1引言

在無紡布設(shè)備工藝流程中，完成纖維的混合及開松后，即可將其送入喂棉系統(tǒng)。喂棉系統(tǒng)的選用應(yīng)與纖維類型以及成網(wǎng)機(jī)形式相適應(yīng)，通常槽式喂棉機(jī)用于長度小于60mm的細(xì)旦纖維，更長的纖維或是粗旦纖維則應(yīng)采用帶振動槽的喂棉箱—氣壓型振動棉箱。本項目重點介紹的氣壓型振動棉箱現(xiàn)已通過研發(fā)并投入正常生產(chǎn)中。

2氣壓型振動棉箱簡介及控制要求

2.1振動棉箱

氣壓型振動棉箱是介于開清系統(tǒng)和梳理系統(tǒng)之間的重要工藝設(shè)備，如圖1所示。原料從上輸送管道進(jìn)入喂棉箱內(nèi)，通過控制箱內(nèi)上、下箱氣流壓力，以保證形成連續(xù)、均衡的喂給量；同時通過振動板的振動，使喂棉箱形成均勻一致的筵棉從喂棉箱下部輸出，喂入下道成網(wǎng)機(jī)。就成網(wǎng)機(jī)而言，由喂棉系統(tǒng)均衡、穩(wěn)定地輸出筵棉對纖網(wǎng)的質(zhì)量（單位面積重量以及長、短片段不勻率等）至關(guān)重要。

圖1氣壓型振動喂棉箱

2.2設(shè)計要求

要求建立完善的自動控制系統(tǒng)，利用先進(jìn)的自動化技術(shù)和工藝參數(shù)對喂棉箱進(jìn)行實時監(jiān)測和自動調(diào)節(jié)，使設(shè)備和工藝生產(chǎn)保持在最優(yōu)的運(yùn)行狀態(tài)，提高設(shè)備的運(yùn)行效率，主要包括以下幾點：

（1）pid和連續(xù)喂棉自動控制系統(tǒng)，通過設(shè)定適當(dāng)工藝參數(shù)如：上、下箱壓力，上、下限壓力報警和pid比例系數(shù)p和積分系數(shù)i，使喂給速度得到連續(xù)保證，從而使上、下箱壓力保持恒定。

（2）高速計數(shù)，利用plc特殊高速計數(shù)點實時監(jiān)測打手輥轉(zhuǎn)速的快慢，以便在出現(xiàn)原料堵塞之前及時做出合適的處理。

（3）實時監(jiān)測眾多工藝參數(shù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，如儲棉箱料位監(jiān)測，以便保證喂棉箱內(nèi)壓力的穩(wěn)定；實時監(jiān)測上、下箱壓力，以便在掛花或開清供棉不足時及時處理，保證生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

（4）建立集中控制系統(tǒng)，通過計算機(jī)發(fā)出集中啟動和集中停止命令，快速、準(zhǔn)確地完成生產(chǎn)設(shè)備的自動啟動或停車，并對所有設(shè)備進(jìn)行有效的聯(lián)鎖保護(hù)。

（5）mpi通訊的設(shè)定和實現(xiàn)，只是通過通訊設(shè)定即可解決通訊問題，簡潔、迅速。

3技術(shù)方案和實現(xiàn)方法

根據(jù)控制要求和實際所需控制點數(shù)選用西門子s7-200cn系列plc。cpu224主單元加em223擴(kuò)展i/o單元，人機(jī)界面選用西門子tp170b觸摸屏，實現(xiàn)較高的配置性價比。除預(yù)留兩個點作為備用外，設(shè)計上其他plc點都有充分利用，tp170b是單色5.7’屏，既能節(jié)約成本又能圖文并茂直觀顯示出所需工作畫面的內(nèi)容。具體控制原理詳如圖2所示。在工程實際中，應(yīng)用最為廣泛的調(diào)節(jié)器控制規(guī)律pid控制或pid調(diào)節(jié)，對于常見的的弱耦合單回路低階反饋系統(tǒng)是最有效的控制算法。喂棉箱上箱、下箱壓力設(shè)定值由工藝確定，根據(jù)不同原料和產(chǎn)量要求設(shè)定上下箱壓力值，選用pi算法。在實際調(diào)試中，通過人機(jī)界面先大致設(shè)定一個經(jīng)驗值k1，k2，然后根據(jù)調(diào)節(jié)效果修改參數(shù)值；同時喂給速度值通過pi調(diào)節(jié)可實現(xiàn)連續(xù)喂棉，界面中通過棒圖形象地表示連續(xù)喂棉的波動情況，如圖3所示。

圖3連續(xù)喂棉棒圖

3.1打手輥轉(zhuǎn)速實時監(jiān)測

利用plc特殊高速計數(shù)點實時監(jiān)測打手輥轉(zhuǎn)速的快慢，以便在出現(xiàn)原料堵塞之前及時做出合適的處理。利用s7-200cpu224專用高速計數(shù)點，6個獨(dú)立的高速計數(shù)器（100khz），hsc0-hsc5只有定義了計數(shù)器和計數(shù)器模式才能對計數(shù)器動態(tài)參數(shù)進(jìn)行編程，每個高速計數(shù)器都有一個控制字節(jié)，本程序里是以smb37為例，對smb37.7-smb37.0d7-d0為11001000轉(zhuǎn)化為十六進(jìn)制就是16#c8，用的是hsc0，mode0，對應(yīng)高速計數(shù)點是i0.0。機(jī)身上安裝有計數(shù)裝置，一圈發(fā)出一個脈沖，一秒鐘內(nèi)脈沖次數(shù)賦給vd5000，同時將hsc0復(fù)位一次，vd5000乘以60后把計數(shù)單位轉(zhuǎn)換為rpm/min（見附表）。

程序清單：

main

network10

ldsm0.5

eu

lps

movdhc0,vd5000

aeno

＊d 60,vd5000

lpp

hsc0

subrutine

network1

ldsm0.0//允許計數(shù)器；

movb16#c8,smb37

//更新當(dāng)前值，不更新預(yù)置值，設(shè)定計數(shù)方向為增；

//設(shè)定啟動和復(fù)位都為高電平有效；

//設(shè)定為1