基于PLC控制的自動清潔器在HXFA299B型棉精梳機上的應用設計

王曉松（陜西恒鑫精密紡織機械有限公司，陜西 寶雞 721013）

1 引言

隨著科技的飛速發展，紡織機械設備制造業也迎來了革命性的發展，當前紡機設備的發展特點主要體現在：觸摸式人機界面（HMI），可編程邏輯控制器（PLC），變頻器以及各種傳感器的廣泛應用；目前，紡織機械生產廠家的一個重要的研發設計宗旨就是不斷提高紡機設備的自動化程度以便減輕操作者的勞動強度和提高紡織廠的生產效率。

2 應用設計

2.1 棉精梳機概述以及在使用中遇到的問題和解決方案

棉精梳機是一種重要的前紡設備，該設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，使纖維進一步分離，從而使伸直度、平行度大大改善，同時排除雜質和棉結，制成條干均勻的精梳棉條，以適紡高支數紗和其他纖維的混紡紗，并使成紗外觀光潔，物理機械性能提高。

在國內外棉精梳機的現實使用中，棉網纏繞搖動臂部位牽伸羅拉的現象一直是一個經常出現的故障點；由于靜電吸附的原因，棉纖維通常會在精梳機運行的過程中吸附在牽伸橡膠皮輥上，進而引起了棉網纏繞搖動臂部位牽伸羅拉的故障停車現象經常出現，在搖動臂部位因棉網纏繞牽伸羅拉而引起的高故障率使得棉精梳機的使用效率大大降低。然而，在控制設計成本的前提下要從材料學及物理學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、連桿及掛件構成；精梳機在運行過程中牽伸皮輥壓著棉網轉動，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，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纏繞牽伸羅拉的故障率，進而提高了精梳機的使用效率。

2.3 HXFA299B型棉精梳機的電氣控制部分概述

HXFA299B型棉精梳機的機電一體化程度較高，整個機器的執行部件主要有變頻電機、電磁閥及氣缸等，變頻電機為設備提供主動力，氣缸用來執行自動上棉卷、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電通DVP60ES型PLC，變頻器選用中達電通M系列VFD-M 5.5kW的變頻器，人機界面選用中達電通DOP-A10THTD1型10.4寸觸摸屏。

2.4 通過PLC和人機界面所要實現的對自動清潔的控制效果

（1）通過PLC實現對自動清潔器的控制，要求在精梳機自動運行的過程中實現對清潔器的定時控制，清潔器動作周期可通過人機界面進行參數設定，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界面上設定，時間單位為秒。

（3）要求在清潔器動作時間段內可設定抖動時間，清潔器抖動間隔時間的設定可以通過人機界面實現，時間單位為0.1秒，根據相應的棉網工藝通過設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口及時吸走刮積的纖維進而有效避免牽伸部位纏皮棍的故障。

（4）要求在人機界面的設計中設定手動自動清潔功能按鈕以便于設備調試。

2.5 HXFA299B型棉精梳機上添加自動清潔器的PLC程序控制部分的設計

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時表示精梳機處于正常運行狀態，T18為定時器，第1行的功能是產生周期為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器，D421中存儲清潔器動作周期的時間參數，第2行的功能是清潔器動作周期的設定；

第3行的功能是C118計數周期時間到時M179有效，即M179驅動M180有效以控制Y4使得自動清潔器執行吸合動作；

第4行為對C118計數器復位；

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行實現對清潔器的抖動控制。

2.6 HXFA299B型棉精梳機上添加自動清潔器的人機界面部分的軟件設計

按設計要求，人機界面上需設計清潔器執行動作的手動控制按鈕、清潔器動作周期時間參數設定功能、清潔器動作時間參數設定功能、清潔器抖動間隔時間參數設定功能。如圖2所示。

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

圖2 設置參數

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

（3）“清潔器抖動間隔時間設定”通過對此參數的設定來改變清潔器在執行清潔動作的時間內電磁鐵吸合和釋放的頻率。

（4）將F1功能鍵設定為當F1鍵按下時清潔器執行清潔動作。

以上參數在設定時需根據用戶的棉纖維梳理工藝進行相應調整設置，在調試過程中以減少棉網纏繞牽伸羅拉的故障率為目的。

3 調試及故障檢測

調試是紡機設備在安裝使用中的一道重要工序，為了提高紡機設備的使用效率針對設備的精細調試非常重要，棉精梳機調試可以分為機械調試部分和電氣調試部分，在此僅介紹電氣調試部分。電氣需要調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、落空管氣缸等執行部件的調節，這些執行部件的調節需要通過調節截流閥來實現，小臺面單眼光電傳感器及接近開關的調節也是重要部分，在此不做祥述。自動清潔器在HXFA299B型棉精梳機上的使用大大降低了傳統精梳機牽伸爬坡搖動臂部位牽伸羅拉纏繞的故障率，在調試自動清潔器的過程中要確保電磁鐵在釋放狀態下皮輥清潔片要緊貼著皮輥表面，當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通道吸走。通過人機界面設定清潔器動作時間參數來調節清潔器的動作執行時間，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生的靜電吸附作用而造成的棉網纏繞牽伸羅拉的故障率。人機界面上的故障報警流水燈及報警頻次表能夠提示設備故障出現的部位和排除故障的方法及故障出現的頻次，通過自動清潔器在HXFA299B型棉精梳機在上的應用大大降低了棉網纏繞牽伸羅拉故障的出現頻次。

4 結語

HXFA299B型棉精梳機已經廣泛應用于國內棉紡廠，加裝自動清潔器后的棉精梳機爬坡牽伸部位的故障率大大減小，進而有效提高了棉精梳機的使用效率，提高了設備使用廠家的生產效益。

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