，可以轉化計算為長度，最后通過閘刀切斷落在石棉容器中。整個過程不需要人工干預，所以是放在一個密閉的空間進行，防止了石棉對工人肺部的危害。石棉自動卷棉機如圖1所示：

二、 電氣控制系統(tǒng)原理

為了滿足生產(chǎn)需要，石棉自動卷棉機電氣系統(tǒng)主要包括：

1. 加熱系統(tǒng);

2. 石棉吹干控制系統(tǒng);

3. 供料系統(tǒng)。其中加熱系統(tǒng)包括溫度傳感器、加熱絲;石棉控制系統(tǒng)包括變頻器控制的額定功率，石棉吹風機隨著溫度變化逐漸把風機的功率開到最大;供料系統(tǒng)主要包括變頻器，控制的三相交流電機帶動石棉傳送帶機構，它可以根據(jù)要求送料，利用四個壓力傳感器反饋信號，經(jīng)過處理、計算石棉自動卷棉機的重量，折算出長度。

三、 PLC軟件設計

項目使用的控制器是OMRON-CP1E型PLC，它有24輸入16輸出共40個觸點，可實現(xiàn)四軸高速脈沖輸出，根據(jù)具體功能的需要，對PLC I/O觸點進行分配;下面給出部分重要的電機控制輸入輸出點分配：如下表1所示：

程序思路如下，首先石棉鍋爐加熱，溫度達到1200度，石棉開始熔化，鍋爐下管道流出石棉液體，石棉吹風機開始工作，使石棉液體冷卻變成石棉絲，變頻器帶動傳送帶工作，傳送帶往前運行，傳送帶1，傳送帶2，先后工作，石棉絲到達傳送帶2上方時，傳送帶2下的稱重模塊開始計算，四個角上的稱重模塊，輸出的模擬量值，其模擬量值也就是重量的平均值超過一定閥值，閘刀落下切斷石棉絲，石棉絲自動落入石棉容器內，石棉容器上有一個封口桿，所有石棉絲落入容器內，容器自動封口以防止二次污染。石棉機工藝流程如圖3所示。

四、 人機界面設計

對機器進行控制的人機界面表示如圖4所示：為主控畫面，主要是對用戶操作的界面進行選擇，包括運轉界面、動作界面、參數(shù)設置、報警幫助、密碼登錄以及關于項目介紹。

這里重點介紹運轉界面中的兩個類型：自動操作界面以及手動操作界面。如圖5，圖6所示：

?五、 總結

自動化可編程控制器在國內的應用已越來越普及，有很多的廠家研制生產(chǎn)尤其是在對人體有傷害的行業(yè)，自動化控制可以在污染行業(yè)應用也越來越多，設備為石棉技術的生產(chǎn)提供一種新自動化的生產(chǎn)方式，也給有志于從事石棉行業(yè)生產(chǎn)的企業(yè)提供一種石棉生產(chǎn)新的解決思路。

參考文獻：

[1]吳超，鄒劍翔，馬仕麟.基于S7-300PLC的PID水箱液位實驗裝置[J].企業(yè)技術開發(fā)，2018，37（1）：47-49+65.

[2]馬仕麟，陸文陽，吳超，趙紅順，薄海闊，呂浩.基于PLC的PID過程控制實驗裝置的研發(fā)[J].當代教育實踐與教學研究，2017（11）：235.