石棉自動卷棉機的設計

楊平華

摘 要： 文章以歐姆龍PLC-CP1E為控制核心，以石棉絲為生產對象，控制可實現吹棉、卷棉、收棉等動作，由于是封閉生產，石棉粉塵大大減少石棉絲對生產工人的呼吸傷害，有效地提高生產效率。本文介紹了硬件的組成，以及為石棉生產過程的程序設計，利用MCGS設計了人機界面，設計出用于實際生產石棉絲的設備。

關鍵詞： 石棉;歐姆龍PLC-CP1E;程序設計

自動化控制技術發展十分迅速，尤其是對人體危害比較大的相關行業，水泥行業、棉紡行業，以及石棉生產等相關企業，對已有的工廠加緊裝備高效率的除塵裝置，加強個人防護和定期體檢。石棉自動卷棉機作為石棉行業生產中人工的替代設備得到了廣泛的應用。針對石棉的污染問題，這里對石棉的生產工藝以及電氣控制的原理進行介紹。

一、 系統設計方案

石棉的生產首先由石棉鍋爐對石棉原料進行加熱，石棉熔化為液體，通過石棉鍋爐的下方流出石棉絲，經過大功率石棉吹風機進行吹干凝固，同時把凝固后的石棉絲吹放在生產線上，生產流水線下方有四個稱重模塊，稱重模塊測量石棉絲的重量，可以轉化計算為長度，最后通過閘刀切斷落在石棉容器中。整個過程不需要人工干預，所以是放在一個密閉的空間進行，防止了石棉對工人肺部的危害。石棉自動卷棉機如圖1所示：

二、 電氣控制系統原理

為了滿足生產需要，石棉自動卷棉機電氣系統主要包括：

1. 加熱系統;

2. 石棉吹干控制系統;

3. 供料系統。其中加熱系統包括溫度傳感器、加熱絲;石棉控制系統包括變頻器控制的額定功率，石棉吹風機隨著溫度變化逐漸把風機的功率開到最大;供料系統主要包括變頻器，控制的三相交流電機帶動石棉傳送帶機構，它可以根據要求送料，利用四個壓力傳感器反饋信號，經過處理、計算石棉自動卷棉機的重量，折算出長度。

三、 PLC軟件設計

項目使用的控制器是OMRON-CP1E型PLC，它有24輸入16輸出共40個觸點，可實現四軸高速脈沖輸出，根據具體功能的需要，對PLC I/O觸點進行分配;下面給出部分重要的電機控制輸入輸出點分配：如下表1所示：

程序思路如下，首先石棉鍋爐加熱，溫度達到1200度，石棉開始熔化，鍋爐下管道流出石棉液體，石棉吹風機開始工作，使石棉液體冷卻變成石棉絲，變頻器帶動傳送帶工作，傳送帶往前運行，傳送帶1，傳送帶2，先后工作，石棉絲到達傳送帶2上方時，傳送帶2下的稱重模塊開始計算，四個角上的稱重模塊，輸出的模擬量值，其模擬量值也就是重量的平均值超過一定閥值，閘刀落下切斷石棉絲，石棉絲自動落入石棉容器內，石棉容器上有一個封口桿，所有石棉絲落入容器內，容器自動封口以防止二次污染。石棉機工藝流程如圖3所示。

四、 人機界面設計

對機器進行控制的人機界面表示如圖4所示：為主控畫面，主要是對用戶操作的界面進行選擇，包括運轉界面、動作界面、參數設置、報警幫助、密碼登錄以及關于項目介紹。

這里重點介紹運轉界面中的兩個類型：自動操作界面以及手動操作界面。如圖5，圖6所示：

?五、 總結

自動化可編程控制器在國內的應用已越來越普及，有很多的廠家研制生產尤其是在對人體有傷害的行業，自動化控制可以在污染行業應用也越來越多，設備為石棉技術的生產提供一種新自動化的生產方式，也給有志于從事石棉行業生產的企業提供一種石棉生產新的解決思路。

參考文獻：

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[2]馬仕麟，陸文陽，吳超，趙紅順，薄海闊，呂浩.基于PLC的PID過程控制實驗裝置的研發[J].當代教育實踐與教學研究，2017（11）：235.