PASSIM卷煙機(jī)卷煙紙拼接控制系統(tǒng)的改進(jìn)

【摘 要】本文主要介紹了PASSIM卷煙機(jī)卷煙紙拼接控制系統(tǒng)的改進(jìn)?？刂葡到y(tǒng)采用了西門(mén)子PLC控制拼接操作，采用伺服電機(jī)替代磁粉離合處理，從而保證了拼接控制系統(tǒng)的精確性和有效性，提高了生產(chǎn)，降低了卷煙紙的浪費(fèi)。

【關(guān)鍵詞】PASSIM卷煙機(jī)；卷煙紙；拼接；PLC

由于在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中需要使用大量的卷煙紙，在卷煙紙拼接過(guò)程中對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)控制，卷煙機(jī)生產(chǎn)中的消耗大多集中在卷煙紙，采取伺服電機(jī)控制可以有效解決高消耗低效益的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)能源的高效利用，在這個(gè)過(guò)程中最重要的是應(yīng)用先進(jìn)的設(shè)備進(jìn)行科學(xué)管理，在生產(chǎn)控制過(guò)程中，電機(jī)帶動(dòng)備用卷煙紙控制得到了廣泛的應(yīng)用，伺服電機(jī)調(diào)速中應(yīng)用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行交流電機(jī)調(diào)速可以有效的提升工作效率，減少能源消耗。在卷煙紙拼接過(guò)程中采用了伺服控制技術(shù)，使得卷煙機(jī)可以有效進(jìn)行節(jié)約卷煙紙控制，實(shí)現(xiàn)高效利用、可靠生產(chǎn)。

1、卷煙紙拼接控制系統(tǒng)概述

1.1、PASSIM卷煙機(jī)

PASSIM機(jī)組是由英國(guó)MOLINS公司于20世紀(jì)90年代初期研制的高速卷接機(jī)組，該機(jī)組一直是煙廠的主力機(jī)型之一，為了保證拼接的連續(xù)供給，PASSIM卷接機(jī)組設(shè)計(jì)了拼接控制系統(tǒng)。

1.2、拼接控制系統(tǒng)

原有PASSIM 卷接機(jī)組的拼接控制系統(tǒng)采用主PLC控制系統(tǒng)計(jì)算拼接直徑，實(shí)現(xiàn)拼接剩余量的控制，在拼接更換時(shí)，采用磁粉離合器帶動(dòng)備用卷煙紙裝置來(lái)完成備用紙盤(pán)的加速 當(dāng)使用紙盤(pán)的直徑達(dá)到設(shè)置的拼接直徑時(shí)，主控 PLC 發(fā)出拼接動(dòng)作指令完成拼接，老系統(tǒng)在長(zhǎng)期使用的過(guò)程中存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

1.采用拼接架內(nèi)部安裝的8個(gè)感應(yīng)齒來(lái)完成拼接直徑的測(cè)算，由于拼接每圈測(cè)量的脈沖數(shù)太少，精度不夠，易造成拼接紙芯剩余量不穩(wěn)定。

2.采用磁粉離合器帶動(dòng)備用卷煙紙完成備用紙盤(pán)的加速，加速時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成新卷煙紙浪費(fèi)過(guò)多。

3.磁粉離合器長(zhǎng)期使用出現(xiàn)損耗。經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)帶動(dòng)備用卷煙紙不轉(zhuǎn)動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)速度過(guò)慢，新拼接轉(zhuǎn)動(dòng)速度與工作拼接轉(zhuǎn)動(dòng)速度不能保持一致，導(dǎo)致拼接失敗，發(fā)生設(shè)備故障停機(jī)。為了解決老系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題，我們對(duì)PASSIM卷煙機(jī)卷煙紙拼接控制系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。新系統(tǒng)把磁粉離合器改為伺服電機(jī)，增加拼接架內(nèi)部感應(yīng)齒的個(gè)數(shù)，并采用西門(mén)子最新的多功能高性能的PLC對(duì)拼接直徑進(jìn)行測(cè)算，速度快，精度高，以達(dá)到拼接剩余量的精確控制。

2、原機(jī)拼接系統(tǒng)原理

2.1 主傳動(dòng)帶動(dòng)供紙輥向卷煙機(jī)供紙，同時(shí)拼接系統(tǒng)中的拖紙輥靠磁粉離合器與供紙輥鏈接，當(dāng)在用卷煙機(jī)直徑達(dá)到設(shè)置值時(shí)，電控系統(tǒng)對(duì)磁粉離合器進(jìn)行斜坡增壓，以保證拖紙輥向貯紙箱中輸送卷煙紙的速度逐步增加，防止拖紙輥突然加速拉斷備用卷煙紙，磁粉離合器斜坡增壓8—12秒后，達(dá)到額定電壓值12v，電磁離合器完全耦合，帶動(dòng)拖紙輥速度與供紙輥速度一致，備用卷煙紙拼接才能成功。

2.2 帕西姆卷煙機(jī)在用卷煙紙的余量是由安裝在盤(pán)子托架輪中的脈沖檢測(cè)，根據(jù)托架輪旋轉(zhuǎn)速度產(chǎn)生的脈沖數(shù)（托架輪中有8個(gè)凸塊，托架輪旋轉(zhuǎn)一周產(chǎn)生8個(gè)脈沖，每個(gè)脈沖代表0.0625—0.125m紙長(zhǎng)）決定的，設(shè)備所設(shè)置的卷煙紙直徑參數(shù)也就是脈沖數(shù)，我們知道直徑參數(shù)可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)公式計(jì)算出來(lái)，但在用卷煙紙快用完時(shí)，托架輪的旋轉(zhuǎn)速度可達(dá)到每分鐘960轉(zhuǎn)，在如此快的速度下，8個(gè)凸塊所產(chǎn)生的脈沖數(shù)如果出現(xiàn)丟失的情況那檢測(cè)余量精確性就很難得到保證，而且這種情況的出現(xiàn)我們是無(wú)法杜絕的，因此，要求我們?cè)谠O(shè)置脈沖參數(shù)時(shí)，就必須要增加預(yù)留量以保證在用卷煙紙未用完時(shí)，拼接已完成。

3、控制系統(tǒng)的改進(jìn)

3.1、節(jié)約卷煙紙控制

一臺(tái)PASSIM8000卷煙機(jī)每天工作8小時(shí)，日使用120個(gè)卷煙紙盤(pán)，要進(jìn)行59次卷煙紙的自動(dòng)更換，每一次更換時(shí)在用紙盤(pán)的余量達(dá)到15米左右，而備用紙盤(pán)在加速過(guò)程中要浪費(fèi)20米以上，如果在拼接過(guò)程中失敗，則要浪費(fèi)卷煙紙40米以上，停機(jī)5分鐘。針對(duì)這一情況，現(xiàn)對(duì)原有卷煙紙拼接系統(tǒng)進(jìn)行改造，也減少卷煙紙的消耗，提高設(shè)備生產(chǎn)效率。

3.2、改進(jìn)措施

3.2.1使用伺服控制系統(tǒng)

所謂伺服控制指對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的有效控制，即對(duì)物體運(yùn)動(dòng)的速度、位置、加速度進(jìn)行控制。它的優(yōu)點(diǎn)是：體積小、保護(hù)完善、可靠性好。電動(dòng)機(jī)無(wú)電刷和換向器，工作可靠，維護(hù)和保養(yǎng)簡(jiǎn)單；定子繞組散熱快；慣量小，易提高系統(tǒng)的快速性；適應(yīng)于高速大力矩工作狀態(tài)；相同功率下，體積和重量較小，有較高的響應(yīng)速度、精度、頻率，所以，其平穩(wěn)加速的時(shí)間可大大縮短。

由于卷煙機(jī)卷煙紙拼接傳動(dòng)中的不穩(wěn)定，磁粉離合器帶動(dòng)備用卷煙紙改為電機(jī)帶動(dòng)備用卷煙紙。因?yàn)榇欧垭x合器存在加速時(shí)間長(zhǎng)，并且不穩(wěn)定，造成不必要的停機(jī)浪費(fèi)原材料和因加速時(shí)間長(zhǎng)造成備用紙盤(pán)加速期間的卷煙紙浪費(fèi)。同時(shí)造成使用紙盤(pán)余量的浪費(fèi)。電機(jī)帶動(dòng)備用卷煙紙有效提高承載能力和控制拼接的接觸力，使得拼接控制力更好。

磁粉離合器偶合用時(shí)長(zhǎng)，借鑒嘴棒成型機(jī)成型紙拼接原理，采用測(cè)速編碼器，西門(mén)子伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)取代現(xiàn)有帕西姆電磁離合器，對(duì)拖紙輥進(jìn)行加速。目的在保證拼接正常的情況下，縮短拖紙輥加速時(shí)間，減少貯紙箱中的紙量。

改造后，對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，加速時(shí)間設(shè)為4秒即可滿足拼接的要求。改造電路圖見(jiàn)圖1。

3.2.2感應(yīng)脈沖凸齒優(yōu)化

增加托架輪上的凸塊數(shù)量為24個(gè)，加大脈沖數(shù)，保證卷煙紙檢測(cè)余量的精確性，減少預(yù)留量，縮短卷煙紙拼接后其托架上所余留的紙量，因?yàn)橥箟K數(shù)增加了3倍（每個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)紙長(zhǎng)0.021—0.042米），我們?cè)谠O(shè)置卷煙紙拼接直徑時(shí)能更精確，就可減少不必要的預(yù)留量，那么其拼接后其托架上所余留的紙量就能減少三分之二，考慮到卷煙紙塑料內(nèi)芯直徑的微小偏差，在設(shè)置拼接直徑時(shí)保證余量在6米左右為宜。見(jiàn)圖2。

4、結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)卷煙紙拼接系統(tǒng)的改造，有效解決了PASSIM卷煙機(jī)在高速運(yùn)行時(shí)卷煙紙自動(dòng)拼接不穩(wěn)定所造成的停機(jī)，有效解決了備用紙盤(pán)由于加速時(shí)間長(zhǎng)造成的浪費(fèi)，由原來(lái)的20米降為8米，有效解決了在用紙盤(pán)拼接后余量過(guò)多的情況，由原來(lái)的15米降為6米（一個(gè)卷煙紙盤(pán)節(jié)約21米）。提高了設(shè)備的有效作業(yè)率，降低了卷煙紙的消耗。每萬(wàn)支卷煙卷煙紙消耗從改造前的607.9米降為601.8米，取得了顯著的效果。為企業(yè)節(jié)資降耗增效做出了一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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