6MY168—17型智能軋花機是在6MY88—17型、6MY98—17型毛刷式鋸齒軋花機組的基礎上開發(fā)、研制出的新一代高效棉花整理成套設備。該設備在我國大型手摘棉整理工藝中特別具有代表性,它整理能力大,生產成本低,整理出的皮棉質量好。烘干系統(tǒng)保證了成套設備的穩(wěn)定性及可靠性,使清花、軋花設備保持在佳工作狀態(tài)。其子棉清理輥筒采納刺釘構件,回收輥筒采納齒條構件,減少了纖維損傷。軋花主動機采納和高效智能軋花設備6MY168—17型軋花機配套的6MPQ400—2800型皮棉清理機及智能6MDY400型打包機等先進設備,電氣采納全自動智能操縱,烘干設備采納塔式烘干機及熱風爐等配套設備。
剝絨采納新型高效的200型剝絨機,其工作箱采納幾何形,改善了棉子卷的運轉條件,提高了產絨及棉子處理量。它采納雙輥喂料,淌子板用不銹鋼材料,并相應增加了磁鐵夾裝置,幸免鐵雜物進入工作箱而損壞鋸片。它和168型大型軋花機配套使用,可降低生產成本。
(一)總體結構
本機主要由清花喂花部、軋花部、傳動系統(tǒng)組成。
(1)清花喂花部是一種提凈式清花喂花機,主要由喂花輥及調速裝置、開松輥、大齒條輥、小毛刷輥、回收齒條輥、鋼絲刷、格條柵及排雜絞龍組成。
(2)軋花部是軋花機的主要工作部分,它由前箱、中箱、后箱三部分組成。
(3)傳動系統(tǒng)由1.1kW行星擺線針輪減速電動機帶動前后喂花輥;由5.5kW6極電動機帶動清花部齒條輥筒;由1.5kW電動機通過蝸輪減速機(WPD080—1:40—A)實現(xiàn)開箱、合箱工作;由75kW4極電動機帶動鋸片滾筒及毛刷滾筒。
6MY168—17型智能軋花機的總體結構、電動機傳動等和6MY98—17型毛刷式鋸齒軋花機基本相同,但各關鍵部位均設置故障檢測裝置,可自動進行物料檢測和故障顯示,能較好地愛護關鍵部位不受損傷,提高了設備運轉率。
(二)PLC和觸摸屏的智能系統(tǒng)
傳統(tǒng)的軋花機受棉花的品級、子棉回潮率等復雜因素的影響,常常導致堵塞,影響工作效率和整理質量。6MY168—17型智能軋花機在PLC輸入端引入了模擬量(鋸軸毛刷電動機電流)輸入,使喂料電動機的速度隨軋花機中鋸軸毛刷電動機電流的變化而自動調整。軋花機負荷增加時,鋸軸毛刷電動機電流增大時,喂料電動機的速度自動減小;軋花機負荷減小時,鋸軸毛刷電動機的電流減小,喂料電動機的速度自動增加。這樣使軋花機受外界因素影響引起負荷變化時能穩(wěn)定工作,棉卷堵塞現(xiàn)象大大減少。也減少了各種開關(如按鈕、轉換開關)設備,節(jié)約了PLC輸入/輸出點數(shù),提供了良好的人機界面,為PLC的應用開發(fā)了一個新領域。因此,把觸摸屏和PLC結合起來,用于生產操縱過程,不失為一種好方法。
1.工藝流程對PLC操縱系統(tǒng)的要求
(1)工作箱必須處于合箱位置,才能啟動軋花機。
(2)軋花機啟動時各電動機的啟動順序依次為:
鋸軸毛刷電動機→清花電動機→喂料電動機
(3)軋花機停車時,各電動機的停車順序和啟動順序相反。
(4)運行過程中一旦有故障,首先打開工作箱,然后喂料電動機停車并報警。
(5)喂料電動機的速度根據(jù)工作箱內子棉卷的松緊自動調節(jié),隨鋸軸毛刷電動機電流的大小而自動變化。
2.系統(tǒng)硬件組成(圖8-11)

(1)PLC:PLC是整個操縱系統(tǒng)的核心,采納西門子公司S7—200系列的主控模塊CPU222。
CPU222有8個輸入點,6個輸出點,可連接2個擴展模塊,大擴展到78路輸入/輸出點或10路模擬輸入/輸出點。
(2)I/O模塊及接口:系統(tǒng)需要檢測軋花機主機電流并調節(jié)喂料電動機變頻器電壓,須增加1塊模擬量輸入/輸出模塊———EM235AI4/AQ1。
輸入端連接數(shù)字信號和模擬信號,其中,數(shù)字信號為工作箱合箱、開箱位置信號和各接觸器的輔助常開觸點;模擬信號為軋花機主機電流信號。
數(shù)字輸出端連接操縱各臺電動機動作的接觸器線圈;模擬輸出端連接操縱喂料電動機速度的變頻器。
(3)觸摸屏:系統(tǒng)采納西門子公司TP27式觸摸屏,PLC和觸摸屏之間用RS485接口進行通信連接。觸摸屏軟件開發(fā)使用專用組態(tài)工具———Protool軟件。
3.系統(tǒng)軟件設計
(1)PLC程序設計:為方便地增加或刪減程序模塊,也便于針對不同程序模塊進行完善,程序設計采納模塊化結構,整個程序包含初始化、啟動、智能PID運算、停車及事故報警等程序。
PLC程序模塊如圖8-12所示。

①初始化模塊:對全部使用的中間繼電器M、定時器T和數(shù)據(jù)寄存器D進行初始化處理,對一些需要初值的參量賦值(軋花機主機額定電流對應的數(shù)字量、變頻器電壓對應的數(shù)字量)。
設定變頻器電壓對應的數(shù)字量,采納人工智能的方法,根據(jù)多年的整理經驗,將子棉的等級、水分和其對應的變頻器電壓給定數(shù)字量編成表格,儲存在PLC中。在初始化程序中編制了查表程序,通過執(zhí)行查表程序,完成了變頻器 電壓對應的數(shù)字量的設定。
②啟動模塊:保證各設備按順序啟動。在后啟動設備的驅動支路中串聯(lián)前啟動設備的啟動信號和延時信號。
③智能PID模塊:其程序框圖如圖8-13所示。根據(jù)來自電流傳感器的信號,利用智能PID算法,操縱變頻器輸入電壓,改變變頻器輸出頻率,調節(jié)喂料電動機的轉速。此模塊是整個電氣系統(tǒng)改造的關鍵。
(2)觸摸屏軟件設計:使用Protool軟件在新畫面上配置各種部件,如按鈕、指示燈、數(shù)字顯示器和畫面選擇開關等。
該系統(tǒng)實現(xiàn)了“一人操作,一鈕啟動,一鈕停車”的操作方式,具有自動化程度高、運行可靠等優(yōu)點。采納對喂料電動機的智能操縱,解決了多年來存在的棉卷堵塞現(xiàn)象;采納觸摸屏作為人機交互工具,簡單直觀,便于操作。
6MY98—17型和6MY168—17型鋸齒軋花機的主要技術特征見表8-4。

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