石棉自动卷棉机的设计

杨平华

摘 要： 文章以欧姆龙PLC-CP1E为控制核心，以石棉丝为生产对象，控制可实现吹棉、卷棉、收棉等动作，由于是封闭生产，石棉粉尘大大减少石棉丝对生产工人的呼吸伤害，有效地提高生产效率。本文介绍了硬件的组成，以及为石棉生产过程的程序设计，利用MCGS设计了人机界面，设计出用于实际生产石棉丝的设备。

关键词： 石棉;欧姆龙PLC-CP1E;程序设计

自动化控制技术发展十分迅速，尤其是对人体危害比较大的相关行业，水泥行业、棉纺行业，以及石棉生产等相关企业，对已有的工厂加紧装备高效率的除尘装置，加强个人防护和定期体检。石棉自动卷棉机作为石棉行业生产中人工的替代设备得到了广泛的应用。针对石棉的污染问题，这里对石棉的生产工艺以及电气控制的原理进行介绍。

一、 系统设计方案

石棉的生产首先由石棉锅炉对石棉原料进行加热，石棉熔化为液体，通过石棉锅炉的下方流出石棉丝，经过大功率石棉吹风机进行吹干凝固，同时把凝固后的石棉丝吹放在生产线上，生产流水线下方有四个称重模块，称重模块测量石棉丝的重量，可以转化计算为长度，最后通过闸刀切断落在石棉容器中。整个过程不需要人工干预，所以是放在一个密闭的空间进行，防止了石棉对工人肺部的危害。石棉自动卷棉机如图1所示：

二、 电气控制系统原理

为了满足生产需要，石棉自动卷棉机电气系统主要包括：

1. 加热系统;

2. 石棉吹干控制系统;

3. 供料系统。其中加热系统包括温度传感器、加热丝;石棉控制系统包括变频器控制的额定功率，石棉吹风机随着温度变化逐渐把风机的功率开到最大;供料系统主要包括变频器，控制的三相交流电机带动石棉传送带机构，它可以根据要求送料，利用四个压力传感器反馈信号，经过处理、计算石棉自动卷棉机的重量，折算出长度。

三、 PLC软件设计

项目使用的控制器是OMRON-CP1E型PLC，它有24输入16输出共40个触点，可实现四轴高速脉冲输出，根据具体功能的需要，对PLC I/O触点进行分配;下面给出部分重要的电机控制输入输出点分配：如下表1所示：

程序思路如下，首先石棉锅炉加热，温度达到1200度，石棉开始熔化，锅炉下管道流出石棉液体，石棉吹风机开始工作，使石棉液体冷却变成石棉丝，变频器带动传送带工作，传送带往前运行，传送带1，传送带2，先后工作，石棉丝到达传送带2上方时，传送带2下的称重模块开始计算，四个角上的称重模塊，输出的模拟量值，其模拟量值也就是重量的平均值超过一定阀值，闸刀落下切断石棉丝，石棉丝自动落入石棉容器内，石棉容器上有一个封口杆，所有石棉丝落入容器内，容器自动封口以防止二次污染。石棉机工艺流程如图3所示。

四、 人机界面设计

对机器进行控制的人机界面表示如图4所示：为主控画面，主要是对用户操作的界面进行选择，包括运转界面、动作界面、参数设置、报警帮助、密码登录以及关于项目介绍。

这里重点介绍运转界面中的两个类型：自动操作界面以及手动操作界面。如图5，图6所示：

 五、 总结

自动化可编程控制器在国内的应用已越来越普及，有很多的厂家研制生产尤其是在对人体有伤害的行业，自动化控制可以在污染行业应用也越来越多，设备为石棉技术的生产提供一种新自动化的生产方式，也给有志于从事石棉行业生产的企业提供一种石棉生产新的解决思路。

参考文献：

[1]吴超，邹剑翔，马仕麟.基于S7-300PLC的PID水箱液位实验装置[J].企业技术开发，2018，37（1）：47-49+65.

[2]马仕麟，陆文阳，吴超，赵红顺，薄海阔，吕浩.基于PLC的PID过程控制实验装置的研发[J].当代教育实践与教学研究，2017（11）：235.