卷煙廠電氣設(shè)備控制的問題與對策

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山東中煙工業(yè)有限責任公司青州卷煙廠，山東青州，262500

0 引言

在當前市場經(jīng)濟發(fā)展背景下，煙草行業(yè)面臨的市場競爭壓力越來越大，在煙草生產(chǎn)過程中對設(shè)備的技術(shù)要求也越來越高，而且人們也開始逐漸關(guān)注煙草對身體健康的影響，煙草生產(chǎn)需要考慮抽煙人群和非抽煙人群的身體健康。在進行卷煙生產(chǎn)過程中，開始應(yīng)用到自動化的生產(chǎn)設(shè)備，進一步提升了煙草生產(chǎn)效率和水平。應(yīng)用自動化生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)卷煙，使得生產(chǎn)過程的安全性得到提高，但是自動化設(shè)備在應(yīng)用過程中也會存在各種各樣的故障和問題，需要及時查找問題，采取有效的措施進行解決，以保障卷煙廠電氣設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。

1 卷煙廠電氣設(shè)備出現(xiàn)問題的判定標準

在對卷煙廠電氣設(shè)備的故障檢測過程中，煙草設(shè)備的電氣控制和故障檢測是存在區(qū)別的，主要是煙草設(shè)備機器內(nèi)部空間不大，危險性較高，在進行測試過程中存在很大的不安全性，而且傳感器不能有效安裝。在煙草設(shè)備中，重要部件安裝的位置不夠明顯，如果在防護罩上穿孔，會影響到傳感器的安裝；一些往復(fù)運動的部件數(shù)量龐大，振動也比較明顯，會導致傳感器松動或者損壞；煙草設(shè)備各個部分的零部件設(shè)備是緊密聯(lián)系到一起的，零部件的運動會相互之間造成干擾，很容易發(fā)生損壞，因此，不論是煙草電氣設(shè)備中的制絲設(shè)備還是其他設(shè)備都是按照相關(guān)的故障標準作為參考[1]。

2 卷煙廠電氣設(shè)備故障特點

煙草生產(chǎn)電氣設(shè)備相比其他行業(yè)的電氣設(shè)備有著較大的區(qū)別，卷煙廠電氣設(shè)備的內(nèi)部空間都比較小，如果發(fā)生故障會帶來較大的損失，而且后期的維修難度更大，主要是設(shè)備發(fā)生故障之后，應(yīng)用到的檢測方法比較復(fù)雜，電氣設(shè)備內(nèi)部并不能有效應(yīng)用傳感器等監(jiān)控設(shè)備對電氣設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，還有電氣設(shè)備內(nèi)部的各部分零件比較隱蔽，給檢測和維修帶來很大的不便。因此，在卷煙廠電氣設(shè)備的使用過程中，需要針對不同電氣設(shè)備存在的故障使用不同的故障診斷技術(shù)，這樣可以及時發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中存在的問題。卷煙廠主要應(yīng)用到的設(shè)備有卷煙機和包裝設(shè)備，兩種設(shè)備在應(yīng)用過程中出現(xiàn)故障的位置和故障發(fā)生的原因都是不同的，需要針對不同設(shè)備的維修方法對故障進行診斷和維修。

3 卷煙廠電氣設(shè)備控制的意義

3.1 可以延長設(shè)備的使用壽命

通過對卷煙廠電氣設(shè)備進行有效控制，可以為設(shè)備監(jiān)測周期提供可靠的數(shù)據(jù)參考，科學診斷設(shè)備存在的問題，可以制定出合理的設(shè)備維修周期，進一步提高對設(shè)備的使用效率，發(fā)揮設(shè)備的作用，也能夠延長設(shè)備的使用壽命，發(fā)揮設(shè)備在卷煙生產(chǎn)過程中的重要作用。應(yīng)用到的機械設(shè)備和故障診斷儀器具有一定的靈活性和簡便化，為機械設(shè)備在卷煙生產(chǎn)過程中的應(yīng)用奠定良好的基礎(chǔ)。

3.2 可以為判斷設(shè)備狀態(tài)提供準確信息

通過采集分析設(shè)備運行過程中的功能性參數(shù)、振噪?yún)?shù)和油液狀態(tài)，可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備運行過程中存在的異常，掌握設(shè)備運行中各部分參數(shù)的變化趨勢，及時找出設(shè)備存在的問題，為設(shè)備后期的維修提供有效的參考數(shù)據(jù)，及時做好對設(shè)備的維修，保障設(shè)備后期故障的發(fā)生，也進一步提高了設(shè)備的運行效率。

4 卷煙廠應(yīng)用到的設(shè)備存在的問題和解決方法

4.1 卷接機存在的問題和解決措施

卷接機在實際運行過程中會出現(xiàn)很多問題，主要有：①卷接機不能正常啟動；②機組在運轉(zhuǎn)上升的過程中出現(xiàn)停機的現(xiàn)象；③傳送體系中的傳送帶運行速度不均衡；④印刷的位置出現(xiàn)偏差不能進行調(diào)整。

通常情況下，如果卷接機不能正常運轉(zhuǎn)，而且在故障顯示器中不能看到故障發(fā)生的相關(guān)信息時，大多是開關(guān)存在問題，因為卷煙廠的工作環(huán)境較差，有很多灰塵，很容易導致開關(guān)失靈，且大多數(shù)開關(guān)都是獨立設(shè)計的，主要是為了控制聯(lián)鎖和顯示卷接機運行故障，因此需要及時對開關(guān)進行清掃，做好開關(guān)的徹底清潔，就可以保障卷接機正常運轉(zhuǎn)。在運轉(zhuǎn)過程中，機組的運轉(zhuǎn)速度達到一定值時，因不能承受壓力會自動停機，但是故障顯示器中并不能顯示有關(guān)故障信息，這時就需要再次按下開關(guān)，設(shè)備才會正產(chǎn)運轉(zhuǎn)。如果設(shè)備再次因為運轉(zhuǎn)速度的提升而停止運轉(zhuǎn)，且依然沒有任何故障信息顯示，這時就需要考慮水松紙的拼接問題，原因可能主要源于水松紙拼接不正常，因此只需要將水松紙正確安裝即可。還有另外一種情況是水松紙在運行過程中受到磨損，當機器的運轉(zhuǎn)速度加快時，摩擦力就會進一步加大，產(chǎn)生的靜電就使得機器停止運轉(zhuǎn)，這時需要將螺栓部分加長，正確安裝水松紙就可以保障機器的正常運轉(zhuǎn)。

在卷接機運轉(zhuǎn)過程中，若傳動設(shè)備的速度失控，就需要通過切斷電源的方式對機器進行檢查，但是該種情況下檢查機器，會導致制動電阻產(chǎn)生發(fā)熱，也會對一些絕緣體造成嚴重的破壞。當傳送帶不能正常工作時，接觸器常閉觸點各部分是相互連通的，因此需要快速切斷電源，檢查機器運行過程中存在的問題，及時采取有效的措施進行解決，這樣才可以將事故降到最低。

當印刷位置發(fā)生偏移時，開關(guān)跳閘就會進行保護操作，但是打開之后又會跳閘，這時就需要按照順序檢查各個部分的操作控制器；若更換一個控制器后，還是有跳閘現(xiàn)象發(fā)生，就需要對繼電器進行檢查，如果接觸點各個點連通在一起，就很容易造成短路情況。在卷接機中應(yīng)用到的體積較小的封裝繼電器很容易出現(xiàn)故障問題，只需要對繼電器進行更換即可。

4.2 包裝設(shè)備存在的問題和解決措施

在包裝設(shè)備運行過程中會出現(xiàn)的故障是線路板上的信號燈始終不滅，但是拔出其中的一個線路板重新插一遍，信號燈又會恢復(fù)正常。該種情況會反復(fù)出現(xiàn)，通過對該種現(xiàn)象進行分析，得出的結(jié)論是復(fù)位部分存在問題。通常信號燈是依靠低電平才會亮起來的，但是觸發(fā)器的位置需要呈現(xiàn)高電平，任何一種情況的發(fā)生都會導致脈沖不能清零，這時只需要對非門和電路板進行更換即可[2]。

4.3 卷包設(shè)備檢測和診斷技術(shù)的應(yīng)用

卷包設(shè)備在應(yīng)用過程中，針對其運行狀態(tài)也有對應(yīng)的檢測技術(shù)和方法，主要有在線監(jiān)測、振動監(jiān)測等方法，有效應(yīng)用這些監(jiān)測技術(shù)，可以快速確定故障發(fā)生的位置，及時對故障原因進行分析并采取有效措施進行解決。①在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用。通過檢測煙草設(shè)備生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量，可以將檢測出來的結(jié)果與量化指標進行對比，可以進一步明確電氣設(shè)備運行過程中存在的故障。②關(guān)鍵部位振動監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用。當設(shè)備處于運行狀態(tài)時，通過監(jiān)測和觀察設(shè)備運行速度、聲響和位移等信息對設(shè)備系統(tǒng)進行分析，了解設(shè)備控制系統(tǒng)是否處于正常運行狀態(tài)。對于卷包設(shè)備發(fā)生的故障，有很大一部分故障都是可以通過監(jiān)測設(shè)備運行過程中的狀態(tài)進行了解和掌握的，因為設(shè)備正常運行的聲音和非正常運行的聲音是不同的，是可以通過監(jiān)測發(fā)現(xiàn)的。③異常噪聲檢測技術(shù)。該種技術(shù)的應(yīng)用主要是通過收集和分析系統(tǒng)運行過程中的頻率信號可以及時發(fā)現(xiàn)其中某一器件出現(xiàn)的問題，因為通過分析器件運行過程中的頻率，就可以判斷器件是否處于正常的運轉(zhuǎn)范圍內(nèi)，通過對發(fā)生異常噪聲的部分進行定位，就可以快速排查發(fā)生故障的部位。例如，軟包機出口轉(zhuǎn)盤內(nèi)的螺栓出現(xiàn)松動，該位置就會有較大的噪聲產(chǎn)生，這就說明軟包機出現(xiàn)故障，通過對故障部位進行檢修，可以有效避免后期有更大的故障發(fā)生。④油樣分析技術(shù)。主要通過對潤滑油、噴油等的判斷可以對設(shè)備的磨損情況進行掌握和了解。通過采集設(shè)備內(nèi)的油樣，分析其形態(tài)、大小和數(shù)量等信息，可以快速了解到設(shè)備的磨損情況，以便做好對磨損器件的更換和調(diào)整，進一步保障電氣控制系統(tǒng)的正常運行。

4.4 變頻器在卷煙廠電氣設(shè)備中的控制

變頻器在卷煙廠電氣設(shè)備中發(fā)揮著十分重要的作用，因此需要有效應(yīng)用變頻器，同時做好對變頻器的維護工作。當變頻器發(fā)生故障時，需要快速查找出變頻器的故障，及時采取有效措施進行解決。卷煙廠使用到的變頻器通常主要發(fā)生的故障類型有短路、接地、變頻器過載和通信異常等情況。如果變頻器發(fā)生故障，其自動裝置就會自動啟動，機器設(shè)備也會停止運行，故障類型就顯示出來了，為了能夠快速查找出故障，可以通過故障代碼找出故障的原因，將各個環(huán)節(jié)的故障排除掉，及時采取有效措施對故障位置進行處理[3]?？傊瑸榱四軌蜻M一步確保電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運行，需要在日常工作中做好對變頻器的有效使用和維護工作。

4.4.1 變頻器要有良好的接地線

卷煙廠電氣設(shè)備的地線對整個設(shè)備的安全穩(wěn)定運行有著十分重要的作用，但是通常情況下安裝的接地線是不容易斷的，如果接地線斷了，就會燒壞變頻器，若剛好有電機漏電，就會更加麻煩。接地線斷了，就會有強電流從接地線上反串到變頻器主板上，主板上就會有火花產(chǎn)生，將主板燒壞，這就需要在變頻器上安裝好的接地線。

4.4.2 避免變頻器受到干擾

變頻器開關(guān)電源很容易受到干擾，如果變頻器的接地不良，會通過電源線和電機線對變頻器產(chǎn)生干擾信號。干擾信號是通過外殼的地線發(fā)出去的，地線的長度越長造成的干擾范圍就會越大。變頻器自身的干擾信號會干擾到變頻器，也會對周圍的電子設(shè)備運行產(chǎn)生較大的干擾。安裝的變頻器中，有的自身就可以防止干擾信號輻射和信號的輸入，但是有的則不具備抗干擾的功能。如果在使用的控制系統(tǒng)中，除了有變頻器外，還有一些靠脈沖信號進行通信的電子設(shè)備時，例如電腦、人機界面等，在進行變頻器選擇的過程中就需要考慮到對防干擾措施的應(yīng)用。

針對變頻器被干擾的問題，其處理過程是相對比較復(fù)雜的，需要結(jié)合現(xiàn)場實際情況采取不同的措施，比如可以利用屏蔽線、把變頻器放在鐵柜里、將進出電源線套在鐵管上等，還有接上良好的接地線，同時在接變頻器線路時，需要注意變頻器控制線公共端是不能接地的。

4.4.3 變頻器輸入端位置加壓敏電阻

有些企業(yè)供電質(zhì)量不高，當供電線路有故障發(fā)生時，高壓電的輸出很容易燒壞電子儀器，針對這一現(xiàn)象的存在和發(fā)生，需要及時采取有效措施解決該問題，例如可以應(yīng)用到被動保護方法，在變頻器的空氣開關(guān)上加壓敏電阻，這時有高壓電經(jīng)過時，壓敏會發(fā)生短路，開關(guān)跳閘，變頻器被有效保護，這就在一定程度上避免了變頻器故障發(fā)生的概率[4]。在安裝壓敏電阻的過程中，不能將壓敏電阻的安裝位置太靠近變頻器，這樣是為了避免電阻短路爆炸時，產(chǎn)生的強大靜電和電磁波會對變頻器的功能產(chǎn)生較大影響，通常較輕的情況是燒斷電路板銅線，較重的情況則是燒壞整塊模塊和開關(guān)電源等，而加上壓敏電阻的效果就會比較好。

4.4.4 避免將變頻器和振動設(shè)備一起安裝

如果將變頻器與振動的煙草設(shè)備安裝在一起運行，很容易導致主回路的連接螺栓和緊固螺絲產(chǎn)生松動，變頻器的使用壽命就會縮短。當設(shè)備振動時，變頻器的模塊就會遭到損壞，如果將模塊更換之后，沒有加固螺栓，還是會造成模塊的損壞。在將模塊更換之后，需要按照電流的走向?qū)⒅骰芈飞系穆菟〝Q緊，如果變頻器必須安裝在振動設(shè)備周圍，則需要定期對連接螺絲和模塊上的緊固螺絲進行檢查，避免螺絲發(fā)生松動損壞變頻器。在選擇變頻器的過程中，需要選擇較好的變頻器，保障使用過程中沒有端子松動的問題發(fā)生，這樣可以有效減少維護量。

5 卷煙廠電氣設(shè)備未來的發(fā)展趨勢

在煙草生產(chǎn)行業(yè)，電氣設(shè)備未來的發(fā)展將會呈現(xiàn)出機電一體化的發(fā)展趨勢，可以有效提高煙草生產(chǎn)效率和質(zhì)量。通常情況下的機械設(shè)備和電氣設(shè)備之間是相互滲透和緊密結(jié)合的關(guān)系，要將兩者有效融合在一起，會使機電一體化的程度提高。

機電一體化融合了電子技術(shù)、信息技術(shù)和機械技術(shù)，這也是未來工業(yè)化發(fā)展的重要趨勢，是當前技術(shù)革新方面的重要研究內(nèi)容。機電一體化目前作為電子工業(yè)發(fā)展的重大技術(shù)方向和主要任務(wù)，國外許多科研機構(gòu)和高等院校已經(jīng)對其進行了大量研究和開發(fā)工作，各種新的技術(shù)產(chǎn)品也在不斷涌現(xiàn)。卷煙生產(chǎn)過程是相對復(fù)雜的，主要特點：①屬于流程工業(yè)，整個生產(chǎn)過程需要遵循對應(yīng)的流程進行，從基本的煙葉原料到最后的成品包裝；②整個生產(chǎn)過程中的參數(shù)較多，有位移、速度、加速度、電流和溫度等；③具有較強的實時性，在相關(guān)設(shè)備運行過程中，需要對過程參數(shù)進行實時檢測和處理；④整個生產(chǎn)過程的工作環(huán)境比較復(fù)雜，生產(chǎn)過程對可靠性要求高。因此，為了有效確保煙草生產(chǎn)過程的安全性和可靠性，需要有效提高煙草生產(chǎn)過程中的自動化程度，提高生產(chǎn)的效率和水平。卷煙生產(chǎn)過程中注重應(yīng)用集散系統(tǒng)，有多臺機器分別控制生產(chǎn)過程的各個環(huán)節(jié)和階段，來有效實現(xiàn)最佳的生產(chǎn)目標。在單機應(yīng)用過程中，需要實現(xiàn)單機的高度自動化和全局目標最佳化，需要綜合運用信息論、控制論等實現(xiàn)自動化生產(chǎn)。因此要十分重視卷煙設(shè)備機電一體化的發(fā)展趨勢，促進卷煙設(shè)備的有效應(yīng)用。

6 結(jié)語

綜上所述，當前隨著社會科學技術(shù)的快速發(fā)展，卷煙工廠電氣設(shè)備的自動化程度進一步提升，在應(yīng)用電氣設(shè)備的過程中，相關(guān)要求也越來越多，因此需要從各個環(huán)節(jié)進行有效控制，做好各個環(huán)節(jié)的監(jiān)測，針對問題及時采取有效的措施，確保煙草設(shè)備的正常穩(wěn)定運行，滿足生產(chǎn)目標。