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剖析圆网印花机色浆液位控制器

 zou.wei 2019-10-15

剖析圆网印花机色浆液位控制器

    圆网印花机在生产过程中,为避免各圆网中色浆的额外消耗,必须时刻保持每一只圆网内色浆液面稳定,加多了会从圆网两端流出,造成浪费;圆网内浆料少了会造成缺色,造成次品。液位控制器的作用就是通过一探头检测圆网内色浆液位,当液面低于探头位置时启动加浆泵涤加色浆,液面升到探头位置时经一短暂延时停止加浆。

    目的是使色浆液面淹没探头,避免加浆泵频繁启动。在液位控制器顶端可调整延时时间,范围在1~10 s。通常由挡车工根据各网花型的不同,色浆消耗量大小自行调节,一般整定在1~3 s,即可满足生产需要。
1 电路原理分析
1.1 荷兰STORK原装液位控制器
     整机电路如图1所示。外型尺寸41 mm×60mm×68 mm,由2块电路板A板和B板组成。

    A板包括电源部分和控制部分。B板包括震荡触发电路,驱动双相可控硅。电源采用半波整流方式,经12 V稳压管稳压后提供工作电压。稳压之前约18 V电压提供给B板,作单结管弛张震荡器的工作电源。
    控制部分使用CMOS集成电路CD4093组成检测,延时功能。CD4093是2输入端4与非施密特触发器。(图1中只画出3只门电路,不使用的门电路输入端要接固定电平,实际电路中1、2接4脚,3脚悬空。这一部分在图1中没有表示出来。)

    在本电路中将与非门2输入端并联作非门使用,色浆液位探头由8脚管座5接人,经过阻容滤波,去除外界干扰,加至输入端12、13脚,经过2次反相,第10脚输出。由图l所示,10~l2、13脚之间接有1M 电阻,使这2只非门组成具有回差的施密特触发器。实测探头电位在>7.2 V 或<6.9 V 时门输出跳变,与第10脚输出关系,形成回差电压,约0.3 V。

    电路转移特性如图2。当输入信号电压在6.9~7.2 v 之间变化时,输出保持原状态不变化,提高了输入信号的抗干扰能力。

    第10脚经二极管接下个与非门的输入端5,6。反相后推动一NPN三极管,控制B板上的震荡触发电路。二极管两端联接的电阻电容组成延时电路,工作过程如下:
    静态时探头呈高电平,表示液位低,10脚为高电平,二极管导通,5,6脚也为高电平,经1 K电阻向电容器充电。4脚为低电平,三极管关断,集电极为高电平。B板上由单结晶体管组成的张弛震荡器起振,触发双向可控硅导通,使得加浆泵接触器吸合,开始加浆。
    色浆液面升高接触到探头时,探头电位被浆液对地拉低。10脚为低电平,二极管关断,由于电容器存贮一定的电能,通过1K电阻维持5,6脚为高电平;同时还通过10M 电位器对10脚放电,调整电位器阻值,决定放电的快慢,改变RC时间常数,可调节延时时间。而后随着电容器不断放电,5,6脚电平降至低电平,4脚输出高电平,三极管导通,集电极为低电平。B板上由单结晶体管组成的张弛震荡器停振,双向可控硅关断,停止加浆。
    清楚电路原理后,一般故障都能修复。控制器整体结构紧凑,缺点是散热不好,经常损坏双向可控硅,可用BT136,BCR 5AM 等代换。单结晶体管可用国产型号BT33等代换。代换后应检查并联在输出端的阻容吸收元件是否完好,测量负载不存在短路,再上电试用。
1.2 佶龙圆网印花机的色浆液位控制器
整机电路如图3所示。外型尺寸46 mm X 76mmX 85 mm,由t块电路板组成。

    电源采用全波整流方式,经12 V稳压管稳压后提供工作电压。8脚管座3脚单独作为地线。控制部分使用CMOS集成电路CD401i组成检测,延时功能。CD401 1是2输入端4与非门。管脚排列与CD4093相同。电路中将与非门2输入端并联作非门使用。检测和延时部分与STORK相似。不同的有以下几点:

    圆网印花机在生产过程中,为避免各圆网中色浆的额外消耗,必须时刻保持每一只圆网内色浆液面稳定,加多了会从圆网两端流出,造成浪费;圆网内浆料少了会造成缺色,造成次品。液位控制器的作用就是通过一探头检测圆网内色浆液位,当液面低于探头位置时启动加浆泵涤加色浆,液面升到探头位置时经一短暂延时停止加浆。

    目的是使色浆液面淹没探头,避免加浆泵频繁启动。在液位控制器顶端可调整延时时间,范围在1~10 s。通常由挡车工根据各网花型的不同,色浆消耗量大小自行调节,一般整定在1~3 s,即可满足生产需要。
1 电路原理分析
1.1 荷兰STORK原装液位控制器
     整机电路如图1所示。外型尺寸41 mm×60mm×68 mm,由2块电路板A板和B板组成。

    A板包括电源部分和控制部分。B板包括震荡触发电路,驱动双相可控硅。电源采用半波整流方式,经12 V稳压管稳压后提供工作电压。稳压之前约18 V电压提供给B板,作单结管弛张震荡器的工作电源。
    控制部分使用CMOS集成电路CD4093组成检测,延时功能。CD4093是2输入端4与非施密特触发器。(图1中只画出3只门电路,不使用的门电路输入端要接固定电平,实际电路中1、2接4脚,3脚悬空。这一部分在图1中没有表示出来。)在本电路中将与非门2输入端并联作非门使用,色浆液位探头由8脚管座5接人,经过阻容滤波,去除外界干扰,加至输入端12、13脚,经过2次反相,第10脚输出。由图l所示,10~l2、13脚之间接有1M 电阻,使这2只非门组成具有回差的施密特触发器。实测探头电位在>7.2 V 或<6.9 V 时门输出跳变,与第10脚输出关系,形成回差电压,约0.3 V。电路转移特性如图2。当输入信号电压在6.9~7.2 v 之间变化时,输出保持原状态不变化,提高了输入信号的抗干扰能力。

    第10脚经二极管接下个与非门的输入端5,6。反相后推动一NPN三极管,控制B板上的震荡触发电路。二极管两端联接的电阻电容组成延时电路,工作过程如下:
静态时探头呈高电平,表示液位低,10脚为高电平,二极管导通,5,6脚也为高电平,经1 K电阻向电容器充电。

    4脚为低电平,三极管关断,集电极为高电平。B板上由单结晶体管组成的张弛震荡器起振,触发双向可控硅导通,使得加浆泵接触器吸合,开始加浆。
色浆液面升高接触到探头时,探头电位被浆液对地拉低。10脚为低电平,二极管关断,由于电容器存贮一定的电能,通过1K电阻维持5,6脚为高电平;同时还通过10M 电位器对10脚放电,调整电位器阻值,决定放电的快慢,改变RC时间常数,可调节延时时间。而后随着电容器不断放电,5,6脚电平降至低电平,4脚输出高电平,三极管导通,集电极为低电平。B板上由单结晶体管组成的张弛震荡器停振,双向可控硅关断,停止加浆。
    清楚电路原理后,一般故障都能修复。控制器整体结构紧凑,缺点是散热不好,经常损坏双向可控硅,可用BT136,BCR 5AM 等代换。单结晶体管可用国产型号BT33等代换。代换后应检查并联在输出端的阻容吸收元件是否完好,测量负载不存在短路,再上电试用。
1.2 佶龙圆网印花机的色浆液位控制器
整机电路如图3所示。外型尺寸46 mm X 76mmX 85 mm,由t块电路板组成。

    电源采用全波整流方式,经12 V稳压管稳压后提供工作电压。8脚管座3脚单独作为地线。控制部分使用CMOS集成电路CD401i组成检测,延时功能。CD401 1是2输入端4与非门。管脚排列与CD4093相同。电路中将与非门2输入端并联作非门使用。检测和延时部分与STORK相似。不同的有以下几点:

    输入信号经过两非门反相,没接成施密特触发器,实际应用也很稳定;增加了LED发光管指示灯,方便观察工作情况;使用固态继电器代替了双向可控硅,使得电路简洁。为保护固态继电器,在输出端并联压敏电阻,作过压保护;串联保险丝,作短路保护。
1.3 黄石STORK圆网印花机的色浆液位控制器
    电路主体与STORK相同,采用2块线路板的结构。外型体积较大,改善了散热条件,能长时间工作。不同的是,电源采用图3所示的全波整流方式,所以可与佶龙机互换使用。故障多数为元器件老化,对于损坏严重难以修复的只有更换。
2 自主开发的圆网印花机色浆液位控制器

整机电路如图4所示。外型尺寸40 mm X 50mmX 60 mm,由1块电路板组成。

电路特点:
2.1 为了适应不同机型,原理图给出2种电源,结合电路板设计,可根据需要,搭接成全波或半波整流任一形式。
2.2 使用MOTOROLA光电偶合器MOC3083作光电隔离,用内部的小可控硅触发外部可控硅。
MOC3083具有过零触发功能,在交流电变化至零点时触发双相可控硅导通,减小了负载电流的冲击,也延长了可控硅的工作寿命。
2.3 完善了对可控硅的保护,电路具有压敏电阻保护,阻容保护。安装了保险丝,当外部负载发生意外短路时,保护可控硅不被烧毁。
2.4 增加了LED发光管指示灯,方便观察工作情况。

3 总结
圆网印花机在印染行业普遍应用,色浆液位控制器使用量大,工作频繁,所以损坏率高。很多生产厂家的产品质量参差不齐,都不提供技术资料,给维修工作造成困难。文中自主开发的液位控制器,通用性强,可靠性高。还可以用于各种容器内对水,化学助剂等的液位控制。目前不仅满足了本单位的需要,还帮助其他单位解决了困难。通过不断总结维修经验,提高了设备维护水平,为企业创造了良好的经济效益。

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