卷煙包裝機(jī)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究

徐茂德 王家慧

【摘? 要】在卷煙包裝機(jī)設(shè)備中，SASIB-6000型是較為常用的一種，該型號的卷煙包裝機(jī)中就應(yīng)用了PLC控制系統(tǒng)。想要對PLC控制系統(tǒng)的功能充分發(fā)揮出來，我們就需要掌握詳細(xì)的設(shè)計(jì)方法，包括硬件和軟件方面。通過對以往PLC控制系統(tǒng)的應(yīng)用和運(yùn)行效果進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)，相比于傳統(tǒng)繼電接觸控制系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定、維護(hù)方便、可靠性高等多方面優(yōu)勢。

【關(guān)鍵詞】卷煙包裝機(jī);PLC控制系統(tǒng);設(shè)計(jì)方法

引言

在我國現(xiàn)階段應(yīng)用的卷煙包裝機(jī)設(shè)備中，SASIB-6000型設(shè)備是上世紀(jì)八十年代從意大利引進(jìn)的，具有較高的自動(dòng)化程度，在現(xiàn)階段我國大部分規(guī)模較大的卷煙廠中，仍然得到了廣泛的應(yīng)用。利用這一卷煙包裝機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)時(shí)候每分鐘80包到300包的包裝速度，并且管理十分方便，僅僅需要一名管理人員即可。

1.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在SASIB-6000型卷煙包裝機(jī)的PLC控制系統(tǒng)中，為了對PLC和現(xiàn)場之間信號聯(lián)系進(jìn)行協(xié)調(diào)，需要對相關(guān)信號調(diào)理電路板進(jìn)行設(shè)置，其中的信號處理包括了三大類，分為同步/位置檢測接近開關(guān)信號處理;推桿檢測/保護(hù)信號處理;變頻器速度設(shè)定/包裝速度設(shè)定電路。在主傳動(dòng)軸經(jīng)過固定速比減速以后，對測試軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)，在這一軸中，將八個(gè)凸形輪金屬薄片分別在不同角度進(jìn)行了安裝，在八個(gè)凸輪所對應(yīng)對位置上，對相應(yīng)槽形接近開關(guān)進(jìn)行了設(shè)置。在凹槽中進(jìn)行凸輪舌片的出入時(shí)，接近開關(guān)輸出的電壓信號也會(huì)有所差異，從而針對間歇運(yùn)動(dòng)中包裝機(jī)的特征狀態(tài)進(jìn)行檢測。這八個(gè)傳感器具有各自不同的作用，但卻具有著相同的結(jié)構(gòu)和工作原理。

2.軟件控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在卷煙包裝機(jī)中，具有著較高的自動(dòng)化程度，在設(shè)備中聚集了精密機(jī)械、電、光等方面功能，具有十分復(fù)雜的控制邏輯，按照具體功能，可以主要分為一下幾個(gè)測試模塊。

在主電機(jī)的啟動(dòng)控制方面，在主電機(jī)啟動(dòng)之前，應(yīng)保證處于拉開狀態(tài)的主操縱離合器，讓主電機(jī)實(shí)現(xiàn)輕載啟動(dòng)狀態(tài)。如果全部的二十個(gè)近檢測和控制條件都具有有效性，操作按下啟動(dòng)按鈕，可以控制主電機(jī)進(jìn)行輕載低速啟動(dòng)，在經(jīng)過一定時(shí)間的延遲以后，變頻器經(jīng)過自動(dòng)控制會(huì)逐漸轉(zhuǎn)向高速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。針對機(jī)器故障問題，需要第一時(shí)間切斷電源，避免機(jī)械故障狀態(tài)運(yùn)行帶來的安全性問題。

在變頻器運(yùn)轉(zhuǎn)控制方面，主要包括以下幾個(gè)方面，分為運(yùn)轉(zhuǎn)啟動(dòng)、速度自動(dòng)設(shè)定、故障預(yù)警停機(jī)、故障提示、解除故障狀態(tài)等等。

在針對油泵電機(jī)的潤滑控制方面，針對油泵電機(jī)進(jìn)行手動(dòng)或定時(shí)控制間歇循環(huán)工作，將潤滑供油提供給整機(jī)。在要求的時(shí)間限制條件下，如果機(jī)器油壓開關(guān)沒有動(dòng)作，主要是由于油路系統(tǒng)存在問題，此時(shí)會(huì)控制主機(jī)停止運(yùn)作，并對相關(guān)提示信息予以給出。

在壓縮空氣控制方面，主機(jī)在氣源壓力不足情況下是不能氣動(dòng)的。在主電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，或者處于剎車松開狀態(tài)的封簽電機(jī)，主要表現(xiàn)在手動(dòng)調(diào)車時(shí)，需要針對電磁閥控制通電動(dòng)作，將壓縮空氣提供給整個(gè)機(jī)組。當(dāng)由于一些原因影響，主電機(jī)出現(xiàn)停機(jī)現(xiàn)象時(shí)，需要經(jīng)過6秒鐘延時(shí)以后關(guān)斷壓縮空氣，從而達(dá)到節(jié)約能源的目的。

在煙庫攪拌電機(jī)控制方面，在啟動(dòng)主電機(jī)之后，需要自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)攪拌電機(jī)，在下煙道中，保證為推煙板提供充足的煙氣，并且需要借助JS3傳感器進(jìn)行控制，對推煙板的推或者退狀態(tài)進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換高低速的功能。在主電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)以后，需要攪拌電機(jī)仍然保持一段時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過一定時(shí)間的延時(shí)后再停止運(yùn)作，避免煙道堵塞、下煙道短帶來缺煙等等現(xiàn)象，從而對主電機(jī)的重新啟動(dòng)條件予以保證。

在鋁箔紙拼接控制方面，但已經(jīng)消耗完一盤鋁箔紙以后，需要對并排的另一盤鋁箔紙進(jìn)行使用，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)拼接功能，從而為包裝機(jī)繼續(xù)提供原料。在拼接控制工作中，具有較為復(fù)雜的拼接控制邏輯，主要包括鋁箔紙盤展紙監(jiān)測、拼接電磁閥控制、切刀防護(hù)罩安全連鎖、拼接選通脈沖監(jiān)測、鋁箔紙盤耗盡檢測、手動(dòng)拼接等多個(gè)部分。

在十點(diǎn)鐘剔除控制方面，針對由于各種原因所造成的煙包不合格產(chǎn)品，都需要在時(shí)鐘的十點(diǎn)鐘位置將產(chǎn)品剔除，從而對產(chǎn)品質(zhì)量予以保證。主要依靠離合器得電400毫秒而制動(dòng)器斷電來實(shí)現(xiàn)剔除動(dòng)作。主要包括以下幾種產(chǎn)品需要剔除，分別為煙支長短不一致、缺支、空頭、鋁箔紙拼接位置存在接頭、無鋁箔紙、無商標(biāo)紙、未經(jīng)傳感器質(zhì)量檢測、開機(jī)頭五包煙、機(jī)器停頓時(shí)間較長帶來膠粘性差等等。借助時(shí)鐘脈沖、推桿的同步信號作用對剔除時(shí)序的準(zhǔn)確性予以保證。

在二通道剔除控制方面，在完成口花封簽以后，為了保證下游機(jī)中只有合格煙進(jìn)入，需要在進(jìn)入下游機(jī)的二通道入口位置剔除以下不合格產(chǎn)品，主要包括無口花煙包、由于機(jī)械停頓時(shí)間長帶來的口花膠粘性差、包底開啟的煙包等產(chǎn)品。

在針對商標(biāo)紙涂膠器進(jìn)行抬起、運(yùn)轉(zhuǎn)控制方面，在設(shè)備正常運(yùn)行情況下，主要依靠主傳動(dòng)軸帶動(dòng)商標(biāo)紙涂膠器的運(yùn)轉(zhuǎn)。在主電機(jī)停止運(yùn)行以后，需要借助對電磁閥的控制，讓膠缸向上方抬起，在主傳動(dòng)方面使涂膠器脫離，借助另一臺小型電機(jī)進(jìn)行傳動(dòng)，避免膠粘性受到影響。

3.結(jié)語

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展過程中，卷煙制造行業(yè)在其中發(fā)揮著重要的作用，這一產(chǎn)業(yè)所帶來的產(chǎn)值占據(jù)了我國經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的很大部分。而隨著近年來卷煙制造行業(yè)的不斷發(fā)展，煙草市場需求也在逐漸提升，對卷煙質(zhì)量也提出了更高的要求，同時(shí)，對卷煙生產(chǎn)效率也提出了更高的要求。在當(dāng)前大多數(shù)卷煙生產(chǎn)企業(yè)中，煙草質(zhì)量和生產(chǎn)效率的重要保證就是卷煙包裝機(jī)的應(yīng)用，當(dāng)前主要應(yīng)用的是SASIB-6000型設(shè)備，這一設(shè)備是上世紀(jì)八十年代從意大利引進(jìn)的，目前仍然在大范圍應(yīng)用并且具有較高的自動(dòng)化程度。為了對卷煙質(zhì)量和生產(chǎn)效率予以保證，我們就需要對這一設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法予以詳細(xì)了解，從而充分發(fā)揮設(shè)備的功能。

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山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司青州卷煙廠? ? 山東青州? ? 262500