煙箱輸送通道智能控制系統(tǒng)

鄭珂

摘 要：簡要回顧安陽卷煙廠煙箱輸送通道目前的控制方式。說明目前的控制方式在設備故障、節(jié)約能源等方面存在的不同問題。著重闡述設計研發(fā)煙箱輸送通道智能控制系統(tǒng)的方法來源，控制系統(tǒng)的介紹及其功能優(yōu)勢，并指出本輸送通道控制系統(tǒng)在眾多領域的技術推廣。

關鍵詞：煙箱輸送；輸送通道；智能控制；節(jié)能降耗

1 引言

煙箱輸送通道位于卷煙生產(chǎn)車間與成品倉庫之間，是煙箱從生產(chǎn)部門向倉儲部門輸送的通道。煙箱在封箱機裝箱后通過煙箱輸送通道輸送到成品倉庫。受生產(chǎn)工序要求，使得輸送通道的運轉情況必須與生產(chǎn)車間同步。我車間煙箱輸送通道分為樓上樓下兩部分，中間以垂直提升機連接。目前我廠封箱機出口煙箱輸送通道的控制方式為手動控制，通過旋鈕開關手動控制封箱機出口輸送通道皮帶電機實現(xiàn)輸送通道的啟停。該控制方式的實用性較為落后，且存在以下兩個問題：一、垂直提升機報警停機時，輸送線不能停止，在垂直提升機入口處容易發(fā)生擠煙，而影響產(chǎn)品質量。二、垂直提升機處于待料等待時，輸送通道長時間空運轉，不能自動停止，造成能源浪費。

2 垂直提升機與煙箱輸送通道控制方式及目前存在問題

2.1 垂直提升機控制方式

煙箱從封箱機出口輸送通道到達垂直提升機，通過垂直提升機，煙箱被從一樓送至二樓輸送通道，再由二樓輸送通道將煙箱輸送至成品庫。垂直提升機的控制方式為獨立控制，其功能有煙箱堵塞停機、煙箱掉落停機、安全門連鎖打開報警停機、急停、待料自動停機等。

2.2 煙箱輸送通道控制方式

位于封箱機出口的煙箱輸送通道分為五段、每段輸送通道由位于該段前端的旋鈕開關控制。當某段需要啟動或停止時手動旋動旋鈕開關，通過該段驅動接觸器控制相應的皮帶電機，以實現(xiàn)控制輸送通道運行與停止。

2.3 目前存在問題

垂直提升機與封箱機出口輸送通道分別獨立控制。當垂直提升機發(fā)生故障停機時，輸送通道缺少與提升機聯(lián)機信號，煙箱不能停止輸送，繼續(xù)輸送至提升機，在提升機入口處發(fā)生擠煙，損壞煙箱，造成資源浪費，甚至損壞設備。

3 煙箱輸送通道智能控制系統(tǒng)

3.1 結構組成及工作原理

煙箱輸送通道智能控制系統(tǒng)在結構上由數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、執(zhí)行單元三部分構成。（見結構圖）

3.1.1數(shù)據(jù)采集單元

數(shù)據(jù)采集單元負責采集來自垂直提升機發(fā)出的報警信號。報警信號分為故障信號、急停、安全門連鎖等。數(shù)據(jù)采集單元自動識別報警信號的種類，收集有效信號，為數(shù)據(jù)處理單元提供數(shù)據(jù)支持。

3.1.2數(shù)據(jù)處理單元

數(shù)據(jù)處理單元為本系統(tǒng)的核心部分，接收來自數(shù)據(jù)采集單元收集的輸入信號，在控制程序中進行數(shù)據(jù)分析、處理，最終輸出驅動信號給執(zhí)行單元。數(shù)據(jù)處理單元由可編程序控制器（PLC）、中間繼電器組成。

其中PLC選用德國西門子公司S7-200微型PLC（見圖1）。具有以下優(yōu)點：

一、可靠性高，抗干擾能力強

二、配套齊全，功能完善，實用性強

三、控制系統(tǒng)的設計、安裝工作量小，維修方便，容易改造

四、體積小，重量輕，能耗低

3.1.3執(zhí)行單元

執(zhí)行單元由電磁閥（見圖2）、提升氣缸（見圖3）、煙擋板（見圖4）組成，控制信號由中間繼電器輸出給執(zhí)行單元，電磁閥線圈閉合，氣路導通，提升氣缸工作將煙擋板升起。煙箱被煙擋板強行阻擋，停止輸送，避免煙箱在垂直提升機入口發(fā)生擠煙現(xiàn)象。

3.2 煙箱輸送通道智能控制系統(tǒng)的功能

一、當垂直提升機發(fā)生故障停機時本系統(tǒng)會自動識別停機原因，為PLC采集故障信號，PLC控制程序經(jīng)過數(shù)據(jù)分析、處理后輸出控制信號，中間繼電器接收輸出信號后驅動執(zhí)行單元，實現(xiàn)控制煙箱停止輸送的功能，從而達到垂直提升機發(fā)生故障停機時，煙箱及時停止輸送，杜絕提升機入口擠煙現(xiàn)象發(fā)生，保護煙箱、保護設備。

二、當沒有煙箱輸送時，本系統(tǒng)通過采集封箱機出口煙箱存在傳感器信號，PLC控制程序判斷輸送通道上煙箱存在與否情況，自動控制煙箱輸送通道皮帶電機停止運轉，實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。同時，當有煙箱輸送到垂直提升入口處時，垂直提升機將自動啟動，保證生產(chǎn)的順利進行。

4 結論

煙箱輸送通道智能控制系統(tǒng)以PLC控制程序為功能核心，通過對采集信號的分析、處理，最終自動控制執(zhí)行單元運行，實現(xiàn)當垂直提升機出現(xiàn)故障停機時，煙箱自動停止輸送的目的。同時PLC控制程序智能識別輸送通道上煙箱存在與否情況，自動控制輸送通道的啟動與停止。本智能控制系統(tǒng)有效保護了成品煙箱與輸送設備及人員安全，并在節(jié)能降耗方面起到一定作用。

通過實際應用，本系統(tǒng)達到預期設計要求，在不影響正常工作的情況下，保留原有控制功能，實現(xiàn)封箱機出口煙箱輸送通道智能控制的目的。本系統(tǒng)控制邏輯簡潔、結構單元布置靈活，可廣泛應用各種輸送通道中，值得推廣應用。

參考文獻

[1]程周、常輝，《可編程序控制器技術與應用》，電子工業(yè)出版社

[2]孔凡才，《自動控制原理與系統(tǒng)》第3版，機械工業(yè)出版社

[3]YP11A 封箱機說明書

[4]煙箱輸送電控制系統(tǒng)圖紙