一、概述
棉花高價(jià)位導(dǎo)致下游服裝紡織企業(yè)以化纖代替棉花，給滌綸短纖維的生產(chǎn)線(xiàn)生產(chǎn)廠商帶來(lái)新的發(fā)展空間。環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)主要用于前紡段紡絲生產(chǎn)線(xiàn)，對(duì)冷卻后的紡絲質(zhì)量起到極其重要的作用。環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)在硬件上采用了西門(mén)子PLC、國(guó)內(nèi)高穩(wěn)定性現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量?jī)x表、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，充分使用計(jì)算機(jī)技術(shù)、PLC控制技術(shù)、PID調(diào)節(jié)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，并且整個(gè)環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)通過(guò)硬件設(shè)備和軟件功能的有機(jī)結(jié)合，使其穩(wěn)定可靠、功能完善且人機(jī)界面友善良好，是一套硬件和軟件先進(jìn)、性能穩(wěn)定可靠的監(jiān)控系統(tǒng)。
二、環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)控制方案
1、控制方式
環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)PLC采用總線(xiàn)控制方式，分為一個(gè)主站和四個(gè)遠(yuǎn)程I/O站。生產(chǎn)線(xiàn)操作人員通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)儀表和設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和操作。
環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)自動(dòng)、連續(xù)地檢測(cè)并記錄、顯示出生產(chǎn)過(guò)程中各工藝環(huán)節(jié)、各個(gè)時(shí)段的壓力設(shè)定值、壓力和流量的實(shí)測(cè)值、以及調(diào)節(jié)閥開(kāi)度值等生產(chǎn)數(shù)據(jù)以及生產(chǎn)設(shè)備的運(yùn)行工況等。
2、控制水平
環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)生產(chǎn)線(xiàn)情況由多個(gè)工位組成，通過(guò)總風(fēng)管變頻風(fēng)機(jī)對(duì)風(fēng)道風(fēng)壓進(jìn)行恒壓控制，工作狀態(tài)下使風(fēng)道壓力≥1800Pa（包括管道系統(tǒng)壓）、單位送風(fēng)量≥2700m3/h、送風(fēng)速度≥7m/s，各個(gè)工位進(jìn)風(fēng)量由支分管進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)，每個(gè)工位進(jìn)風(fēng)量均有獨(dú)立PID調(diào)節(jié)系統(tǒng)控制，每個(gè)工位均可獨(dú)立投入或切除，對(duì)其他工位基本不造成影響。環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)采用西門(mén)子PLC，在正常情況下現(xiàn)場(chǎng)工作人員可在現(xiàn)場(chǎng)操作站（觸摸屏HMI）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行操作；在設(shè)備異常或故障時(shí)，通過(guò)閃光報(bào)警儀提供報(bào)警，提示操作人員進(jìn)行相關(guān)檢查和設(shè)備故障處理。
3、控制回路
A、進(jìn)風(fēng)控制系統(tǒng)
測(cè)量原理：氣體通過(guò)管道，當(dāng)它流經(jīng)節(jié)流件時(shí)，流速將在文丘里管喉頸處形成局部收縮，因而流速增加，靜壓力降低，于是在文丘里管喉頸處前后便產(chǎn)生差壓。氣體流量越大，產(chǎn)生的壓差越大，這樣可根據(jù)差壓來(lái)衡量管道內(nèi)氣體流量大小。文丘里管、差壓變送器、PLC、角行程電動(dòng)執(zhí)行器和風(fēng)門(mén)組成風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)，通過(guò)PID調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)開(kāi)度確保進(jìn)風(fēng)管出口風(fēng)壓和風(fēng)量穩(wěn)定，從而滿(mǎn)足工藝要求。
B、回風(fēng)控制系統(tǒng)
通過(guò)獨(dú)立測(cè)量各回風(fēng)支管靜壓，通過(guò)PID調(diào)節(jié)獨(dú)立各工位電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度，自動(dòng)將各個(gè)工位風(fēng)道壓力保持在適合范圍內(nèi)。
全套環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制軟件充分體現(xiàn)風(fēng)量控制系統(tǒng)的技術(shù)特點(diǎn)，不僅能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線(xiàn)實(shí)時(shí)控制、優(yōu)化操作，而且能完全保證環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠、安全運(yùn)行。
三、環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)主要設(shè)備
1、PLC
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)的I/O點(diǎn)數(shù)，選用國(guó)際知名品牌西門(mén)子S7-200系列PLC。
2、文丘里管
風(fēng)量檢測(cè)選用經(jīng)典文丘里管道，通過(guò)成熟的經(jīng)典文丘里管道測(cè)量技術(shù)，可計(jì)算出管道內(nèi)流體產(chǎn)生的差壓，并且通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算公式推算出管道內(nèi)流體的實(shí)際流量。
差壓變送器是差壓式流量計(jì)的核心部件，為滿(mǎn)足高精度和高穩(wěn)定性要求，我們選用昌暉儀表制造有限公司高穩(wěn)定性單晶硅差壓變送器。
4、風(fēng)壓變送器
在風(fēng)量測(cè)量或鍋爐爐膛負(fù)壓測(cè)量等小量程壓力測(cè)量中，微差壓變送器必須同時(shí)滿(mǎn)足高精度、穩(wěn)定性和低溫度漂移的技術(shù)要求，不然在使用中需要頻繁對(duì)變送器進(jìn)行校驗(yàn)。為滿(mǎn)足系統(tǒng)長(zhǎng)期可靠、穩(wěn)定運(yùn)行要求我們選用昌暉儀表制造有限公司單晶硅微差壓變送器，量程分為為0-2000Pa和-100～100Pa，此變送器在國(guó)內(nèi)多方應(yīng)用驗(yàn)證，配合PLC控制系統(tǒng)，能很好滿(mǎn)足紡織行業(yè)用戶(hù)對(duì)測(cè)量和控制精度、產(chǎn)品長(zhǎng)期穩(wěn)定性要求。
5、風(fēng)閥及執(zhí)行機(jī)構(gòu)
風(fēng)閥采用無(wú)泄漏密封式蝶閥，連接方式為法蘭連接，在實(shí)際使用中管道氣體不會(huì)向外泄露。執(zhí)行機(jī)構(gòu)與風(fēng)閥配套，選用PSQ角行程執(zhí)行器，可接受PLC控制信號(hào)并能將執(zhí)行機(jī)構(gòu)故障反饋給PLC，該執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制精度高、誤差小、維護(hù)量極小。
6、觸摸屏
上位機(jī)（HMI）選用西門(mén)子觸摸屏，方便與西門(mén)子PLC進(jìn)行通訊，操作簡(jiǎn)單直觀。用戶(hù)可通過(guò)觸摸屏對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、儀表的運(yùn)行、控制、報(bào)警等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置和修改，以滿(mǎn)足各種實(shí)際生產(chǎn)需要。并且環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)上位機(jī)可以針對(duì)不同權(quán)限的操作進(jìn)行判斷，開(kāi)放不同程度的管理界面。用戶(hù)可自行定義操作員權(quán)限及口令，以達(dá)到安全生產(chǎn)和管理的功能。
環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)經(jīng)過(guò)上海二紡機(jī)股份有限公司現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試、使用和反饋，環(huán)吹裝置風(fēng)量自動(dòng)控制系統(tǒng)能很好地滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要，自動(dòng)化程度高，得到用戶(hù)肯定。
