FA022 型多仓混棉机电气控制

FA022型多仓混棉机电气控制
FA022型多仓混棉机适用于各种原棉、棉型化纤和中长化纤的混合，它是利用多个棉仓，以棉流不同时喂入而同时并列输出达到混合目的。

如图3-1所示为FA022型6仓混棉机的结构图。

图3-1 FA022型6仓混棉机
1－电气控制2－输棉风机3－进棉管4－回风道5－挡板活门6－给棉罗拉7－打手
8－混棉道9－配棉道10－棉仓11－网眼板12－光电管13－出棉管14－换仓压力开关
一、电路特点
1. 多仓混棉机采用气压－电气控制方式，空气流带着纤维按一定程序逐仓喂棉。

即从第一仓开始，顺序喂棉，直到最后一仓。

仓外安装有空气压力开关，当仓内棉量超过一定容量时，堵塞网眼板，使仓内气压增大，当达到气压设定值时，电磁阀使相关仓挡板活门翻转，实现换仓输入。

2. 除自动换仓方式外，还可实现手动换仓、出空仓和快速换仓。

3. 安装在第二仓观察窗处的光电（对）管决定后方机台供料。

当第一仓被充满时，若第二仓内原料高度低于光电管的位置，则打开进棉管中的总活门，进行逐仓喂料。

当第一仓被充满时，若第二仓内原料高度高于光电管的位置，则后方机台停止供料，同时
关闭进棉管中的总活门。

各仓储棉的高度始终保持如图3-2所示的阶梯状分布。

图3-2 各仓储棉高度
二、主电路
图3-3 FA022多仓混棉机主电路
主电路如图3-3所示。

主电路有5台电动机，M1是输棉风机电动机，M2、M3是打手一、二电动机，M4、M5是给棉罗拉一、二电动机。

各电动机均有过载和短路保护。

变压器T1输出220V供PLC控制电路用，输出12V供故障指示灯电路用。

三、PLC控制电路
图3-4 FA022多仓混棉机PLC控制电路
PLC控制电路如图3-4所示。

FA022多仓混棉机PLC型号为SR-21（无锡光阳）。

工作电压为AC220V，输出类型为继电器。

16路输入模块定义号为：000~007、102~107共16个点；
8路输入模块定义号为：010~017共8个点；
8路输出模块定义号为：020~027共8个点。

16路输出模块定义号为：030~037、130~137共16个点。

PLC输入端子的定义号与功能如表3-1所示。

表3-1 输入端子定义号与功能
定义号功能
000 风机启动（开关S1）
001 风机电动机过载（FR1）
002 打手启动（开关S2）
003 打手电动机过载（FR2、FR3）
004 给棉罗拉启动（开关S3）
005 给棉罗拉电动机过载（FR4、FR5）
006 手动/自动/出空旋钮（开关S7）
007 手动/自动/出空旋钮（开关S7）
102 手动换仓（S4、S5）
105 换仓压力开关（SP2）
106 光电开关（S）
107 快速换仓开关（S6）
011 防轧打手一测速传感器（SQ4）
012 防轧打手二测速传感器（SQ5）
013 后方机台要棉信号
014 总活门限位开关
PLC输出端子的定义号与功能如表3-2所示。

表3-2 输出端子定义号与功能
定义号功能
020 风机接触器（K1）
021 打手一接触器（K2）
022 打手二接触器（K3）
023 向前方机台发出要棉信号（KA）；（H10）、黄
024 风机故障指示灯（H4）、绿
025 打手故障指示灯（H5）、绿
026 给棉故障指示灯（H6）、绿
027 轧车故障指示灯（H7）、绿
030 一仓指示灯（H1）、绿
031 二仓电磁阀（YV2）；（H12）、绿
032 三仓电磁阀（YV3）；（H13）、绿
033 四仓电磁阀（YV4）；（H14）、绿
034 五仓电磁阀（YV5）；（H15）、绿
035 六仓电磁阀（YV6）；（H16）、绿
132 总活门电磁阀（YV）
133 给棉罗拉一接触器（K4）
134 给棉罗拉二接触器（K5）
135 仓压指示灯（H8）、绿
136 锂电池缺电指示灯（H9）、红
四、PLC程序与注释
PLC程序与注释如图3-4、图3-5所示，对其主要工作原理分析如下。

图3-4 PLC程序与注释1
图3-5 PLC程序与注释2
1. 风机启动程序1、2行是风机电动机控制程序段，采用单按钮进行启动/停止控制。

PLC运行时，特殊辅助继电器374产生一扫描脉冲对C600复位。

按下风机控制按钮S1，输入继电器000接通，计数器C600计数为1，C600（1）接点接通，输出继电器020接通，风机电动机M1通电运转。

第二次按下风机控制按钮时，C600自复位，C600（1）断开，输出继电器020断电，风机电动机M1失电停转。

当风机电动机过载时，001接通，C600复位，风机电动机M1失电停转。

2. 打手启动程序3、4行是打手电动机控制程序段，打手也是采用单按钮进行启动/停止控制，21、22是控制打手电动机的输出继电器。

在打手启动时，时间继电器T604线圈通电，延时15S后才能启动给棉罗拉电动机。

3. 给棉罗拉启动程序5、6、7行是给棉罗拉电动机控制程序段，给棉罗拉也是采用单按钮进行启动/停止控制，133、134是控制罗拉电动机的输出继电器。

打手运转后，在后级要棉时，罗拉电动机启动运转。

4. 手动喂料与换仓在空仓情况下，启动本机输棉风机，由人工控制喂料从第一仓位开始逐仓喂到最后一仓止。

将选择开关S3拨到“手动”换仓位置，程序9行中006常开接点接通。

第一仓喂料合适位置时，按下手动换仓按钮S4，102接点通，辅助继电器161通电自锁，时间继电器T605通电延时。

T605延时10S后断开161自锁，同时T605产生的脉冲接通程序13行中计数器C607进行脉冲计数。

C607构成鼓形控制器进行顺序控制，当（C607）=1时，C607（1）接点通，输出继电器31通电，二仓电磁阀YV2通电动作，第二仓配棉道活门打开，原料即转到第二仓。

其余各仓喂料方法同前。

当最后一仓喂满时，可将选择开关S3拨到“自动”换仓位置。

5. 自动换仓
（1）手动喂料当最后一仓喂满时，将选择开关S3拨到“自动”换仓位置，启动本机打手及下道机台凝棉器，最后启动喂料。

（2）光电检测与控制当第二仓棉位高于观察窗光电管时，程序11行中106接点通，辅助继电器203通电，程序12行中输出继电器23断电，供料机台停止供料。

T634延时30S后输出继电器132通电，电磁阀YV通电，输棉管道总活门关闭，管道内余棉全部进入仓内。

当第二仓棉位低于观察窗光电管时，程序11行中106接点断，程序12行中输出继电器23通电，中间继电器KA通电，向供料机台发出要棉信号。

输棉管道总活门打开，
空气流带着纤维进入第一仓喂棉。

（3）气压检测与控制当达到气压设定值时，压力开关SP2动作，程序8行中105接点通，仓压指示灯H8亮。

利用时间继电器T603进行延时判断，以确定气压信号的真伪。

若T603能连续延时1.5S，则程序9行中辅助继电器161通电自锁，时间继电器T605通电延时。

T605延时10S后断开161自锁，同时T605产生的脉冲接通程序13行中计数器C607进行脉冲计数，C607构成鼓形控制器按仓位顺序自动换仓控制。

6. 出空仓在更换原料时，需要将各棉仓内的原料同时出空，把选择开关拨到“手动”位置，人工操作按钮，将供料机台原料全部平均分配到各棉仓相同高度时，再将选择开关拨到“出空”位置。

程序11行中007接点通，辅助继电器203通电，程序12行中输出继电器23断电，供料机台停止供料。

T634延时30S后输出继电器132通电，电磁阀YV通电，输棉管道总活门关闭，管道内余棉全部进入仓内。

这样，各棉仓的原料即可同时出空。

7. 快速换仓按下快速换仓按钮S6，程序26行中107接点通，辅助继电器200通电自锁，时间继电器T631、T632通电延时。

T631延时10S后，程序13行中C607对107接点计数，不断按下S6，则实现快速换仓。

T632延时20S后断开快速换仓程序行。

8. 打手防轧车在机器运行过程中，由于某种因素的影响，棉花堵塞在打手轴上，会造成打手运转速度下降，严重时电动机烧毁。

利用速度传感器监测打手的运行速度，与速度设定值进行比较，当打手速度低于设定值时，打手（给棉罗拉）自动停止工作。

程序27行中，在打手运转时，时间继电器T620构成4S振荡器。

程序28行中，打手一的速度传感器SQ4产生的脉冲信号通过输入继电器11接点送到C620计数。

T620每间隔4S时间使计数器C621复位一次，C621重新开始计数。

程序31行中，时间继电器T623通过C621（47）常闭接点通电延时。

当打手速度正常时，C621（47）常闭接点在4.2S内断开，T623复位后重新延时。

当打手一欠速时，C621（47）常闭接点不能在4.2S内断开，T623延时后动作，程序23行中T623接点通，辅助继电器170通电自锁。

程序3行中C601复位，程序4行中打手停止工作。

程序5行中C602复位，程序6行中给棉条件不具备，程序7行中给棉罗拉停止工作。

程序32～35行是打手二防轧车程序段，工作原理同打手一。

9. 故障指示程序24、25行是故障指示程序段，当发生电动机过载、打手速度下降和原料进仓时间过长故障时，程序24行中的负载电铃将响铃10S。

时间继电器T613、T614构成1S振荡脉冲。

程序25行中，T614接点间歇通断，使相应的故障指示灯闪亮。

处理故障后，按一下“给棉”按钮，指示灯停止闪烁。

作业题
一、简答题
1. 简述FA306A并条机电气控制的主要特点。

2. 简述FA306A并条机主电动机的控制特点。

3. 写出FA306A并条机启动和制动的工作原理。

4. T1变压器输出几种电压，供什么电路使用？
5. 启动、点动、停止、急停按钮分别接PLC的哪个输入端口？
6. 电机过载、罩门开关分别接PLC的哪个输入端口？
7. 机后断条接PLC的哪个输入端口？
8. 左侧故障接PLC的哪个输入端口？
9. 右侧故障接PLC的哪个输入端口？
10. PLC的输出端口分别接什么负载？
11. 为什么说PLC程序1～3行中T20构成10S振荡器？
12. 为什么说PLC程序7～8行中R2400构成脉冲振荡器？
13. 满足什么条件才能具备开车条件？
14. 程序中过满筒时间设定为多少？
二、选择题（选择正确答案的字母序号填入空格内）
1. 主电动机调速方式为（）调速。

A直流B变频C双速电动机
2. 计长脉冲输入PLC端口定义号是（）。

A I0
B I1
C I2
3. M100在（）的情况下通电。

A R253=R2002
B R253<R2002
C R253≥R2002
4. 若要选择第3班次生产，则R2000应为（）。

A K1
B K2
C K3
D K4
5. 若机后断条，则（）灯亮。

A 红
B 绿
C 黄
D 白
6. 若满筒，则（）灯亮。

A 红
B 绿
C 黄
D 白
7. 若出现左侧故障，则（）灯亮。

A 红
B 绿
C 黄
D 白
8. 若出现右侧故障，则（）灯亮。

A 红
B 绿
C 黄
D 白
FA022型多仓混棉机空仓问题的剖析及解决方法
经纬纺机无锡经纬纺织科技试验有限公司包晓峰
随着我国综合国力的提高，WTO的加入，纺织品出口份额的增加，市场对纺织产品质量提出了更高的要求，同时对棉纺厂怎样提高棉纱质量也提出了更高的标准。

在我国棉纺厂清花流程中，FA022型多仓混棉机被国内各个棉纺厂普遍采用。

FA022型多仓混棉机在生产使用过程中，经常会出现空仓现象，从而易造成供应脱节(后方机台FAl06储棉箱空仓)，严重影响棉卷不匀，最终影响成纱质量。

空仓原因剖析
(1)多仓要棉控制原理的缺陷
FA022型多仓混棉机要棉控制光电开关装在第二仓，由第一仓来控制，只要第二仓棉位高于光电开关，前方始终不会给棉，这种控制方式不够理想，只能解决一般正常情况下的供棉调节。

(2)抓棉机状态的影响
抓棉机运行状态的影响为：棉包倒包时，棉包高低不一样，影响空仓。

(3)FAl06凝棉器风量调节不当
FAl06凝棉器风量太大，造成末仓隔板网眼上吸有很多棉花，形成一种满仓假像，其实充棉量并不足，从而引起空仓。

(4)其它
手动灌仓时，操作不当使第二仓储棉太多，其它储棉量不足而引起空仓。

2 解决办法。

我们采取的主要措施是为每仓加装了光电开关，加装了故障保护和修改PLC程序。

2．1 每仓加装光电开关
FA022多仓混棉机的电控系统是采用华光SR-21可编程序控制器来进行自动化控制的，要棉和换仓是靠光电开关和压差开关来实现的。

我们在FA022型多仓混棉机原有基础上每仓上都加装了反射式光电开关，对PLC程序加以修改，既保留了以前要棉的控制方式，又实现哪仓要棉给哪仓供棉，几个仓同时要棉以优先级的供棉方式供棉(一仓、二仓同时要棉，先给一仓，以此类推)。

在改进时，我们加装一个转换开关，用于选择
不同的光电开关控制模式。

(1)改造前PLC程序梯形图见图1
给不给棉主要取决于161(PLC内部继电器)是否动作，若目前仓位在第一仓，30触点闭合，第二仓棉位低于光电开关，前级给棉。

若棉位高于光电开关，前级停止给棉，关闭总活门。

(2)改造后PLC程序梯形图见图2
从图2中可以清楚看出哪仓要棉给哪仓及同时要棉以优先级方式供棉。

如果每仓都满仓(03，05，101，106，107，17为光电开关的输入点，光电开关取常闭点)，254动作关闭总活门，其中251是每仓加装光电开关控制方式。

见图3。

2．2 故障的保护措施
(1)光电开关故障的保护措施
改造前的换仓是个循环过程，如果光电开关坏，FA022多仓混棉机只会循环换仓，不会有什么大问题，而改造后每仓都加装了光电开关(光电取常闭点PLC取常开点)若光电开关坏在第一仓(一仓是没有仓门的)，且其它仓都在满仓状态，满仓换仓后系统会认为此仓还没有满，还会再次跳到一仓继续给一仓供棉，这样反复供棉很容易将输棉管道堵死。

光电开关坏在其它仓，反映出仓门会频繁开关，我们在程序中加入保护程序，解决了此问题，见图4。

30～35为六个仓的触点，如果哪个仓在1 min内连续开关4次，系统认为光电开关故障，255接通，10s后T650接通，前方停止给棉，关闭总活门，输出136报警。

如出现故障，只有在排除故障后，按102复位开关方能开车。

(2)抓包机故障的保护措施
因抓包机故障在规定时间内未充满FA022多仓混棉机的棉箱，系统发出一个报警信号，提示挡车工迅速检查。

3 结束语
通过以上改造，每仓加装光电开关和PLC程序的修改，克服了多仓要棉控制的缺陷；加装了充棉超时报警，解决了抓棉机状态影响的空仓问题，实现哪仓要棉往哪仓供棉，解决了因FAl06凝棉器风量调节不当引起的末仓空仓现象。

同时在手动操作时，不管怎样充棉，只要棉位低于光电开关，前方就会给棉箱供棉，又解决了因手动充棉不当而引起空仓的影响。

经过我们近一年的使用，杜绝了空仓现象，因空仓引起的棉卷重不匀也得到了改善，提高了成纱质量。