一、概述
棉花高价位导致下游服装纺织企业以化纤代替棉花，给涤纶短纤维的生产线生产厂商带来新的发展空间。环吹装置风量自动控制系统主要用于前纺段纺丝生产线，对冷却后的纺丝质量起到极其重要的作用。环吹装置风量自动控制系统在硬件上采用了西门子PLC、国内高稳定性现场测量仪表、计算机网络设备，充分使用计算机技术、PLC控制技术、PID调节和网络通信技术，并且整个环吹装置风量自动控制系统通过硬件设备和软件功能的有机结合，使其稳定可靠、功能完善且人机界面友善良好，是一套硬件和软件先进、性能稳定可靠的监控系统。
二、环吹装置风量自动控制系统控制方案
1、控制方式
环吹装置风量自动控制系统PLC采用总线控制方式，分为一个主站和四个远程I/O站。生产线操作人员通过现场触摸屏对现场仪表和设备进行监控和操作。
环吹装置风量自动控制系统自动、连续地检测并记录、显示出生产过程中各工艺环节、各个时段的压力设定值、压力和流量的实测值、以及调节阀开度值等生产数据以及生产设备的运行工况等。
2、控制水平
环吹装置风量自动控制系统根据生产线情况由多个工位组成，通过总风管变频风机对风道风压进行恒压控制，工作状态下使风道压力≥1800Pa（包括管道系统压）、单位送风量≥2700m3/h、送风速度≥7m/s，各个工位进风量由支分管进风调节阀调节，每个工位进风量均有独立PID调节系统控制，每个工位均可独立投入或切除，对其他工位基本不造成影响。环吹装置风量自动控制系统采用西门子PLC，在正常情况下现场工作人员可在现场操作站（触摸屏HMI）对现场设备进行操作；在设备异常或故障时，通过闪光报警仪提供报警，提示操作人员进行相关检查和设备故障处理。
3、控制回路
A、进风控制系统
测量原理：气体通过管道，当它流经节流件时，流速将在文丘里管喉颈处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在文丘里管喉颈处前后便产生差压。气体流量越大，产生的压差越大，这样可根据差压来衡量管道内气体流量大小。文丘里管、差压变送器、PLC、角行程电动执行器和风门组成风量调节系统，通过PID调节风门开度确保进风管出口风压和风量稳定，从而满足工艺要求。
B、回风控制系统
通过独立测量各回风支管静压，通过PID调节独立各工位电动调节阀开度，自动将各个工位风道压力保持在适合范围内。
全套环吹装置风量自动控制软件充分体现风量控制系统的技术特点，不仅能实现生产线实时控制、优化操作，而且能完全保证环吹装置风量自动控制系统长期稳定、可靠、安全运行。
三、环吹装置风量自动控制系统主要设备
1、PLC
根据现场统计的I/O点数，选用国际知名品牌西门子S7-200系列PLC。
2、文丘里管
风量检测选用经典文丘里管道，通过成熟的经典文丘里管道测量技术，可计算出管道内流体产生的差压，并且通过国家标准计算公式推算出管道内流体的实际流量。
差压变送器是差压式流量计的核心部件，为满足高精度和高稳定性要求，我们选用昌晖仪表制造有限公司高稳定性单晶硅差压变送器。
4、风压变送器
在风量测量或锅炉炉膛负压测量等小量程压力测量中，微差压变送器必须同时满足高精度、稳定性和低温度漂移的技术要求，不然在使用中需要频繁对变送器进行校验。为满足系统长期可靠、稳定运行要求我们选用昌晖仪表制造有限公司单晶硅微差压变送器，量程分为为0-2000Pa和-100～100Pa，此变送器在国内多方应用验证，配合PLC控制系统，能很好满足纺织行业用户对测量和控制精度、产品长期稳定性要求。
5、风阀及执行机构
风阀采用无泄漏密封式蝶阀，连接方式为法兰连接，在实际使用中管道气体不会向外泄露。执行机构与风阀配套，选用PSQ角行程执行器，可接受PLC控制信号并能将执行机构故障反馈给PLC，该执行机构控制精度高、误差小、维护量极小。
6、触摸屏
上位机（HMI）选用西门子触摸屏，方便与西门子PLC进行通讯，操作简单直观。用户可通过触摸屏对现场设备、仪表的运行、控制、报警等参数进行设置和修改，以满足各种实际生产需要。并且环吹装置风量自动控制系统上位机可以针对不同权限的操作进行判断，开放不同程度的管理界面。用户可自行定义操作员权限及口令，以达到安全生产和管理的功能。
环吹装置风量自动控制系统经过上海二纺机股份有限公司现场调试、使用和反馈，环吹装置风量自动控制系统能很好地满足现场生产需要，自动化程度高，得到用户肯定。
