蒸化機機電一體化成環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計

蒸化機機電一體化成環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計摘要】鐘罩式無底蒸化機喂入式成環(huán)，采用機電一體化技術(shù),由交流變頻調(diào)速喂布、光電絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器環(huán)長監(jiān)測、單片機角度控制儀數(shù)據(jù)處理、無觸點固體電子繼電器控制電磁離合器的通斷，組成成環(huán)系統(tǒng)，提高了成環(huán)的可靠性，減少了停臺，且工藝管理方便?！娟P(guān)鍵詞】蒸化機機電一體化成環(huán)系統(tǒng)1前言長環(huán)蒸化機的成環(huán)機構(gòu)有吹風(fēng)、撈布、喂入等型式。鐘罩式無底蒸化機其能使織物在蒸化工藝過程接觸新鮮蒸汽，且使印花漿料中蒸發(fā)的化學(xué)物質(zhì)排逸出機箱，確保優(yōu)質(zhì)的固色工藝。由于蒸化是由水沸騰產(chǎn)生的蒸汽通過隔層墻板上升至頂部，然后在箱頂中間孔內(nèi)噴出,自上而下逐漸下降至蒸箱下部的排氣縫隙，逸出箱外，形成一蒸汽一大氣界面。故而蒸箱內(nèi)不允許存在氣流擾動，否則蒸汽層分布將受到破壞。因為喂入式成環(huán)機構(gòu)采用機械方式成環(huán),對蒸箱內(nèi)的蒸汽層沒有擾動，所以適用于鐘罩式無底蒸化箱。傳統(tǒng)的喂入式成環(huán)機構(gòu),由機械凸輪控制器、限位開關(guān)、繼電器、接觸器等元器件組合。在工作中經(jīng)常發(fā)生因機構(gòu)運行可靠性差，導(dǎo)致成環(huán)參差不齊，蒸化時間重演性差的弊端。筆者在蒸化機產(chǎn)品優(yōu)化設(shè)計時,電氣系統(tǒng)采用交流變頻調(diào)速控制進(jìn)布、喂布、出布、落布四個單元，成環(huán)則采用了機電一體化技術(shù)。2機電一體化成環(huán)系統(tǒng)的組成應(yīng)用機電一體化技術(shù)組成最優(yōu)裝備系統(tǒng)，有代法、結(jié)合（融合）法，組合（積木）法三種方法。在一般工作機中，最易采用取代的功能部件是控制器。用可編程控制器和微型計算機代替機械式的凸輪控制機構(gòu)、步進(jìn)開關(guān)、程序鼓、時間繼電器等接觸式強電控制器,不但能簡化機械結(jié)構(gòu)，而且可以提高產(chǎn)品的可靠性，改善工藝質(zhì)量。蒸化機喂入式成環(huán)機構(gòu)由交流變頻調(diào)速喂布、光電絕對值旋轉(zhuǎn)編碼器環(huán)長監(jiān)測，單片機角度控制儀數(shù)據(jù)處理控制組成。2.1控制器功能框圖圖1中五路輸出信號采用集電板開路形式與主控板隔離，分別控制成環(huán)過程的制動、慢上、快上、下限、錯碼。絕對值增量編碼器輸出D0-D8九路信號，以電纜線與主控板連接。按碼開關(guān)設(shè)置工藝相關(guān)參數(shù)。2.2環(huán)長監(jiān)測喂入式成環(huán)機構(gòu)的環(huán)長是喂入時旋轉(zhuǎn)角度的變換，要測環(huán)長則可通過角度的測量。碼盤式角度一數(shù)學(xué)編碼器是測量角度最直接的辦法之一，它具有很高的分辨率，而且精度高，可靠性強。絕對值光電碼盤不需要基數(shù)，也不需要進(jìn)行加減運算，它在任意位置都能給出一個固定的與被測軸位置相對應(yīng)的數(shù)學(xué)碼輸出,因此不存在計數(shù)誤差。由于具有機械式存儲功能，不會因停電或其它原因造成坐標(biāo)值的清除。絕對值光電碼盤采用了循環(huán)二進(jìn)制碼（格雷碼），在同一瞬時只有一個數(shù)位發(fā)生變化，因此，可以把誤差控制在一個數(shù)碼以內(nèi)，有效保證掃描同步。本系統(tǒng)選用TRD-K360編碼器，該編碼器直接讀出成環(huán)引導(dǎo)桿在成環(huán)過程的位置角度信號，饋入MAC電腦角度控制儀進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。2.3位置角度的控制研制的MAC-1型電腦角度控制器（簡稱MAC）,是一種以單片機為核心的工業(yè)控制儀表，其與絕對值增量型光電編碼器構(gòu)成精密的位置控制。蒸化時間的設(shè)定由工藝車速決定，而工藝車速則根據(jù)織物的工藝蒸化時間的指令查閱工藝相關(guān)表（見表1）。例蒸化時間為280秒,查表知相應(yīng)的成環(huán)按碼為15號，按動MAC上的按碼開關(guān)，直至示值“15”為止，此控制點編碼器角度為167度,所對應(yīng)的工藝車速為40m/min。成環(huán)編號一經(jīng)選定，蒸化時間及車速相應(yīng)確立。在設(shè)定車速時，低于表中所示車速，蒸化時間將延長;若高于表中所示車速，環(huán)長將超長，禁止使用。MAC成環(huán)編號1#~16#系單掛距布環(huán),17#~18#系雙掛距布環(huán)。雙掛距是為了適應(yīng)短時間蒸化工藝需要。MAC的17號及18號按碼數(shù)相關(guān)的蒸化時間為225秒和185秒，在需要短時蒸化可將控制屏上的“單雙掛布”旋鈕旋到“雙”位,則主鏈進(jìn)給二次，成環(huán)一次，使機內(nèi)織物總長減半，縮短織物在蒸化箱中的停留時間;若將旋鈕旋至“單”位，則變成主鏈進(jìn)給一次，成環(huán)一次的常規(guī)工藝。MAC上的成環(huán)按碼若誤選“0”或＞“18”視為錯碼。發(fā)生錯碼時,MAC發(fā)出成環(huán)錯碼保護(hù)信號，蒸化機自動停車,MAC顯示“Err”，未排除錯碼原因,蒸化機將開不出來。2.4成環(huán)過程MAC上電后，計算機首先讀入按碼數(shù)值，且在顯示器末二位顯示出按碼數(shù)值，同時判斷是否在1#~18#之間，如在，則允許進(jìn)入后續(xù)操作,若顯示錯信息“Err”,將封閉主操作回路，蒸化機不得“啟動”。在讀入正常按碼數(shù)值后,MAC即取出與按碼數(shù)值對應(yīng)的角度作為參考量，并讀入此時光電編碼器的角度值，與參考量作比較。如光電編碼數(shù)值大于或等于參考量，則進(jìn)入“快上”狀態(tài);反之,則處于“下行”狀態(tài)。此時MAC完成上電或復(fù)位后的初始狀態(tài)，轉(zhuǎn)入正常工作過程，然后將讀出的編碼器角度值與“下限”值（參考量）比較。如小于上限值，“下行”燈亮，傳動機構(gòu)下行作業(yè)，角度值不斷增加，當(dāng)角度值大于或等于“下限”值，則“下行”結(jié)束，進(jìn)入“上行”過程“快上”指示燈亮，傳動機構(gòu)快速上行作業(yè)，當(dāng)角度值等于54度時，進(jìn)入“慢上”工作行程“快上”指示燈熄滅，“慢上”指示燈亮，傳動機構(gòu)緩慢上行,當(dāng)角度值等于8度時，進(jìn)入制動工作行程“慢上”指示燈熄滅,“制動”指示燈亮，制動過程以編碼器讀出值小于8度結(jié)束。此時又進(jìn)入下一循環(huán)，如此周而復(fù)始整齊成環(huán)。各工作行程的變換，皆由無觸點電子固體繼電器接納MAC的指令，通斷相關(guān)的電磁離合器，使成環(huán)機構(gòu)改變工況。由于應(yīng)用了無觸點電子固體繼電器控制離合器，因此有效地解決了傳統(tǒng)成環(huán)系統(tǒng)中，采用接觸器頻繁通斷所致的誤動作弊端。3結(jié)語應(yīng)用機電一體化技術(shù)將檢測、控制、驅(qū)動、執(zhí)行與機體互相融為一體，使裝置緊湊、運行可靠，以精確監(jiān)控位置測控點，成功地改造了傳統(tǒng)的成環(huán)機構(gòu)。蒸化機機電一體化成環(huán)系統(tǒng)在國產(chǎn)2800mm門幅的蒸化機上應(yīng)用效果較佳。例如在進(jìn)口機上人造棉織物工藝成環(huán)欠正常，影響工藝進(jìn)行，而在技改的機電一體化成環(huán)系統(tǒng)上，生產(chǎn)實踐的成功，得到用戶贊賞。機電一體化成環(huán)系統(tǒng)提高了成環(huán)的可靠性，降低了停臺率，且工藝管理方便。1]宋心遠(yuǎn)，沈煜如.分散染料染色新工藝及理論(上)[J].染整技術(shù)，1999,(01).邵霞，蔡明訓(xùn).KB-S系列助劑用于涂料印花再探[J].染整技術(shù)，1999,(01).楊宏,潘艷艷，徐宏世.滌錦復(fù)合超細(xì)纖維產(chǎn)品染整工藝探討[J].染整技術(shù)，1999,(01).田恬，夏冬.燈芯絨織物煮漂合一工藝淺探[J].染整技術(shù)，1999,(01).梁高勇，張建春，朱容麗.滌綸/Lyocel混紡交織織物前處理工藝研究[J].染整技術(shù)，1999,(01).張平，朱巧生.人棉麻織物用卷染機前處理的生產(chǎn)實踐[J].染整技術(shù)，1999,(01).徐光耀，高悅心.純棉織物涂料單面印色雙面異色水洗布的研制[J