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

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)也迎來了革命性的發(fā)展，當(dāng)前紡機(jī)設(shè)備的發(fā)展特點主要體現(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)廠家的一個重要的研發(fā)設(shè)計宗旨就是不斷提高紡機(jī)設(shè)備的自動化程度以便減輕操作者的勞動強(qiáng)度和提高紡織廠的生產(chǎn)效率。

2 應(yīng)用設(shè)計

2.1 棉精梳機(jī)概述以及在使用中遇到的問題和解決方案

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度以下的短纖維，提高纖維的平均長度，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。

在國內(nèi)外棉精梳機(jī)的現(xiàn)實使用中，棉網(wǎng)纏繞搖動臂部位牽伸羅拉的現(xiàn)象一直是一個經(jīng)常出現(xiàn)的故障點；由于靜電吸附的原因，棉纖維通常會在精梳機(jī)運行的過程中吸附在牽伸橡膠皮輥上，進(jìn)而引起了棉網(wǎng)纏繞搖動臂部位牽伸羅拉的故障停車現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)，在搖動臂部位因棉網(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題會比較困難，本文著重講述從電氣控制的角度，通過在HXFA299B型棉精梳機(jī)上的搖動臂部位添加自動清潔器的方式來解決此問題。

2.2 自動清潔器及工作原理

自動清潔器是一種清潔裝置，在HXFA299B型棉精梳機(jī)中，自動清潔器由一個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)在運行過程中牽伸皮輥壓著棉網(wǎng)轉(zhuǎn)動，皮輥清潔片緊貼著皮輥將因為靜電吸附作用而吸附在皮輥上的少量棉纖維從皮輥上刮下，此時自動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連桿及掛件來連接清潔片，清潔器動作時在電磁鐵的作用下通過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吸風(fēng)口吸走。通過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)備提供主動力，氣缸用來執(zhí)行自動上棉卷、自動卸空管、開中心臂、推滿桶、撥空筒等自動動作。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PLC和人機(jī)界面所要實現(xiàn)的對自動清潔的控制效果

（1）通過PLC實現(xiàn)對自動清潔器的控制，要求在精梳機(jī)自動運行的過程中實現(xiàn)對清潔器的定時控制，清潔器動作周期可通過人機(jī)界面進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，時間單位為分鐘。

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

（3）要求在清潔器動作時間段內(nèi)可設(shè)定抖動時間，清潔器抖動間隔時間的設(shè)定可以通過人機(jī)界面實現(xiàn)，時間單位為0.1秒，根據(jù)相應(yīng)的棉網(wǎng)工藝通過設(shè)定清潔器間隔抖動動作的時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)計中設(shè)定手動自動清潔功能按鈕以便于設(shè)備調(diào)試。

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

針對自動清潔器控制的PLC程序段如圖1所示。

圖1 針對自動清潔器控制的PLC程序段

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

第2行中的C118為清潔器動作周期的計數(shù)器，D421中存儲清潔器動作周期的時間參數(shù)，第2行的功能是清潔器動作周期的設(shè)定；

第3行的功能是C118計數(shù)周期時間到時M179有效，即M179驅(qū)動M180有效以控制Y4使得自動清潔器執(zhí)行吸合動作；

第4行為對C118計數(shù)器復(fù)位；

第5行中的D420中存儲清潔器的動作時間；

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

第8、9、10行實現(xiàn)對清潔器的抖動控制。

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

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

（1）“清潔器動作周期設(shè)定”通過對此參數(shù)的設(shè)定來改變清潔器執(zhí)行清潔動作的周期。

圖2 設(shè)置參數(shù)

（2）“清潔器動作時間設(shè)定”通過對此參數(shù)的設(shè)定來改變清潔器執(zhí)行清潔動作的時間。

（3）“清潔器抖動間隔時間設(shè)定”通過對此參數(shù)的設(shè)定來改變清潔器在執(zhí)行清潔動作的時間內(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鍵按下時清潔器執(zhí)行清潔動作。

以上參數(shù)在設(shè)定時需根據(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

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)需要通過調(diào)節(jié)截流閥來實現(xiàn)，小臺面單眼光電傳感器及接近開關(guān)的調(diào)節(jié)也是重要部分，在此不做祥述。自動清潔器在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動臂部位牽伸羅拉纏繞的故障率，在調(diào)試自動清潔器的過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)清潔器動作時電磁鐵吸合并通過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。通過人機(jī)界面設(shè)定清潔器動作時間參數(shù)來調(diào)節(jié)清潔器的動作執(zhí)行時間，通過自動清潔器的作用可有效降低趴坡牽伸部位因皮輥和棉條之間產(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)界面上的故障報警流水燈及報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，通過自動清潔器在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

HXFA299B型棉精梳機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于國內(nèi)棉紡廠，加裝自動清潔器后的棉精梳機(jī)爬坡牽伸部位的故障率大大減小，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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