火星探除系统与生产设备的联动关系

■梁飞〔北京　100052〕

火星探除系统与生产设备的联动关系

■梁飞
〔北京100052〕

棉花是易燃品，在加工过程中，石子、铁器等硬杂物与机器运动部件的撞击或棉纤维与机器内壁结构的摩擦很容易打火或发热，籽棉和皮棉的传输都依靠气力输送，而火星借助风力更容易燃烧起火。棉花加工生产线上容易引起火警的主要位置是机器喂棉管道入口附近、轧花机皮棉道和总集棉管道。当检测探头发现火星时，探除系统主机会立刻发出执行命令，使设定的继电器得电动作，常开触点瞬间闭合或常闭触点瞬间断开，从而控制生产设备开箱或停机，这种联动信号相当于手动开箱或手动停机。现笔者将轧花机的开合箱控制原理和火星探除系统的执行原理介绍一下，并对两者之间的联动关系进行深入分析，对含火棉流剔除问题做些探讨。

一、开合箱控制原理

由于轧花机生产厂家不同、机型不同，因此开合箱控制电路原理略有差异，但实质都是控制驱动电机的运转方向。在轧花机操作面板上设置一个开箱按钮和一个合箱按钮，同时生产线总控制台上也设有与其并联的两个按钮。典型的控制电路如图1所示。

图1中的1SB2为开箱按钮，2SB2为合箱按钮，分别控制两个接触器工作，使电动推杆进行正反向运转，从而实现开箱或合箱。为了电气设备的安全，两个接触器的常闭触点电气互锁，两个复合按钮(操作时常闭触点先断开，常开触点后闭合，两者有一定的时间差，目的是确保安全互锁)常闭触点机械互锁，并安装了两个开合箱限位行程开关及热过载继电器等。当需要开箱时，按一下开箱按钮1SB2，接触器KM1得电吸合并自锁，电动推杆正向运转，当开箱到位时，撞上限位行程开关SP1，其常闭触点断开，切断了KM1线圈电源，接触器KM1释放，电动推杆停止运转；按一下合箱按钮2SB2，接触器KM2得电吸合并自锁，电动推杆反向运转，当合箱到位时，撞上限位行程开关SP2，其常闭触点断开，切断了KM2线圈电源，接触器KM2释放，电动推杆停止运转。实际的控制电路还与喂花或锯轴等控制电路有连锁控制。

图1　典型的控制电路图

二、联动接线方法

在火星探除系统主机上可预先设置某些检测探头对应某个继电器，继电器上有无源常开触点(NO)和常闭触点(NC)，对于前面列举的轧花机工作箱控制电路来说，应该将继电器常开触点并联到开箱按钮1SB2的常开触点上。虽然接线方法很简单，但是必须确保安全可靠，具体操作时应注意以下几点：

(一)如何接线

火星探除系统主机上的触点都已连接到主机箱内的接线端子上，只要按端子标号接上两根导线到按钮即可。

(二)弄清生产线总控制台上开合箱按钮的触点属性

一般情况下总台操作面板上都有一套起停按钮并有文字标签，在总台面板下方可看到按钮的接线，而且所有接线也都集中到一个较长的接线端子排上了，接线端子排上的线号一定与按钮端子上的一致，必要时拿万用表检测一下是否为常开触点、触点接线端子与端子排是否相通。

(三)灵活运用继电器触点

一般生产规模的棉花加工厂轧花机组为4台~6台，还有许多辅助设备，关键点也需要检测及联动控制。火星探除系统主机上的继电器数量、触点数量有限，一个继电器要控制多台设备，但必须弄清继电器触点的极数。如果是2极继电器，有2组常开和2组常闭转换，只能控制2台轧花机开箱；如果是4极继电器，有4组常开和4组常闭转换，则能控制4台轧花机开箱。所以要实现多机联动就要灵活运用继电器触点，必要时可扩展继电器数量或者使用4极继电器，至于哪些探头发现火情需要哪些继电器动作是可通过主机系统参数设置来完成的。

总之，集棉管道汇聚到总集棉管道，单独拉开一台轧花机的工作箱意义不大，应该切断所有的后续棉流才便于检查处理隐患，所以应立刻全部开箱，停止喂花和轧花。货场机器喂棉入口管道附近报警时，应停止货场喂棉并打开通大气阀。喂棉机的停止按钮是常闭触点，应将火星探除系统主机上某继电器的常闭触点串联到喂棉机停止按钮线路上。通大气阀控制原理与开合箱原理一样，需要一个常开触点并联到通大气阀打开按钮上。

做联动接线前一定要与轧花厂电工充分沟通，避免与现有的联动或连锁发生冲突，造成电路故障，影响安全生产。

三、排火机构的探讨

(一)位置的选择

抓住两头是关键。喂棉口是籽棉进厂的第一关，其中含有一些危险的重杂物，很容易产生打火现象，在喂棉管道上设置排火机构可为后续籽棉清理和轧花工艺提供一定的安全保障。总集棉是皮棉打包前的最后关卡，在集棉管道汇总管与集棉尘笼之间设置排火机构可为打包入库皮棉消除火患。

(二)执行机构的设计

前面叙述的联动所应用的都是继电器的无源常开或常闭触点，控制的是生产设备，如果将某个继电器的常开触点一端接上220 V电源，就成了有源触点，再配一根零线，从接线端子上引出连接到排火机构电源上就形成了可控电源。在报警和联动的同时可以开启气动阀门，通过气缸驱动翻板机构将含火棉流经过旁路管道剔除到废棉箱中。这是目前棉纺企业的基本排火方式，但是有一定的局限性，因为棉纺企业皮棉输送量仅300 kg/h~600 kg/h，风速8 m/s~12 m/s，管径细、压力小，只需较小的动力即可驱动翻板结构。

但是，轧花厂单根管道籽棉输送量为7.5 t/h~ 8.5 t/h，有的甚至可达十几吨，输送风速24 m/s~ 26 m/s，总集棉管道皮棉输送量5 t/h~6 t/h，风量可达35 000 m3/h~45 000 m3/h。管道直径大、静压大、风机功率大，关闭风机至少需要十几秒，而皮棉在管道中流动时间仅2 s左右，2 s后再开始排火已经没有意义。外吸棉管道喂棉口距离车间50 m左右，从探头检测到火星发出信号到主机给继电器线圈上电再到排火机构电器元件完成动作，这段反应时间已经接近0.5 s，执行机构的机械装置动作时间很难控制在1.5 s以内完成。如果不关闭风机又不利于机械动作，总之轧花厂工作环境特殊，生产量大、冬季寒冷，安装空间距离有限，要实现快速、精准剔除含火棉流确有一定困难。应考虑先打开补风口消除机械阻力再通过气动装置快速打开旁路通道剔除含火棉流，必须对整个执行过程中电气、机械的每个细节所需时间进行精确的设计计算和现场试验。☆

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