連續(xù)喂棉技術(shù)在半精紡清梳聯(lián)上的應(yīng)用

董春國，鞏廣富

（青島紡織機械股份有限公司，山東 青島266042）

半精紡作為一種新型紡紗工藝以其流程短，產(chǎn)品附加值高，面料風(fēng)格獨特等特點已被業(yè)內(nèi)認可，近年來獲得較快的發(fā)展。青島紡機根據(jù)市場需求開發(fā)、研制的半精紡設(shè)備也逐漸趨于專業(yè)化、系列化。

在梳理工序上，目前市場上使用較多的有兩種形式。一種是清梳聯(lián)形式，工藝流程為：FB007型喂毛斗→FT201B型輸棉風(fēng)機→FT301B型連續(xù)喂棉控制器→FB170型喂棉箱＋FB021型自調(diào)勻整器＋FB201A型梳理機；另一種是一機一斗形式，設(shè)備配置較簡單：FB009型喂毛斗→FB021型自調(diào)勻整器＋FB201A型梳理機。前者適應(yīng)于批量較大的情況，后者適應(yīng)小品種、多批量等原料變化較大的情況。本文主要探討清梳聯(lián)形式。

1 連續(xù)喂棉控制器

清梳聯(lián)作為紡織工藝流程中的前紡工序，其生產(chǎn)的棉條質(zhì)量直接影響紗線的成品質(zhì)量。為了確保棉條重量不勻率的穩(wěn)定，必須保證梳理機有均勻、穩(wěn)定的棉層喂入。連續(xù)喂棉控制器是實現(xiàn)上棉箱與下棉箱之間連續(xù)、均勻喂棉的重要控制裝置，是清梳聯(lián)系統(tǒng)控制水平提高的標志。目前，國外進口的清梳聯(lián)均采用了連續(xù)喂棉控制系統(tǒng)。我公司開發(fā)研制的FT301B型連續(xù)喂給控制器控制流程如圖1所示。

我公司設(shè)計的連續(xù)喂棉裝置的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。在該系統(tǒng)中，以FB007型喂毛斗開松輥轉(zhuǎn)速達到設(shè)定值信號作為“前道工序準備好信號”。在邏輯控制上，當前道工序準備好信號、輸棉風(fēng)機正常信號、斜簾電機正常信號、平簾電機正常信號、梳理機開車信號同時具備時，控制器先啟動輸棉風(fēng)機，10s后啟動斜簾電機和平簾電機。斜簾電機和平簾電機的運行信號和模擬量控制信號是完全相同的。因此，出于節(jié)省成本考慮，我們只用一路PLC模擬量輸出來控制斜簾變頻器，用斜簾變頻器的0～5V電壓輸出信號來控制平簾變頻器。另外，當輸棉管道壓力超過壓力上限報警值或低于壓力下限報警值時，意味著系統(tǒng)故障，此時系統(tǒng)發(fā)出報警信號，提醒用戶注意。最后，利于PLC強大的通信功能，可以將重要的參數(shù)和發(fā)生的故障等上傳至電腦，實現(xiàn)計算機監(jiān)督控制。

2 PID控制算法

在該系統(tǒng)中，以PLC作為控制器，以斜簾電機、平簾電機作為執(zhí)行機構(gòu)，以輸棉管道作為被控對象，以管道壓力作為被控量，以裝在輸棉方管道兩端的壓力傳感器作為檢測機構(gòu)，構(gòu)成一個閉環(huán)控制系統(tǒng)。在控制算法的選擇上，PID控制具有不需要知道系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型、系數(shù)概念明確、易于整定的優(yōu)點。因此，我公司設(shè)計的連續(xù)喂棉裝置采用PID控制，控制算法的流程圖如圖3所示。

圖3 PID控制算法流程圖

其中，Kp為比例系數(shù)，TI為積分時間常數(shù)，TD為微分時間常數(shù)，T為采樣周期，r（k）為管道壓力的設(shè)定值，y（k）為管道壓力的測量值，e（k）為設(shè)定值與測量值之差，u（k）為斜簾電機的控制量。

在工程實現(xiàn)上，考慮到連續(xù)喂棉裝置的神經(jīng)中樞地位，我公司設(shè)計的連續(xù)喂棉裝置采用三菱PLC、三菱觸摸屏、三菱模擬量輸入輸出模塊，并且其他電氣元件也采用進口器件。

3 結(jié)論

經(jīng)幾十家用戶長達2年的驗證，我公司設(shè)計的連續(xù)喂棉裝置在半精紡清梳聯(lián)中運行穩(wěn)定可靠，管道壓力能穩(wěn)定在設(shè)定值±3Pa以內(nèi)，達到了連續(xù)穩(wěn)定喂棉的目的，切實提高了棉條的質(zhì)量，取得了良好的社會和經(jīng)濟效益。

［1］徐文尚.計算機控制系統(tǒng)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2007.

［2］張曉聲.青島第四代清梳聯(lián)工藝特點［J］.山東紡織科技，2002，43（3）：53—55.