1 前言 MK9卷煙接咀機(jī)組是英國(guó)MOLINS公司的七十年代的產(chǎn)品，目前在國(guó)內(nèi)各煙廠均有廣泛的應(yīng)用，由于線路老化，故障率高，常使生產(chǎn)效率降低，原材料消耗過(guò)大，維修工作越來(lái)越繁重，直接影響到工廠正常的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。受廠家委托，我們對(duì)省內(nèi)富錦、穆棱、林口、綏化等煙廠及河南螺河卷煙廠的MK9系列卷煙接咀機(jī)組進(jìn)行了國(guó)產(chǎn)化技術(shù)改造。使之具有更為先進(jìn)的控制和監(jiān)測(cè)功能，以適應(yīng)高效率安全生產(chǎn)的要求。 2 方案 原機(jī)采用63塊電路板進(jìn)行邏輯控制，抗干擾性能差，不易維修，而煙廠又屬于高粉塵生產(chǎn)環(huán)境，溫濕度較高，生產(chǎn)環(huán)境惡劣。我們?cè)谠O(shè)計(jì)中采用OMROM C60P+C40擴(kuò)展器取代原機(jī)線路板進(jìn)行邏輯控制。采用富士FUR7.5KWG9S-4CE變頻調(diào)速器取代原機(jī)變極調(diào)速，不但使主電機(jī)正常工作時(shí)速度無(wú)級(jí)可調(diào)，還可以平滑起動(dòng)以減少對(duì)生產(chǎn)機(jī)械的沖擊。 卷煙機(jī)是一種機(jī)、電、光相結(jié)合的生產(chǎn)設(shè)備，其整機(jī)運(yùn)行的自動(dòng)化水平較高，控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，按照工藝過(guò)程的要求可分為下述若干個(gè)控制模塊。 (1)主電機(jī)變頻調(diào)速控制：卷煙機(jī)共有點(diǎn)動(dòng)速度、低速和全速三種運(yùn)行速度，由PLC控制系統(tǒng)根據(jù)當(dāng)前的運(yùn)行條件產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào)控制交流變頻器的速度設(shè)定，且可通過(guò)控制面板電位器由擋車(chē)工根據(jù)需要手動(dòng)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到合適的機(jī)器運(yùn)行速度。 (2)其他電機(jī)控制：當(dāng)主電機(jī)正常運(yùn)行前，PLC控制大小風(fēng)機(jī)電機(jī)、油泵電機(jī)、油冷電機(jī)、漿糊電機(jī)、液壓電機(jī)、煙梗電機(jī)、料斗電機(jī)、振動(dòng)盤(pán)電機(jī)和除塵電機(jī)應(yīng)按要求運(yùn)行。這些電機(jī)的狀態(tài)都接入交流連鎖控制中，任何電機(jī)的異常都會(huì)斷開(kāi)交流連鎖，導(dǎo)致機(jī)器停止運(yùn)行。 (3)交流連鎖控制：交流連鎖通常用來(lái)保證運(yùn)行過(guò)程中的人員和機(jī)器的安全，當(dāng)出現(xiàn)防護(hù)門(mén)打開(kāi)，機(jī)械傳動(dòng)異常，油壓偏低或電機(jī)熱敏跳閘等故障時(shí)，連鎖斷開(kāi)，機(jī)器停止運(yùn)行。消除故障后，機(jī)器才能重新運(yùn)行。 (4)直流連鎖控制：直流連鎖通常用來(lái)保證運(yùn)行過(guò)程中的產(chǎn)品質(zhì)量，當(dāng)各光電檢測(cè)探頭檢測(cè)到煙絲缺少，盤(pán)紙、水松紙斷開(kāi)，供膠不足，跑條等故障時(shí)，直流連鎖斷開(kāi)，機(jī)器停止運(yùn)行。消除故障后，機(jī)器才能重新運(yùn)行。 (5)煙絲料斗控制：當(dāng)主電機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行后，料斗電機(jī)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)為卷煙機(jī)提供煙絲，控制系統(tǒng)同時(shí)檢測(cè)煙絲料位的高低和控制煙絲的提升速，保證煙絲供給的均勻連續(xù)。 (6)盤(pán)紙拼接控制：當(dāng)一盤(pán)盤(pán)紙用完后，使用待用的另一盤(pán)盤(pán)紙通過(guò)自動(dòng)拼接后繼續(xù)為卷煙機(jī)提供原料。拼接控制的邏輯比較復(fù)雜。 (7)水松紙拼接控制：當(dāng)一盤(pán)水松紙用完后，使用待用的另一盤(pán)水松紙通過(guò)自動(dòng)拼接后繼續(xù)為卷煙機(jī)提供原料。水松紙的拼接控制的邏輯包括拼接選通脈沖的監(jiān)測(cè)、左右水松紙張力監(jiān)測(cè)、左右水松紙耗盡檢測(cè)及手動(dòng)拼接等幾部分。 (8)煙支剔除控制：當(dāng)機(jī)器開(kāi)始運(yùn)行或出現(xiàn)盤(pán)紙或水松紙拼接時(shí)，卷煙機(jī)會(huì)產(chǎn)生部分不合格煙支。這些不合格煙支需要在經(jīng)過(guò)干燥鼓時(shí)被剔除掉，剔除動(dòng)作是靠干燥鼓吹氣閥的導(dǎo)通來(lái)完成的，準(zhǔn)確的剔除時(shí)序則是靠刀頭脈沖信號(hào)的同步作用來(lái)保證。 3 原理框圖 4 軟件(程序設(shè)計(jì)) 該系統(tǒng)由于控制點(diǎn)較多程序比較復(fù)雜不能一一介紹，僅以跑條檢測(cè)為例說(shuō)明如和用軟件取代原機(jī)硬件電路。該系統(tǒng)中最重要的檢測(cè)是跑條檢測(cè)，該探頭位于主機(jī)與接咀機(jī)交接處，煙條在主機(jī)被切刀切斷后被撥煙輪射入接收鼓，每?jī)芍熤g都有空隙，該對(duì)射式光電探頭在機(jī)器正常工作時(shí)會(huì)檢測(cè)到煙支和空隙并輸出變化的高低電平信號(hào)。在機(jī)器剛開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，若此探頭能檢測(cè)出高低變化的電平信號(hào)，說(shuō)明煙支已沖過(guò)接收鼓，則主機(jī)自動(dòng)提速，并經(jīng)過(guò)一定數(shù)量的煙支(通過(guò)對(duì)檢測(cè)刀頭旋轉(zhuǎn)脈沖計(jì)數(shù))自動(dòng)供濾咀棒和水松紙。若正常工作時(shí)跑條檢測(cè)器一但檢測(cè)不到變化的電平(或高電平或低電平)，都意味著跑條，應(yīng)轉(zhuǎn)入故障處理。原機(jī)采用電容隔直方式，將脈沖信號(hào)變?yōu)楦唠娖剑瑢⒐潭ㄐ盘?hào)變?yōu)榈碗娖?。硬件須配電路板。由于故障率高，且廠家維修診斷困難，在此用軟件方式實(shí)現(xiàn)。MK9-MAXS卷煙機(jī)最高速4000只/分，高低電平變化一次為0.015秒，最低速300只/分，高低電平變化一次為0.2秒，梯形圖中1000為起動(dòng)信號(hào)的中間輔助繼電器，起保持起動(dòng)信號(hào)作用，跑條光電檢測(cè)器聯(lián)入PLC的輸入端0000，按下起動(dòng)按鈕后，1000導(dǎo)通并維持，由于此時(shí)跑條光電檢測(cè)器并沒(méi)有脈沖輸出，所以TIM00或TIM01必有一個(gè)經(jīng)過(guò)0.5秒延時(shí)其常開(kāi)點(diǎn)導(dǎo)通，使1002通電，當(dāng)煙支沖過(guò)時(shí)產(chǎn)生脈沖信號(hào)使TIM00和TIM01在定時(shí)時(shí)間到達(dá)之前不斷復(fù)位其常開(kāi)點(diǎn)斷開(kāi)使1002斷電，利用1002上由通到斷的信號(hào)使主電機(jī)加速并通過(guò)對(duì)切刀旋轉(zhuǎn)脈沖計(jì)數(shù)來(lái)決定何時(shí)供濾咀棒和水松紙，以使原材料損耗達(dá)到最低點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)正常工作時(shí)由于煙條破損等原因使煙條不能沖過(guò)接咀機(jī)在跑條探頭處必定檢測(cè)到高電平信號(hào)(有煙支阻塞)或低電平信號(hào)(沒(méi)有煙只經(jīng)過(guò))，TIN00或TIM01必定有一個(gè)定時(shí)器經(jīng)0.5秒定時(shí)后其常開(kāi)點(diǎn)閉合，使1002上出現(xiàn)一個(gè)由斷到通的信號(hào)，利用這個(gè)信號(hào)使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入相應(yīng)的故障處理和報(bào)警程序。 5 自動(dòng)換盤(pán)控制系統(tǒng)的改造 卷煙機(jī)最重要的控制部分是供紙電機(jī)控制系統(tǒng)及自動(dòng)換盤(pán)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)是卷煙機(jī)能否提高生產(chǎn)率的關(guān)鍵，盤(pán)紙被卷在26MM寬的圓盤(pán)上，一盤(pán)紙有4000M或5000M長(zhǎng)，且中間沒(méi)有接頭和破損，由拖紙電機(jī)拖動(dòng)，將紙送入存紙箱中，繞過(guò)角位移傳感器，MK9工作時(shí)，由地有布帶下的吸力，使紙從存紙箱出口速度與主機(jī)速度完全一致，正常時(shí)由拖紙電機(jī)拖動(dòng)將紙送入存紙箱的入口速度應(yīng)比出口速度稍慢，紙?jiān)诖婕埾鋬?nèi)繞過(guò)角位移傳感器的調(diào)節(jié)作用，使拖紙電機(jī)加速，達(dá)到動(dòng)態(tài)的平衡。反之，若拖紙電機(jī)拖動(dòng)將紙送入存紙箱的入口速度應(yīng)比出口速度稍快，則紙?jiān)椒e越多，將存紙箱堆滿而溢出停機(jī)。一支煙長(zhǎng)64MM，一盤(pán)紙有4000M，只跑十幾分鐘就得換上另一盤(pán)，若停機(jī)換盤(pán)，則會(huì)降低生產(chǎn)率，所以自動(dòng)換盤(pán)系統(tǒng)對(duì)能否保障生產(chǎn)效率十分重要。該系統(tǒng)通過(guò)盤(pán)紙第一直徑光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)盤(pán)紙快用盡時(shí)，拖紙電機(jī)加速，將多余得紙存入存紙箱中，以供換盤(pán)時(shí)使用。同時(shí)提醒擋車(chē)工為自動(dòng)換盤(pán)作好準(zhǔn)備。第二直徑光電開(kāi)關(guān)檢測(cè)到盤(pán)紙即將用盡時(shí)，拖紙輪停機(jī)，通過(guò)檢測(cè)拖紙電機(jī)測(cè)速發(fā)電機(jī)信號(hào)，判斷是否停穩(wěn)若停穩(wěn)則控制搭接電磁閥完成搭接。 6 結(jié)束語(yǔ) 我們改造的MK9卷煙機(jī)在各煙廠投入使用后，反應(yīng)良好，不但性能穩(wěn)定減少了故障率，而且降低了原材料的消耗，給廠家?guī)?lái)了巨大的效益。在改造中最大限度的用PLC的軟件去取代原機(jī)的硬件電路和接線，即提高了可靠性，又給廠家技術(shù)人員維修帶來(lái)了方便。