淺談煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)的維護(hù)

李孟宇

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西 南寧 530001）

廣西中煙公司卷煙設(shè)備目前有兩種類型的煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)，一種是DL-S卷煙機的MR2控制系統(tǒng)，其即將被淘汰；另一種是PROTOS（國產(chǎn)稱為ZJ17）控制系統(tǒng)，其有3種規(guī)格型號：

（1）武漢709所根據(jù)HAUNI公司授權(quán)生產(chǎn)的國產(chǎn)化SRM90控制系統(tǒng)，系采用邏輯電路來控制；

（2）大樹智能科技（南京）有限公司在SRM90技術(shù)基礎(chǔ)上研制的ZN89控制系統(tǒng)，通過采用工控機代替邏輯電路板來實現(xiàn)煙支凈質(zhì)量控制；

（3）深圳鴻捷源科技有限公司在SRM90技術(shù)基礎(chǔ)上研制的HJYSRM-N1控制系統(tǒng)，其也是采用工控機代替邏輯電路板來實現(xiàn)煙支凈質(zhì)量控制。這三種控制系統(tǒng)的控制原理、系統(tǒng)采集的外圍信號及外圍機械和電氣結(jié)構(gòu)基本是一致的，區(qū)別是在于系統(tǒng)內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)算法及人機界面的不同。

因MR2控制系統(tǒng)即將淘汰，在此就不進(jìn)行討論。SRM90、ZN89、HJYSRM-N1控制原理及外圍結(jié)構(gòu)基本一致，故其維護(hù)思路也基本相似。

1 煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)工作原理

煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 煙支重量控制系統(tǒng)原理圖

煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)的作用，是使煙條凈質(zhì)量盡可能接近預(yù)設(shè)定的目標(biāo)凈質(zhì)量，從而使標(biāo)準(zhǔn)凈質(zhì)量偏差減至最小。根據(jù)放射性射束穿過煙條后所產(chǎn)生信號的大小，可以測定煙條的密度，也即煙條密度愈大，吸收的放射能也愈大。

如圖1所示，核掃描器起著測量傳感器的作用。當(dāng)轉(zhuǎn)軸編碼器檢測到卷煙機機速達(dá)到設(shè)定的最小值，同時煙條檢測器檢測到切成的雙支長煙條，核掃描器內(nèi)的快門被打開，凈質(zhì)量控制器開始工作。放射性物質(zhì)發(fā)出的射束穿透煙條，使電離室中氣體的離子電導(dǎo)率隨射束強度而變。電子設(shè)備將電離室中的信號差轉(zhuǎn)變?yōu)槊}沖信號，脈沖信號被送到重量控制器，信號值與煙條的密度（凈質(zhì)量）有關(guān)，兩個脈沖之間的距離，就是煙條密度的量度，即代表實際煙條凈質(zhì)量，兩者之間呈如下關(guān)系：

較小的脈沖間隔＝低密度＝煙條凈質(zhì)量小

較大的脈沖間隔＝高密度＝煙條凈質(zhì)量大

凈質(zhì)量控制器開始工作后，就將測到的煙條的實際凈質(zhì)量與其設(shè)定值進(jìn)行比較。若不一致時，控制器就會計算出一個新設(shè)定的位置，使修整器重新調(diào)整其位置。

位置傳感器測定修整器的實際位置，電動機調(diào)整修整器的位置，直到修整器達(dá)到新位置而反饋給控制回路的信號與計算的設(shè)定位置信號相等時為止。修整器移動與煙條凈質(zhì)量之間的關(guān)系如表1所示。

表1 修整器移動與煙條凈質(zhì)量之間的關(guān)系表

2 煙支凈質(zhì)量控制的兩個基本概念

2.1 短期標(biāo)準(zhǔn)偏差（mg）

短期標(biāo)準(zhǔn)偏差：每次計算都是根據(jù)1000支煙支凈質(zhì)量進(jìn)行，表示1000支煙偏離這批煙支平均凈質(zhì)量的“離散”情況。這一數(shù)值說明機器的短期性能，數(shù)值低表示生產(chǎn)的煙支品質(zhì)好。

短期標(biāo)準(zhǔn)偏差增大，通常是由于機器特性所致。凈質(zhì)量控制（對1000支煙條的短期測量）對于短期標(biāo)準(zhǔn)偏差的影響不大。掃描器系統(tǒng)中聚集的水分和塵埃，會使短期標(biāo)準(zhǔn)偏差增大，測量管和電離室之間會發(fā)生這種沉積。

2.2 長期標(biāo)準(zhǔn)偏差（mg）

長期標(biāo)準(zhǔn)偏差：每次計算都根據(jù)10個100支煙平均凈質(zhì)量進(jìn)行。這一數(shù)值說明凈質(zhì)量控制系統(tǒng)工作的好壞，數(shù)值低表示“離散”小，及重量控制系統(tǒng)生產(chǎn)的煙支品質(zhì)好。

3 煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)

煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)保養(yǎng)得如何，直接影響到系統(tǒng)能否正常穩(wěn)定地運行。

通常情況下，機臺操作人員僅限于使用100至122報告，在設(shè)備運行時，操作人員需不時要做循環(huán)取樣操作→R2（在取樣報告111上進(jìn)行操作，結(jié)果在報告112上讀?。z查煙支凈質(zhì)量是否符合所定的品質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)，如數(shù)值超出了預(yù)定的偏差范圍，則要及時進(jìn)行調(diào)整122-03;其他報告必須由經(jīng)培訓(xùn)且具有一定經(jīng)驗的電工和修理工操作。在日常保養(yǎng)中，機臺操作人員需清潔測量管；當(dāng)設(shè)備正常生產(chǎn)時，要把真空度調(diào)定在85～95 kPa；觀察煙絲余量是否在所需煙絲量的25%～35%的范圍，不在，則需電工調(diào)整VE的電氣參數(shù)或修理工調(diào)整機械機構(gòu)；調(diào)109報告查看煙絲分布，如發(fā)現(xiàn)切口不處于煙支端部壓實區(qū)的中點，則修理工必須要對其進(jìn)行調(diào)整。

3.1 核掃描器放射源泄漏測試

放射源泄漏測試，每半年需進(jìn)行一次測試試驗，以確定放射源是否完好無缺。此項工作由專業(yè)廠家來進(jìn)行。一是測試其放射性是否衰減，二是測試其放射性是否泄漏，三是進(jìn)行專業(yè)保養(yǎng)整個核掃描器。

在每次進(jìn)行設(shè)備保養(yǎng)時，車間技術(shù)人員均需調(diào)133報告來進(jìn)行掃描器測試，完成測試后，可能會出現(xiàn)3種顯示結(jié)果：

（1）“掃描器情況良好”（SU IN GOOD CONDITION），表示一切都好；

（2）“掃描器在規(guī)格范圍內(nèi)”（SUWITHIN SPECIFICATION），表示在每半年的例行測試保養(yǎng)時，掃描器應(yīng)進(jìn)行調(diào)整；

（3）“掃描器超出限度”（SU OUTOF LIMITS），表示需要專業(yè)廠家來調(diào)整。

3.2 測量管

測量管每天都必須要進(jìn)行清潔。因測量管極易損壞。按規(guī)定，在清潔測量管時，需用軟尼龍瓶刷，但因無此工具，故操作工均用鋼絲毛刷進(jìn)行清潔。為此，測量管必須要定期拆出進(jìn)行檢查，如出現(xiàn)深劃傷、刻痕或破損，則應(yīng)馬上進(jìn)行更換。否則，核掃描器檢測到的是不準(zhǔn)確的信號，煙支凈質(zhì)量變化將很大，會出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象。

3.3 電子控制箱

SRM90、ZN89及HJY-1的電子控制系統(tǒng)，均由微電子元器件構(gòu)成，所以為防止電子控制系統(tǒng)裝置過熱引起電子元器件損壞或系統(tǒng)工作不穩(wěn)定，必須定期清理電子控制箱的散熱通風(fēng)裝置，檢查各冷卻風(fēng)扇工作是否正常，視控制箱情況定期清掃灰塵，緊固接線端子。

3.4 活動快門機構(gòu)

活動快門機構(gòu)動作是否靈活可靠，也直接關(guān)系到掃描器測到的煙絲密度信號是否準(zhǔn)確。在輪保調(diào)133報告對掃描器進(jìn)行測試時，可通過活動快門機構(gòu)的開關(guān)指示及電磁閥動作的聲音，基本能判斷活動快門機構(gòu)是否能正常工作，如發(fā)現(xiàn)活動快門機構(gòu)動作不靈活可靠，需通知專業(yè)廠家來進(jìn)行檢查保養(yǎng)。

3.5 傳感器轉(zhuǎn)軸－機械極限點

傳感器轉(zhuǎn)軸的運動范圍所產(chǎn)生的電壓信號，必須要在修整器控制系統(tǒng)工作范圍之內(nèi)。在輪保時需利用122報告中的122－6（起始位置參數(shù)）來測試設(shè)定情況，其參考值如下表2所示：

表2 122-6測試電壓參數(shù)表（部分）

如果發(fā)現(xiàn)偏差較大就必須校正調(diào)定，否則就會出現(xiàn)煙支凈質(zhì)量失控現(xiàn)象。調(diào)定只限于修整器的下限位置，其步驟如下：

（1）接通機器電源，關(guān)停輔助驅(qū)動；

（2）關(guān)停凈質(zhì)量控制，即把124-04置于OFF；

（3）打開VE前左方防護(hù)門，傳動修整器調(diào)整電機的設(shè)定旋鈕，使修整器處于低極限位置，此時修整器應(yīng)處于最上端，側(cè)板與修整器盤間的間隙應(yīng)為0.2mm；如不是，則應(yīng)重新調(diào)整修整器連桿機構(gòu)，使其達(dá)到0.2mm的寬度。

（4）此時130-05的顯示值應(yīng)＞+8.7 V，如低于此值，必須從新調(diào)定轉(zhuǎn)軸的止動點，步驟如下：

第一步——從架上移開位置傳感器；

第二步——松開緊鎖螺母；

第三步——傳動轉(zhuǎn)軸傳感器探頭進(jìn)行調(diào)整；

第四步——檢查130-05的顯示值；

第五步——如顯示值達(dá)不到要求，繼續(xù)重復(fù)上述步驟，直到得到所需的讀數(shù)。

（5）如果轉(zhuǎn)軸的調(diào)整范圍不夠用，可轉(zhuǎn)動偏心調(diào)整旋鈕來重新調(diào)定高度調(diào)整機構(gòu)的止動點。

4 常見故障分析

煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)大多數(shù)故障，均由外圍和參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起的，這些故障絕大多數(shù)均可通過120、121、123、130、131、132、133（注：ZN89 無 131、132 菜單，HJY-1 無 132 菜單）這些菜單及顯示器上顯示的故障信息和警告信息找到故障點，并采取相應(yīng)措施進(jìn)行調(diào)整、維修，排除故障。

4.1 卷煙機啟動而煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)未啟動階段，產(chǎn)出的煙支偏重或偏輕；控制系統(tǒng)啟動后，煙支克重卻正常

根據(jù)現(xiàn)象，首先判斷煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)無硬件故障，其次依據(jù)煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)未啟動時，修整器的位置決定此時煙支的克重，由此判定應(yīng)該是122-16（啟動位置）參數(shù)設(shè)置得不好所致。首先查看傳感器轉(zhuǎn)軸－機械極限點是否正常，如不正常，則進(jìn)行調(diào)整；其次在120報告中完成“改變緩沖存儲器”；再次使卷煙機在高于煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)開始啟動的速度運行一段時間；第四是記下報告103中“修整器位置”的平均值；第五是參照122-16的數(shù)值表，選擇最接近的數(shù)值，并把對應(yīng)的參數(shù)輸入122-16。再運行設(shè)備，煙支克重正常。

4.2 顯示器無任何故障報警信息，但煙支凈質(zhì)量調(diào)整沒有任何變化

首先調(diào)130報告查看，02顯示快門已打開，說明系統(tǒng)已開始工作，但05的修整器位置的數(shù)值基本保持不變；其次利用122報告中的122－6（起始位置參數(shù)）來測試修整器是否能隨此參數(shù)的改變而運行，經(jīng)改變起始位置參數(shù)，修整器能運行，但130-05的顯示值無任何變化，由此判定故障出在位置檢測控制這部分；檢查位置傳感器，正常；檢查位置傳感器到系統(tǒng)電子箱之間的接線及端子，發(fā)現(xiàn)電纜線被機械磨壞，重新焊接包扎后上電，故障被排除。

4.3 顯示器出現(xiàn)“修整器最大（?。┪恢谩本嫘畔?/p>

出現(xiàn)此信息，說明現(xiàn)在生產(chǎn)的煙條凈質(zhì)量過小（大）。修整器本應(yīng)少（多）取走煙絲，以增加（減少）煙條凈質(zhì)量，但此時修整器已離煙條很遠(yuǎn)（近），煙支重量控制系統(tǒng)不能再進(jìn)一步影響煙條重量。因此所生產(chǎn)的是過輕（重）的煙支?？砂聪纫缀箅y的步驟進(jìn)行檢查：

（1）檢查真空度是否過低（高），如是則做相應(yīng)調(diào)整；

（2）檢查回絲量是否太少（多），應(yīng)該控制在25%～35%的范圍，如不在，則進(jìn)行電氣調(diào)整，或機械調(diào)整；

（3）檢查參數(shù) 122-02、122-04、122-05設(shè)定是否有誤，如是，則重新設(shè)定；

（4）檢查修整器的調(diào)整范圍是否足夠，如不夠，則重新調(diào)整。

4.4 長期標(biāo)準(zhǔn)偏差增大

出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因比較多，可能的原因有：

（1）機器在運行時，掃描器快門機構(gòu)未開啟或未完全開啟。未開啟的原因可能是：

其一，查看130-06系統(tǒng)檢測到的機器運行速率是否小于123-03設(shè)定的速率；

其二，查看130-01是否顯示為“ON”；

其三，快門機構(gòu)的電磁閥或控制線路有故障。

未完全開啟的原因，一般是由于快門機構(gòu)不靈活所致，此時需專業(yè)廠家拆開進(jìn)行處理。

（2）掃描器信號（130-07、130-08）超出預(yù)選定的范圍。此時對其進(jìn)行測試進(jìn)行查看，如測試結(jié)果確是超出預(yù)選定的范圍，則需廠家人員來進(jìn)行調(diào)整處理。

（3）掃描器溫度不正常，此時也需廠家人員來進(jìn)行處理。

（4）掃描器測量管有周折、刮痕、破損等缺陷，此時需拆下進(jìn)行更換。

（5）修整器的運行位置設(shè)置得不好，需進(jìn)行調(diào)整直至達(dá)到要求。

（6）位置傳感器的位置不準(zhǔn)確，此時需重新進(jìn)行調(diào)校直至達(dá)到要求。

（7）系統(tǒng)出故障，對系統(tǒng)電氣進(jìn)行檢查維修找出故障點。

（8）煙絲物理結(jié)構(gòu)或煙絲濕度波動過大，將對煙支直徑有直接的影響，而直徑又會影響凈質(zhì)量控制系統(tǒng)。此時煙支凈質(zhì)量控制器的控制，可能已不足以保持正確的煙支凈質(zhì)量。

（9）煙絲組份對煙支直徑的影響。煙絲組份的改變，如造碎率發(fā)生變化，則會影響煙支的硬度。在煙支凈質(zhì)量不變時，短煙絲比率的增加會使煙支硬度降低，這會導(dǎo)致煙條直徑減小。

（10）煙條直徑與重量控制系統(tǒng)之間的關(guān)系。根據(jù)物理定律，核掃描器的特性與煙條直徑有關(guān)，這表現(xiàn)在煙條直徑的響應(yīng)上。一根直徑較小的煙條，雖然其煙絲含量與一根直徑較大的煙條相同，但掃描器的測量結(jié)果卻會表明它的凈質(zhì)量小。

于是，凈質(zhì)量控制便根據(jù)煙條直徑變化所造成的錯誤凈質(zhì)量讀數(shù)來調(diào)整修整器的高度，以改變煙條的直徑。

5 結(jié)束語

煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)是集電子技術(shù)、測量技術(shù)、自動化技術(shù)、電力半導(dǎo)體技術(shù)、計算機技術(shù)于一體的機電設(shè)備。維護(hù)好此系統(tǒng)，維護(hù)人員不但要有自動化系統(tǒng)方面的知識，也要有其他專業(yè)的知識，如機械結(jié)構(gòu)、煙草加工工藝等知識，還需有較強的責(zé)任感和良好的職業(yè)道德及實踐經(jīng)驗。

在平時的工作學(xué)習(xí)中，需要我們不斷提高自己的多領(lǐng)域多方面的理論知識，充分利用系統(tǒng)各報告單顯示的數(shù)據(jù)和信息，善于總結(jié)實踐經(jīng)驗，積極探索如何更好地維護(hù)保養(yǎng)煙支重凈質(zhì)量控制系統(tǒng)的途徑，同時又要制定一套科學(xué)的管理制度。只有這樣，我們才能用好、維護(hù)好煙支凈質(zhì)量控制系統(tǒng)，為提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低原輔材料消耗服務(wù)。

[1]常德煙草機械有限責(zé)任公司.ZJ17高速卷煙機重量控制系統(tǒng)操作手冊[K].1999.

[2]喬建軍，栗衛(wèi)軍，張勝利.卷煙機煙支重量控制系統(tǒng)分析[J].煙草科技，2001，（9）：17-18.