PLC控制系統(tǒng)在開(kāi)棉設(shè)備的應(yīng)用

　　開(kāi)棉設(shè)備是集機(jī)、電、氣等高新技術(shù)于一體的紡織機(jī)械設(shè)備。作為各種工藝流程的前紡設(shè)備，在提高紡織產(chǎn)品檔次與質(zhì)量中起著重要作用。我公司（原鄭州紡織機(jī)械廠(chǎng)清梳聯(lián)工程公司）在消化、吸收世界先進(jìn)紡織技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行研制開(kāi)發(fā)了FAl02、FAl03、FAl04、FAl06、FAl08系列等多種型號(hào)規(guī)格的開(kāi)棉設(shè)備。近年來(lái)，經(jīng)不懈地改進(jìn)、完善和提高開(kāi)棉設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造水平，縮短了我國(guó)開(kāi)棉設(shè)備與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。根據(jù)國(guó)外紡機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和國(guó)內(nèi)外用戶(hù)的要求，現(xiàn)研制開(kāi)發(fā)了FAll3型單軸流開(kāi)棉機(jī)。
　　
　　該機(jī)具有高產(chǎn)量、高除雜效率、高自動(dòng)化等特點(diǎn)，在生產(chǎn)使用中體現(xiàn)了其設(shè)計(jì)合理，工藝性能好，機(jī)電一體化水平高。

2 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及技術(shù)規(guī)格參數(shù)

2．1結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

　　導(dǎo)流板采用在其上面焊接與開(kāi)棉輥筒中心線(xiàn)成64＊夾角的若干導(dǎo)流片，以便配合在上面裝有螺旋狀排列的角釘?shù)拈_(kāi)棉輥筒，從而使原料沿導(dǎo)流板圍繞開(kāi)棉輥筒外表面螺旋前進(jìn)。開(kāi)棉輥筒為直徑750mm的V形角釘輥筒，分16排呈螺旋狀排列，每排9枚，原料在螺旋前進(jìn)過(guò)程中，受密集角釘?shù)拇驌簦_(kāi)松效果好，除雜效率高；開(kāi)棉輥筒的簡(jiǎn)體采用整張鋼板卷制而成，表面光滑，圓整度好。
　　
　　開(kāi)棉輥筒傳動(dòng)軸與另一端非傳動(dòng)軸為兩根獨(dú)立的空心短軸，且均采取漲套連接，相對(duì)于采用傳統(tǒng)的一根通軸，既重量輕、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、振動(dòng)小，又節(jié)約了材料，降低了成本。開(kāi)棉輥筒轉(zhuǎn)速和塵格角度可以在線(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)，并可同時(shí)設(shè)定不同的工藝參數(shù)，還可適應(yīng)抓棉機(jī)對(duì)不同的原料進(jìn)行分組抓取，同時(shí)供應(yīng)兩條清花線(xiàn)，工藝參數(shù)自動(dòng)轉(zhuǎn)換。塵棒分左右兩組，可通過(guò)兩只步進(jìn)減速電機(jī)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)對(duì)兩組塵棒進(jìn)行同步調(diào)節(jié)。排雜打手裝在落雜收集箱里，落雜收集箱下面裝有滾輪，可由機(jī)器內(nèi)拉出，以便察看落雜情況，也可通過(guò)其上裝有的兩個(gè)視窗察看落雜情況。
　　
　　開(kāi)棉輥筒側(cè)面裝有除塵裝置，有利于排除微塵和短絨。全機(jī)控制系統(tǒng)采用PLC控制，操作顯示屏可顯示、設(shè)置不同的工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控及信息處理，自動(dòng)化程度高，操作方便，性能可靠。在整機(jī)設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)了“安全第一”的指導(dǎo)思想。整機(jī)設(shè)有多處安全保險(xiǎn)裝置，為確保勞動(dòng)者的人身安全提供了重要保障。整機(jī)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀，在開(kāi)清棉或清梳聯(lián)流程中與其他設(shè)備渾然一體。

2．2技術(shù)規(guī)格參數(shù)
　　
　　機(jī)幅1600mm；最高產(chǎn)量1200kg／h；開(kāi)棉輥筒型式V形角釘；直徑750nun；轉(zhuǎn)速480～960r／min（變頻調(diào)節(jié)）；塵格裝置塵棒型式三角塵棒；塵棒數(shù)量72根（分左右兩組，每組36根）；調(diào)節(jié)方式步進(jìn)電機(jī)在線(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)；排雜裝置排雜打手型式6葉翼片式；排雜打手直徑350mm；排雜打手轉(zhuǎn)速16r／rain；進(jìn)棉管直徑300mm；風(fēng)量2160—2880m3／h；靜壓+50～+150pa；出棉管直徑300mm；風(fēng)量2160～3600m3／h；靜壓-50～-200pa；排塵管直徑220mm；風(fēng)量1440～1800m3／h；靜壓-400～-700pa；排雜（吸落棉）管直徑160mm；風(fēng)量1800m3／h；靜壓-700pa；電機(jī)功率主電機(jī)11kW；排雜電機(jī)0．37kW；塵格電機(jī)96W；控制系統(tǒng)PLC控制。

3 主要機(jī)構(gòu)性能分析

3．1開(kāi)棉輥筒部分
　　
　　開(kāi)棉輥筒為本機(jī)的重要組成部分，由簡(jiǎn)體、角釘、法蘭、空心軸等組成。
　　
　　裝在筒體上的角釘呈螺旋狀排列，由進(jìn)棉口喂人的原料沿打手切線(xiàn)方向進(jìn)入，在后方風(fēng)機(jī)的作用下，圍繞打手外表面螺旋前進(jìn)，其優(yōu)點(diǎn)是延長(zhǎng)了原料在本機(jī)中停留的時(shí)間，增加了原料受打擊的次數(shù)，從而開(kāi)松效果好，除雜效率高，成為本機(jī)的顯著特點(diǎn)之一。本機(jī)的另一個(gè)顯著特點(diǎn)是開(kāi)棉強(qiáng)度即開(kāi)棉輥筒的轉(zhuǎn)速具有在線(xiàn)調(diào)節(jié)功能。
　　為方便工藝參數(shù)的制定，開(kāi)棉強(qiáng)度分為l～10檔，通過(guò)PLC的程序自動(dòng)轉(zhuǎn)換成開(kāi)棉打手的轉(zhuǎn)速（480～960r／min，每檔轉(zhuǎn)速差約48），控制開(kāi)棉打手變頻器的工作，以實(shí)現(xiàn)打手轉(zhuǎn)速的在線(xiàn)調(diào)節(jié)功能。相對(duì)于改變打手轉(zhuǎn)速須停車(chē)更換皮帶輪來(lái)說(shuō)，其優(yōu)越性不言
自明。

3．2塵格裝置部分塵格裝置亦為本機(jī)的主要組成部分，由塵棒、調(diào)節(jié)板、連桿機(jī)構(gòu)及步進(jìn)電機(jī)等組成。塵棒分左右兩組，其安裝初始角度為10’，最大角度40‘。
　　
　　本機(jī)通過(guò)兩只步進(jìn)減速電機(jī)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)對(duì)兩組塵棒進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，塵棒安裝角度可根據(jù)原料情況和工藝要求在控制面板上分7檔設(shè)定，每檔之間安裝角度相差5同樣，塵棒安裝角度的改變?yōu)樵诰€(xiàn)調(diào)節(jié)。

3．3排雜裝置部分

　　排雜裝置為本機(jī)不可缺少的組成部分，主要由落雜收集箱和排雜打手組成。落雜收集箱為梯型箱體，下部裝有排雜打手，打手為6葉翼片式，由齒輪減速電機(jī)通過(guò)滾子鏈傳動(dòng)，其排雜狀態(tài)通過(guò)在線(xiàn)調(diào)節(jié)，既可設(shè)定為連續(xù)排雜，亦可設(shè)定為間隔排雜（排雜時(shí)間和排雜間隔時(shí)間根據(jù)工藝要求可任意設(shè)定）。
　　
　　落雜收集箱一側(cè)與排雜（吸落棉）管道相連，落棉雜質(zhì)可通過(guò)此管道被吸到濾塵系統(tǒng)。底面裝有滾輪，可由機(jī)器內(nèi)拉出，以便察看落棉情況。
　　　
3．4氣動(dòng)控制系統(tǒng)
　　　
　　當(dāng)前方機(jī)臺(tái)風(fēng)機(jī)未開(kāi)時(shí)，開(kāi)棉輥筒不能啟動(dòng)，這樣可有效防止堵車(chē)，避免機(jī)器損壞，維護(hù)正常生產(chǎn)．
　　　
3．5電氣控制系統(tǒng)全機(jī)控制采用西門(mén)子S7-200系列PLC實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。通過(guò)CPU226可編程控制器與TD200顯示面板進(jìn)行邏輯控制、計(jì)算和操作。
　　
　　由TD200顯示面板可直接輸入打手轉(zhuǎn)速、塵格角度、排雜時(shí)間、排雜間隔，在調(diào)試階段可用手動(dòng)操作來(lái)實(shí)現(xiàn)各部分的動(dòng)作，并可直觀地顯示機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)、故障部位、原因，同時(shí)發(fā)出警報(bào)。高質(zhì)量的PLC與I／O的直觀性不僅提高了整機(jī)的可靠性、穩(wěn)定性，也使得所有操作更簡(jiǎn)便、快捷。

4 生產(chǎn)使用情況

　　本機(jī)于2001年9月安裝在無(wú)錫紡織機(jī)械試驗(yàn)中心進(jìn)行生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)。專(zhuān)項(xiàng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在工藝選擇優(yōu)化的條件下，低含雜（1％～1．2％）原棉或較高含雜（3．5％）原棉經(jīng)過(guò)本機(jī)處理后，實(shí)際除雜效率可達(dá)35％一37．5％，棉結(jié)增長(zhǎng)率可控制在3．5％，短絨增長(zhǎng)率變化較小，有時(shí)還可達(dá)到負(fù)增長(zhǎng)。

　　用該機(jī)所在的成卷系統(tǒng)生產(chǎn)的C14．6tex棉紗，成紗條干CV％值達(dá)到了97公報(bào)的25％水平，km細(xì)節(jié)、km粗節(jié)達(dá)到了97公報(bào)的25％——-50％水平，km棉結(jié)達(dá)到了97公報(bào)的5％～25％水平。
　　
　　由此可以看出，本機(jī)是一種除雜效率高，棉結(jié)增長(zhǎng)少，適應(yīng)原棉含雜范圍較廣的預(yù)開(kāi)棉機(jī)。本機(jī)自投入批量生產(chǎn)以來(lái)，在短短的一年時(shí)間里，用戶(hù)使用效果良好，已遠(yuǎn)銷(xiāo)巴基斯坦等東南亞國(guó)家，為企業(yè)創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)束語(yǔ)
　　　
　　FAll3型單軸流開(kāi)棉機(jī)的研制成功，在開(kāi)清棉或清梳聯(lián)流程中為國(guó)內(nèi)紡織廠(chǎng)設(shè)備改造和技術(shù)進(jìn)步提供了一種新機(jī)型。
　　
為保持和擴(kuò)大我國(guó)紡織機(jī)械在國(guó)際市場(chǎng)上的地位，隨著生產(chǎn)使用范圍的不斷擴(kuò)大，我們?nèi)詫⒏鶕?jù)國(guó)外紡機(jī)的發(fā)展動(dòng)態(tài)和國(guó)內(nèi)外用戶(hù)的要求，不斷地進(jìn)行改進(jìn)提高。我們深信FAll3型單軸流開(kāi)棉機(jī)無(wú)論在國(guó)內(nèi)還是國(guó)際都會(huì)有廣闊的市場(chǎng)前景。