火星探除系統與生產設備的聯動關系

■梁飛〔北京　100052〕

火星探除系統與生產設備的聯動關系

■梁飛
〔北京100052〕

棉花是易燃品，在加工過程中，石子、鐵器等硬雜物與機器運動部件的撞擊或棉纖維與機器內壁結構的摩擦很容易打火或發熱，籽棉和皮棉的傳輸都依靠氣力輸送，而火星借助風力更容易燃燒起火。棉花加工生產線上容易引起火警的主要位置是機器喂棉管道入口附近、軋花機皮棉道和總集棉管道。當檢測探頭發現火星時，探除系統主機會立刻發出執行命令，使設定的繼電器得電動作，常開觸點瞬間閉合或常閉觸點瞬間斷開，從而控制生產設備開箱或停機，這種聯動信號相當于手動開箱或手動停機。現筆者將軋花機的開合箱控制原理和火星探除系統的執行原理介紹一下，并對兩者之間的聯動關系進行深入分析，對含火棉流剔除問題做些探討。

一、開合箱控制原理

由于軋花機生產廠家不同、機型不同，因此開合箱控制電路原理略有差異，但實質都是控制驅動電機的運轉方向。在軋花機操作面板上設置一個開箱按鈕和一個合箱按鈕，同時生產線總控制臺上也設有與其并聯的兩個按鈕。典型的控制電路如圖1所示。

圖1中的1SB2為開箱按鈕，2SB2為合箱按鈕，分別控制兩個接觸器工作，使電動推桿進行正反向運轉，從而實現開箱或合箱。為了電氣設備的安全，兩個接觸器的常閉觸點電氣互鎖，兩個復合按鈕(操作時常閉觸點先斷開，常開觸點后閉合，兩者有一定的時間差，目的是確保安全互鎖)常閉觸點機械互鎖，并安裝了兩個開合箱限位行程開關及熱過載繼電器等。當需要開箱時，按一下開箱按鈕1SB2，接觸器KM1得電吸合并自鎖，電動推桿正向運轉，當開箱到位時，撞上限位行程開關SP1，其常閉觸點斷開，切斷了KM1線圈電源，接觸器KM1釋放，電動推桿停止運轉；按一下合箱按鈕2SB2，接觸器KM2得電吸合并自鎖，電動推桿反向運轉，當合箱到位時，撞上限位行程開關SP2，其常閉觸點斷開，切斷了KM2線圈電源，接觸器KM2釋放，電動推桿停止運轉。實際的控制電路還與喂花或鋸軸等控制電路有連鎖控制。

圖1　典型的控制電路圖

二、聯動接線方法

在火星探除系統主機上可預先設置某些檢測探頭對應某個繼電器，繼電器上有無源常開觸點(NO)和常閉觸點(NC)，對于前面列舉的軋花機工作箱控制電路來說，應該將繼電器常開觸點并聯到開箱按鈕1SB2的常開觸點上。雖然接線方法很簡單，但是必須確保安全可靠，具體操作時應注意以下幾點：

(一)如何接線

火星探除系統主機上的觸點都已連接到主機箱內的接線端子上，只要按端子標號接上兩根導線到按鈕即可。

(二)弄清生產線總控制臺上開合箱按鈕的觸點屬性

一般情況下總臺操作面板上都有一套起停按鈕并有文字標簽，在總臺面板下方可看到按鈕的接線，而且所有接線也都集中到一個較長的接線端子排上了，接線端子排上的線號一定與按鈕端子上的一致，必要時拿萬用表檢測一下是否為常開觸點、觸點接線端子與端子排是否相通。

(三)靈活運用繼電器觸點

一般生產規模的棉花加工廠軋花機組為4臺~6臺，還有許多輔助設備，關鍵點也需要檢測及聯動控制。火星探除系統主機上的繼電器數量、觸點數量有限，一個繼電器要控制多臺設備，但必須弄清繼電器觸點的極數。如果是2極繼電器，有2組常開和2組常閉轉換，只能控制2臺軋花機開箱；如果是4極繼電器，有4組常開和4組常閉轉換，則能控制4臺軋花機開箱。所以要實現多機聯動就要靈活運用繼電器觸點，必要時可擴展繼電器數量或者使用4極繼電器，至于哪些探頭發現火情需要哪些繼電器動作是可通過主機系統參數設置來完成的。

總之，集棉管道匯聚到總集棉管道，單獨拉開一臺軋花機的工作箱意義不大，應該切斷所有的后續棉流才便于檢查處理隱患，所以應立刻全部開箱，停止喂花和軋花。貨場機器喂棉入口管道附近報警時，應停止貨場喂棉并打開通大氣閥。喂棉機的停止按鈕是常閉觸點，應將火星探除系統主機上某繼電器的常閉觸點串聯到喂棉機停止按鈕線路上。通大氣閥控制原理與開合箱原理一樣，需要一個常開觸點并聯到通大氣閥打開按鈕上。

做聯動接線前一定要與軋花廠電工充分溝通，避免與現有的聯動或連鎖發生沖突，造成電路故障，影響安全生產。

三、排火機構的探討

(一)位置的選擇

抓住兩頭是關鍵。喂棉口是籽棉進廠的第一關，其中含有一些危險的重雜物，很容易產生打火現象，在喂棉管道上設置排火機構可為后續籽棉清理和軋花工藝提供一定的安全保障。總集棉是皮棉打包前的最后關卡，在集棉管道匯總管與集棉塵籠之間設置排火機構可為打包入庫皮棉消除火患。

(二)執行機構的設計

前面敘述的聯動所應用的都是繼電器的無源常開或常閉觸點，控制的是生產設備，如果將某個繼電器的常開觸點一端接上220 V電源，就成了有源觸點，再配一根零線，從接線端子上引出連接到排火機構電源上就形成了可控電源。在報警和聯動的同時可以開啟氣動閥門，通過氣缸驅動翻板機構將含火棉流經過旁路管道剔除到廢棉箱中。這是目前棉紡企業的基本排火方式，但是有一定的局限性，因為棉紡企業皮棉輸送量僅300 kg/h~600 kg/h，風速8 m/s~12 m/s，管徑細、壓力小，只需較小的動力即可驅動翻板結構。

但是，軋花廠單根管道籽棉輸送量為7.5 t/h~ 8.5 t/h，有的甚至可達十幾噸，輸送風速24 m/s~ 26 m/s，總集棉管道皮棉輸送量5 t/h~6 t/h，風量可達35 000 m3/h~45 000 m3/h。管道直徑大、靜壓大、風機功率大，關閉風機至少需要十幾秒，而皮棉在管道中流動時間僅2 s左右，2 s后再開始排火已經沒有意義。外吸棉管道喂棉口距離車間50 m左右，從探頭檢測到火星發出信號到主機給繼電器線圈上電再到排火機構電器元件完成動作，這段反應時間已經接近0.5 s，執行機構的機械裝置動作時間很難控制在1.5 s以內完成。如果不關閉風機又不利于機械動作，總之軋花廠工作環境特殊，生產量大、冬季寒冷，安裝空間距離有限，要實現快速、精準剔除含火棉流確有一定困難。應考慮先打開補風口消除機械阻力再通過氣動裝置快速打開旁路通道剔除含火棉流，必須對整個執行過程中電氣、機械的每個細節所需時間進行精確的設計計算和現場試驗。☆

檢測技術與應用