摘要：本文介紹了氣動控制元件在條并卷聯(lián)合機上的設計應用，探討了氣動控制元件在HXFA368型條并卷聯(lián)合機應用過程中所解決的主要問題。

1.引言：
      隨著科技的飛速發(fā)展，紡織機械設備制造業(yè)也迎來了革命性的發(fā)展，當前紡機設備的發(fā)展特點主要體現(xiàn)在：觸摸式人機界面（HMI），可編程邏輯控制器（PLC）以及各種氣動控制元件的廣泛應用；目前不斷提高紡機設備的自動化程度以減輕操作者的勞動強度和提高紡織廠的生產效率成為紡織機械生產廠家的一個重要的研發(fā)設計宗旨。而自動化動作的實現(xiàn)則普遍需要通過用PLC來控制電磁閥以及氣缸等執(zhí)行部件來實現(xiàn)。條并卷聯(lián)合機是前紡中精梳準備工藝中生產效率最高的一種設備，HXFA368型條并卷聯(lián)合機的自動化動作的實現(xiàn)需要通過壓縮空氣驅動氣缸來實現(xiàn)，而壓縮空氣則是由PLC控制電磁閥來實現(xiàn)控制的。HXFA368型條并卷聯(lián)合機采用了亞德客的電磁閥和氣缸等氣動元件來實現(xiàn)自動動作的執(zhí)行。
2.應用設計
2.1 HXFA368型條并卷聯(lián)合機的氣動控制系統(tǒng)概述
      一個典型的氣動系統(tǒng)是由方向控制閥、氣動執(zhí)行元件、各種氣動輔助元件及氣源凈化元件所組成。 HXFA368型條并卷聯(lián)合機選用亞德客的電磁閥、氣缸、壓力表以及管接頭做為標準配置，主氣源進氣處先通過三連件后再進入主氣路，各個電磁閥用來作為相應動作單元上壓縮空氣通斷的控制，電磁閥則由PLC控制器來實現(xiàn)邏輯上的控制，氣缸的選用根據(jù)具體機械動作的實現(xiàn)來確定，氣缸運動的速度根據(jù)相應的節(jié)流閥來進行調節(jié)
2.2HXFA368型條并卷聯(lián)合機的動作流程概述
HXFA368型條并卷聯(lián)合機的部分動作流程圖：

            HXFA368型條并卷聯(lián)合機部分動作流程圖
      HXFA368型條并卷聯(lián)合機在當設定的棉網長度到時主電機轉為低速，電磁離合器分、扯斷棉網，主電機停，此時棉架快速上升，上升到位時打開夾盤，棉架暫停在最高位，開前門，前門打開后推棉卷，棉卷推出后推卷機構返回，推卷機構返回后關閉前門，前門關閉后棉卷架快速下降到最低位，然后再進入上空管的步驟；棉卷推出后執(zhí)行翻棉卷到小車的動作，翻棉卷機構返回后小車前進一步，推小車機構返回。
      HXFA368型條并卷聯(lián)合機各種動作的實現(xiàn)均是通過氣動執(zhí)行元件來實現(xiàn)的，在氣動控制系統(tǒng)中將壓縮空氣的壓力能轉換為機械能，驅動機構作直線往復運動、擺動和旋轉運動的元件，稱為氣動執(zhí)行元件。在條并卷聯(lián)合機中是采用電磁閥來控制氣缸來執(zhí)行動作的，而電磁閥的動作則由PLC來控制，在本設備的控制系統(tǒng)中采用了中達電通有限公司的DVP60ES型PLC來控制整個系統(tǒng)工作；電磁閥及氣缸則均選用亞德客有限公司的產品。
2.3 HXFA368型條并卷聯(lián)合機的自動動作的實現(xiàn)
      HXFA368型條并卷聯(lián)合機具有機電一體化程度較高的特點，其主動力由11KW的變頻電機通過變頻來實現(xiàn)變頻調速控制，各個分步動作的實現(xiàn)主要由電磁閥控制壓縮空氣驅動氣缸來實現(xiàn)動作控制，上下空管、翻棉卷、棉卷支架上升下降、推棉卷、小車前進、前防護門開合、空管倉落空管以及送空管機構上升下降等動作都對應著相應的電磁閥和氣缸，而整個動作的協(xié)調運作則有PLC控制器來實現(xiàn)控制功能，在此只做一個簡單的概述。
2.4控制電磁閥的PLC程序設計概述
      HXFA368型條并卷聯(lián)合機上的各種自動動作的實現(xiàn)是通過用PLC控制電磁閥來實現(xiàn)的，下面是一段對部分動作進行控制的步進程序。

在程序中：
     S41是“送空管上升”過程的控制，X17 是送空管機構上升限位位置檢測點，X30是棉卷夾盤左合到位檢測點，X31是棉卷夾盤右合到位檢測點，M131繼電器是實現(xiàn)對送空管機構上升動作的過程控制，程序中第一行的指令是在S41步進程序步的控制中當送空管機構沒有上升到上升限位點而且左右夾盤均沒有處于閉合狀態(tài)的條件下執(zhí)行送空管機構上升的動作。程序中第二行的M132繼電器實現(xiàn)對送空管機構下降的控制，第二行的指令是在S41步進程序步的控制中當送空管機構已上升到上升限位點時實現(xiàn)對送空管機構下降的控制。第三行程序的指令是當送空管機構已上升到上升限位點時程序進入S42步進程序段即夾盤上升1mm步進段。
      S42是“夾盤上升1mm”過程的控制，X16是送空管機構下降限位位置檢測點，第四行程序實現(xiàn)的指令是當送空管機構復位時將送空管機構下降的動作復位；第五行程序實現(xiàn)的指令是通過Y7來控制相應的電磁閥以便實現(xiàn)棉卷夾盤上升1mm的控制；第六行中的X33是棉卷支架上升1mm和下降限位的檢測點，第六行實現(xiàn)的指令是棉卷夾盤上升1mm后進入S43步進程序段。
      S43是“上升1mm后夾空管”過程的控制，第七行中的M129繼電器實現(xiàn)松開棉卷夾盤的控制功能，第七行實現(xiàn)的指令是對松開棉卷夾盤動作進行復位。第八行中的M124繼電器實現(xiàn)的是閉合棉卷夾盤的控制功能，本行的指令實現(xiàn)的是實現(xiàn)控制閉合棉卷夾盤的命令；第九行實現(xiàn)的指令是當左右棉卷夾盤閉合時進入S44步進程序段。
      S44是“棉卷支架上升、落空管”過程的控制，在第十行的程序中M513繼電器實現(xiàn)的是運行狀態(tài)下棉卷支架保持的的控制功能；第十一行中的M134繼電器實現(xiàn)的是空管倉落空管命令；第十三行執(zhí)行的是延時2秒后翻空管命令。第十四行中X25是彈簧板處空管檢測點，本行指令執(zhí)行的命令是彈簧板處有空管時進入S45程序步進段。
      S45是“換卷后啟動”過程的控制，第十五行執(zhí)行的是啟動低速運行控制指令。
      PLC通過對各個自動動作的限位點的檢測來實現(xiàn)對各個汽缸動作執(zhí)行的協(xié)調，氣缸是通過電磁閥控制的壓縮空氣來驅動的，具體動作執(zhí)行的是否到位是通過傳感器的檢測來確定的。汽缸的運行速度則是通過調節(jié)節(jié)流閥來實現(xiàn)調節(jié)的。
2.4控制電磁閥的人機界面程序設計概述
      在HXFA368型條并卷聯(lián)合機上為了便捷的實現(xiàn)對各種自動動作的分立調試在此應用了臺達DOP-AE10THTD型人機界面。通過人機界面可以方便的實現(xiàn)操作人員對各個電磁閥的實時控制，大大的方便了對各個自動動作的調試。
2.4.1 HXFA368型條并卷聯(lián)合機上通過人機界面控制和調試電磁閥執(zhí)行動作的界面設計。

在此界面中通過對打開棉卷夾盤，推棉卷，翻空管一次等觸摸鍵的操作可以實現(xiàn)對相應電磁閥的控制，電磁閥通過對壓縮空氣的控制來實現(xiàn)壓縮空氣對氣缸活塞的驅動進而實現(xiàn)相應的汽缸動作。在設備的調試過程中調試人員先通過調試設定界面中的觸摸鍵來控制單步動作的執(zhí)行，然后根據(jù)實際操作的需要來調整節(jié)流閥，以此實現(xiàn)對氣缸運行速度的調節(jié)。
3.HXFA368型條并卷聯(lián)合機氣動控制系統(tǒng)中常見故障及解決方法
 3.1電磁閥故障
      電磁閥做為一種執(zhí)行元件受控于PLC控制器，由于棉紡織設備長時間處于24小時運作狀態(tài)電磁閥長期動作易造成電磁閥吸合不到位或者徹底損壞兩種情況，電磁閥吸合不到位在HXFA368型條并卷聯(lián)合機上體現(xiàn)出來的狀態(tài)是間歇性動作故障，進而引起設備間歇性故障停車，在此種狀況下當對單個電磁閥進行檢測時又不好判斷出閥體塤壞，需要根據(jù)具體情況進行綜合判斷；在電磁閥徹底塤壞的情況下體現(xiàn)出來的故障情況是某個動作不執(zhí)行，在此情況下可以根據(jù)實際情況更換相應的電磁閥來解決問題。
3.2傳感器故障
      在設備自動動作執(zhí)行的過程中需要用傳感器對氣缸動作的執(zhí)行進行限位檢測以便PLC對設備的自動動作進行邏輯上的協(xié)調控制，檢測傳感器的選用一般有磁感應傳感器和接近開關兩種類型，檢測傳感器一旦損壞就會導致自動動作停留在某個動作位停止而不繼續(xù)往下執(zhí)行下一步動作。遇到這種故障情況時就應當根據(jù)自動動作執(zhí)行的情況來查找個并更換相應受損的傳感器。
3.3氣缸故障
     作為一種重要的執(zhí)行部件氣缸通常會因為長時間的運作而導致氣缸內部的活塞出現(xiàn)漏氣現(xiàn)象，這種故障情況下氣缸所表現(xiàn)出的現(xiàn)象是在壓縮空氣送入氣缸后氣缸不動作或者動作力度及行程達不到相應的要求，遇到這種情況時就應當對損壞的氣缸進行維修或者更換氣缸。
4結論語
      HXFA368型條并卷聯(lián)合機是一種自動化程度比較高的棉紡織設備，該設備是為棉紡織企業(yè)前紡工段中的精梳工序做準備的一種高效能棉紡設備，該型紡機設備經過多年來的改進提升總體性能和效率已經完全可以替代國外同類紡機設備如瑞士立達公司生產的E32型和E35型條并卷聯(lián)合機，而其價位卻僅為后者的三分之一左右，為國家節(jié)約了大量外匯。目前HXFA368型條并卷聯(lián)合機已經廣泛的應用在山東、河北、河南、陜西、甘肅以及湖南等多數(shù)棉紡織企業(yè)，其優(yōu)良的性能已經得到了棉紡織企業(yè)用戶的一致好評。

參考文獻：
[1]. 潭浩強.  C程序設計（第二版）.           北京：清華大學出版社，1999.12。
[2]. 王兆義.  小型可編程控制器實用技術.       北京：機械工業(yè)出版社，1997.7。
[3]. 胡壽松.  自動控制原理.                   北京：科學出版社，2001.2。
[4]. 周金冠.  精梳機研發(fā)創(chuàng)新與生產工藝設計.   北京：中國紡織出版社，2010.6。
[5]. DVP-PLC應用技術手冊.                   中達電通股份有限公司。
[6]. 殷洪義.  可編程序控制器選擇設計與維護.   北京：機械工業(yè)出版社，2002.11。