人造纖維絲束切斷機(jī)控制系統(tǒng)改造
吉林奇峰化纖股份有限公司 秦洪香
摘要: 本文通過對人造纖維絲束切斷機(jī)控制系統(tǒng)的改造實(shí)例，論證了提高速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、張力控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及可靠性的方案，同時也提出了控制柜體散熱系統(tǒng)的風(fēng)送構(gòu)成方案。
關(guān)鍵詞：PLC 張力調(diào)節(jié) 人機(jī)界面 觸摸屏
一、 前言
吉林奇峰化纖股份有限公司紡絲車間所采用的絲束切斷機(jī)為江蘇華綸化纖機(jī)械廠生產(chǎn)的SCII型絲束切斷機(jī)，配以同廠生產(chǎn)的VD817B捕結(jié)器，SD815型張力架及S701B型曳引機(jī)構(gòu)成化纖絲束切斷系統(tǒng)。其邏輯部分采用LG公司的K32P-DRS型PLC，速度給定、調(diào)整部分采用電位器組，調(diào)速部分采用富士公司的5000G9S型變頻器。該機(jī)組于1998年5月投入使用至今，由于長時間使用，且使用環(huán)境多粉塵，造成由電位器組構(gòu)成的調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)常失靈，致使張力系統(tǒng)失控，導(dǎo)致長短絲的出現(xiàn)，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了解決這一問題，且滿足控制部分能夠更加人性化的要求，公司領(lǐng)導(dǎo)決定，在原有的設(shè)備基礎(chǔ)上，改造控制系統(tǒng)。
二、 問題提出
經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，原系統(tǒng)除調(diào)速系統(tǒng)由于使用時間過長而出現(xiàn)的問題外，機(jī)組還存在下列問題需要改進(jìn)：
1、 邏輯控制部分，由于原PLC輸入點(diǎn)數(shù)有限，致使一些控制點(diǎn)在PLC外圍采用串、并聯(lián)的方式構(gòu)成邏輯關(guān)系以后再輸入PLC，致使PLC外圍電路復(fù)雜，不利于故障查找處理。
2、 在更換絲束品種時，由于不同規(guī)格絲束自身卷曲度不同，因此其張力不同，切斷機(jī)，曳引機(jī)，張力架三者之間的速度匹配既需要調(diào)整，又由于原調(diào)速系統(tǒng)由電位器組購成，因此調(diào)整比較困難，需反復(fù)試驗(yàn)。
3、 速度設(shè)定采用電位器組，人機(jī)交互不透明，其各種規(guī)格絲束在速度調(diào)整匹配上只能構(gòu)成經(jīng)驗(yàn)比，不能形成制度化。
4、 控制柜內(nèi)粉塵容易堆積，不利于散熱。
以上四個問題確定后，技改方案隨即確定，采取保留富士變頻器5000G9S，更換PLC為模塊化結(jié)構(gòu)的PLC，以便能夠適應(yīng)輸入輸出點(diǎn)數(shù)量的需要。速度給定、調(diào)整部分取消電位器組，更換為人機(jī)界面，觸摸屏，速度張力等信號均由觸摸屏輸入，PLC內(nèi)部進(jìn)行運(yùn)算。改變控制柜體排風(fēng)散熱方式，降低柜內(nèi)溫度及粉塵數(shù)量。
三、 改造方案
1、 硬件選型：考慮到維護(hù)人員對PLC系統(tǒng)的比較熟悉，多臺機(jī)組集中控制的可行性，以及人機(jī)交互的方便的要求，保證惡劣條件下運(yùn)行的穩(wěn)定性等前提，PLC硬件選型為西門子公司的S7-300系列。S7-300系類PLC其板卡的可組態(tài)性完全解決了PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)量有限制的問題。
具體選型如下：
CPU :6ES7 314-1AE01-0AB0；
數(shù)字量輸入卡:6ES7 321-1BL00-0AA0；
模擬量輸入卡:6ES7 331-1KF00-0AB0；
數(shù)字量輸出卡:6ES7 332-1BH01-0AA0；
模擬量輸出卡:6ES7 332-5HF00-0AB0；
人機(jī)界面選為西門子公司的OP177B觸摸屏
2、 軟件組態(tài)
（1） 邏輯控制部分 考慮到崗位工人、維護(hù)人員對現(xiàn)場操作的熟悉程度，以及原來系統(tǒng)邏輯關(guān)系本身較為嚴(yán)密，具有相應(yīng)的本安系統(tǒng)等原因，改進(jìn)后的系統(tǒng)即采用了與原系統(tǒng)相近的邏輯控制關(guān)系，只是將原來系統(tǒng)中在PLC外圍構(gòu)成的邏輯電路的各控制點(diǎn)單獨(dú)送入PLC中，以軟件方式進(jìn)行邏輯運(yùn)算。
（2） 速度調(diào)整部分 原電位器構(gòu)成的速度調(diào)整系統(tǒng)中共有切斷點(diǎn)動、切斷單動、曳引單動、聯(lián)動低速、聯(lián)動高速、曳引聯(lián)動低速、曳引聯(lián)動高速、切斷聯(lián)動低速及切斷聯(lián)動高速等幾套調(diào)速單元構(gòu)成。其中，切斷點(diǎn)動、切斷單動、曳引單動屬于獨(dú)立調(diào)速單元，切斷聯(lián)動低速、曳引聯(lián)動低速在聯(lián)動低速情況下有效；曳引聯(lián)動高速、切斷聯(lián)動高速在聯(lián)動高速情況下有效。各個調(diào)速單元根據(jù)短纖打包機(jī)邏輯指令要求或者操作工人為按鈕輸入進(jìn)行切換。張力架電位器用于調(diào)整切斷機(jī)刀盤與曳引機(jī)導(dǎo)絲輥之間的速度匹配，構(gòu)成張力調(diào)節(jié)。
3、 機(jī)柜改進(jìn)
由于控制柜體安裝在現(xiàn)場，由于現(xiàn)場粉塵多、變頻器散熱量較大、PLC熱穩(wěn)定性較差的原因，這就存在通風(fēng)口被粉塵遮擋，排風(fēng)不暢等不利于設(shè)備散熱的因素，因此借此機(jī)會對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，以避免這一不利因素。
原來柜體通風(fēng)系統(tǒng)是在柜體上端安裝一臺排風(fēng)扇，引風(fēng)口設(shè)在柜體下端，這樣，雖然能夠?qū)⒐駜?nèi)的熱氣排出，但同時也將外界粉塵吸進(jìn)柜內(nèi)，散熱功效不大。
改進(jìn)后將風(fēng)扇裝于柜體低端，且改向外排風(fēng)為向柜內(nèi)吸風(fēng)，使柜內(nèi)形成正壓，風(fēng)扇外加濾網(wǎng)，定期清潔。這樣外界粉塵就不會進(jìn)入柜內(nèi)，考慮到熱氣向上這一物理現(xiàn)象，柜體排風(fēng)口設(shè)于柜體頂端，有效地將柜內(nèi)熱氣排出柜外。
四、 結(jié)束語
通過以上的改造，有效地解決了絲束切斷機(jī)存在的問題，提高了速度調(diào)節(jié)部分，張力調(diào)節(jié)部分的穩(wěn)定性及可靠性，從而穩(wěn)定了產(chǎn)品的質(zhì)量。同時，系統(tǒng)的改造，減少了外部接線、外部電路的數(shù)量，同時，柜體散熱系統(tǒng)的改造也提高了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時使工藝操作工的操作方法簡便化，便于積累操作數(shù)據(jù)。
參考文獻(xiàn)：
1廖常初 S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù) 機(jī)械工業(yè)出版社2005
2 宋柏生 PLC編程理論、算法及技巧 機(jī)械工業(yè)出版社2006
3 崔堅(jiān) 西門子工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通信指南 機(jī)械工業(yè)出版社 2005
