聚乙烯纤维牵伸过程断丝自动检测装置及其检测方法

摘要

本发明公开了一种聚乙烯纤维牵伸过程断丝自动检测装置，包括与丝束一一对应的温度检测元件、环境温度检测元件、检测扫描回路、PLC、报警器和上位监控系统，每个温度检测元件将检测到的丝束温度信号通过检测扫描回路、环境温度检测元件将检测到的环境温度信号送至PLC进行比对判断是否发生断丝，所述PLC分别与报警器和上位监控系统连接。本发明通过循环扫描每一有效丝道的丝束温度并将其与环境温度进行比对，满足了高性能聚乙烯纤维在牵伸过程中断丝自动检测的要求，能做到及时发现断丝，精确报警哪根丝出现断丝，效果好，效率高，减轻了工人劳动强度，满足工艺生产过程对断丝自动检测的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及纺丝生产技术领域，具体涉及一种断丝自动检测装置。

背景技术

在高性能聚乙烯纤维纺丝生产装置中的牵伸过程中，国内外已见的断丝检测的应用，如中国专利“芳纶包芯聚乙烯纤维线的生产工艺及装置”，专利号201110462872.6，介绍了芳纶包芯聚乙烯纤维生产线生产工艺及装置，通过光学传感器检测生产过程中的断丝。国内文献“光电式探丝传感器“《纺织机械》2004年第4期，介绍了用光电式探丝传感器检测断丝。

现有的光电式探丝传感器利用红外光电原理对纤维的运动状态进行检测，当纤维正常时，由于机器的牵伸或卷绕等动作，位于传感器U形槽中的纤维会有抖动，此抖动会不断地遮挡U形槽中左右两边红外光的发射和接收，使其产生连续的红外脉冲；当纤维丝断开以后，该连续的红外脉冲减少或消失，探丝器通过检测和判断红外脉冲的频率即可判断纤维是否已断开。高性能聚乙烯纤维牵伸过程断丝检测位于热箱出口处，丝束位于牵伸设备之间，且有多处分丝叉对每股丝束进行定位，丝束牵伸过程几乎没有抖动。另外，光电式断丝检测安装空间有一定的要求，对松散抖动的单根丝束有一定的效果，但对于多股并排丝束，丝束之间距离小，也无法安装数量众多的光电探丝器，此方法不适用于高性能聚乙烯纤维牵伸过程的断丝检测。

高性能聚乙烯纤维牵伸过程中有断丝发生，需要及时发现及时补断，目前只有通过人工巡回检查每个丝道，费时费力费工，效率低下。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种聚乙烯纤维牵伸过程断丝自动检测装置及其检测方法，可同时对多个丝束进行断丝自动检测装置，实现自动报警提示，并可确定具体哪些丝束出现断丝。

技术方案：一种聚乙烯纤维牵伸过程断丝自动检测装置，包括与丝束一一对应的温度检测元件、环境温度检测元件、检测扫描回路、PLC、报警器和上位监控系统，每个温度检测元件将检测到的丝束温度信号通过检测扫描回路、环境温度检测元件将检测到的环境温度信号送至PLC进行比对判断是否发生断丝，所述PLC分别与报警器和上位监控系统连接。

进一步，所述温度检测元件由分丝棒隔开固定在底座上，使其与热箱出口的每一股丝束对应。

进一步，所述检测扫描回路由与温度检测元件一一对应相连的小型继电器组成，每个继电器有两组独立触点，由所述PLC循环使各继电器依次得电，每个继电器接通时间为Time1，然后失电，通过每个继电器的触点将每股丝束对应的温度信号送入PLC。Time1通过所述上位监控系统设定，范围值为2~60秒。

上述聚乙烯纤维牵伸过程断丝自动检测装置的检测方法，包括以下步骤：

（1）系统初始化，PLC控制检测扫描回路将当前工况下温度检测元件所测得的温度值T1~Tn信号及环境温度检测元件检测到的环境温度信号T0存入PLC的原始工况数据存贮区DM1~DMn中；

（2）PLC系统对原始工况数据进行初始分析，将T1~Tn分别与T0进行比较，若差值小于Tem1，判定此丝道原始工况下无丝束，若差值大于Tem2，判定此丝道原始工况下有丝束存在；将判定后原始工况下有丝束存在的丝道号存入PLC指定的数据存贮区中，初始化结束，系统转入正常检测工作状态；

（3）PLC通过检测扫描回路循环控制温度检测元件对原始工况下有丝束存在的丝道号进行温度检测，将当前所测丝束的温度值与T0环境温度值进行比较，若温度差值大于Tem2，认定丝束正常，无断丝发生；若温度差值小于Tem1，则认定此股丝束发生了断丝，由PLC发出报警信号，控制现场报警器发出报警信息，并在报警器上显示出对应的丝道号；操作人员补断后，重新扫描检测到温度差值大于Tem2后，认定丝束正常，此丝道断丝报警信号自动消除，上位监控系统记录断丝丝道号、断丝时间、补断时间。

进一步，Tem1及Tem2 通过上位监控系统设定，Tem1的范围值为8-14℃，Tem2的范围值为15~30℃。

有益效果：本发明通过循环扫描每一有效丝道的丝束温度并将其与环境温度进行比对，满足了高性能聚乙烯纤维在牵伸过程中断丝自动检测的要求，能做到及时发现断丝，精确报警哪根丝出现断丝，效果好，效率高，减轻了工人劳动强度，满足工艺生产过程对断丝自动检测的要求。

附图说明

图1为断丝自动检测装置的结构示意图；

图2为底座上温度检测元件的结构示意图；

图3为断丝自动检测装置的系统示意图。

具体实施方式

下面对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

实施例：一种聚乙烯纤维牵伸过程断丝自动检测装置，如图1、2、3所示，由检测器底座1以及固定于底座1上由分丝棒P1~Pn隔开的温度检测元件T1~Tn、设置在底座1底部的环境温度检测元件T0、检测扫描回路3、PLC系统、报警器4和上位监控系统5组成，每个温度检测元件T1~Tn对应热箱2出口的一股丝束，共有F1~Fn个单股丝束，当经过热箱2牵伸时，丝束经热箱2一侧进入，加热后从另一侧出，每个单股丝束经过其相对应的温度检测元件T1~Tn并与其接触，温度检测元件T1~Tn获得丝束的温度值。检测扫描回路3由与温度检测元件T1~Tn一一对应相连的小型继电器组成，每个继电器有两组独立触点，由PLC循环使各继电器依次得电，每个继电器接通时间为Time1，默认5s，然后失电，通过每个继电器的触点将每个单股丝束对应的温度信号送入PLC处理。由于热箱2温度较高，丝束在热箱2出口处温度明显高于环境温度，通过检测扫描回路3对热箱2出口处每一个单股丝束温度进行循环检测，将检测温度与环境温度检测元件T0所测得的环境温度进行一一比对，由PLC自动确认有无断丝发生，PLC分别与报警器4和上位监控系统5相连。

上述断丝自动检测装置的检测方法为，对单股丝束F1~Fn的实时温度值T1~Tn进行循环扫描并与初始状态温度值T0进行比较，出现异常温度变低，即可确定哪根丝束出现断丝，在现场报警屏上报警并由上位监控系统5记录，具体步骤如下：

（1）断丝检测系统启动后，系统初始化，PLC控制检测扫描回路3将当前工况下温度检测元件所测得的温度值T1~Tn信号及环境温度检测元件检测到的环境温度信号T0存入PLC的原始工况数据存贮区DM1~DMn中；

（2）PLC系统对原始工况数据进行初始分析，将T1~Tn分别与T0进行比较，若差值小于Tem1，默认10℃，判定此丝道原始工况下无丝束，若差值大于Tem2，默认15℃，判定此丝道原始工况下有丝束存在；将判定后原始工况下有丝束存在的丝道号存入PLC指定的数据存贮区中，初始化结束，系统转入正常检测工作状态；

（3）PLC通过检测扫描回路3循环控制温度检测元件对原始工况下有丝束存在的丝道号进行温度检测，将当前所测丝束的温度值与T0环境温度值进行比较，若温度差值大于Tem2，认定丝束正常，无断丝发生；若温度差值小于Tem1，则认定此股丝束发生了断丝，由PLC发出报警信号，控制现场报警器4发出报警信息，并在报警器4上显示出对应的丝道号；操作人员补断后，重新扫描检测到温度差值大于Tem2后，认定丝束正常，此丝道断丝报警信号自动消除，上位监控系统5记录断丝丝道号、断丝时间、补断时间。