PASSIM 8K 卷煙機(jī)組搓板檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

黃仕強(qiáng)，張曉軍，席剛

（貴州中煙工業(yè)有限責(zé)任公司銅仁卷煙廠，貴州 銅仁 554300）

搓板為卷煙機(jī)組濾嘴接裝重要部件，完成濾嘴、煙支及水松紙的搭接、搓接工作。在生產(chǎn)過(guò)程中，由于水松紙上膠產(chǎn)生的膠垢、煙支生產(chǎn)產(chǎn)生的煙末以及殘次品煙支等原因易造成搓板堵塞。PASSIM 8K 卷煙機(jī)組中的搓板堵塞檢測(cè)系統(tǒng)在搓板發(fā)生堵塞時(shí)能夠檢出，但可靠性、穩(wěn)定性較差，堵塞后由于停機(jī)反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)（7～8 s），搓板堵塞情況會(huì)更加嚴(yán)重，搓板很難抽出，清理困難，耗時(shí)長(zhǎng)，一般都需要8 min 左右。嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成搓板及其他部件打壞、擠壞鼓輪等，發(fā)生設(shè)備事故，影響設(shè)備有效作業(yè)率。因此，為確保搓板堵塞檢測(cè)的可靠性，及時(shí)啟動(dòng)搓板清理程序，降低因搓板堵塞造成的煙支堵塞程度，及時(shí)清理堵塞煙支至關(guān)重要。為解決PASSIM 8K 卷煙機(jī)組的搓板檢測(cè)問(wèn)題，確保搓板檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)原檢測(cè)系統(tǒng)原理進(jìn)行分析，結(jié)合其現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，找出了搓板堵塞檢測(cè)經(jīng)常失靈、檢測(cè)不可靠的原因，并對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。

1 原搓板檢測(cè)系統(tǒng)分析

1.1 原搓板堵塞檢測(cè)分析

系統(tǒng)原用PASSIM 8K 卷煙機(jī)組，搓板堵塞檢測(cè)及清潔氣動(dòng)組件由2 個(gè)二位三通氣控閥和1 個(gè)清潔氣動(dòng)延時(shí)控制閥組成，正壓清潔氣與負(fù)壓檢測(cè)通道通過(guò)氣路切換，在負(fù)壓檢測(cè)通道建立負(fù)壓檢測(cè)[1-2]信號(hào)。煙支在嘴機(jī)上往前運(yùn)行過(guò)程中，搓接完成后，由取出鼓輪上的負(fù)壓吸風(fēng)將煙支取出送到取出鼓輪上。如果有煙支組合體未從搓板送到取出鼓時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致取出鼓中的負(fù)壓降低，而此時(shí)主風(fēng)機(jī)的負(fù)壓保持不變，則由搓板堵塞檢測(cè)負(fù)壓傳感器[3]來(lái)檢測(cè)取出鼓負(fù)壓與主風(fēng)機(jī)負(fù)壓的壓差變化，如果連續(xù)有3 支煙丟失，則高于設(shè)定值，判定為搓板堵塞，負(fù)壓傳感器就輸出一個(gè)信號(hào)啟動(dòng)清潔程序、停機(jī)等處理。

1.2 存在問(wèn)題

負(fù)壓檢測(cè)傳感器為差范圍調(diào)節(jié)，調(diào)整較為復(fù)雜、不方便且調(diào)整也不精準(zhǔn)。

在設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中，搓板負(fù)壓檢測(cè)傳感器的負(fù)壓管路經(jīng)常因生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的煙末、灰塵等堵塞，造成負(fù)壓檢測(cè)信號(hào)失真，導(dǎo)致負(fù)壓檢測(cè)傳感器失靈，搓板檢測(cè)失敗，造成多次清理，浪費(fèi)原輔材料，增加殘次品煙支的產(chǎn)生。或堵塞不停機(jī)，打壞搓板等。

一旦搓板堵塞嚴(yán)重，清理失敗導(dǎo)致停機(jī)，而停機(jī)有一個(gè)過(guò)程，需要一定的時(shí)間（7～8 s），停機(jī)信號(hào)產(chǎn)生后的煙支也隨著慣性源源不斷地往搓板處堆積，造成堵塞更加嚴(yán)重。

2 優(yōu)化設(shè)計(jì)方案

2.1 檢測(cè)方式優(yōu)化設(shè)計(jì)

基于原搓板檢測(cè)系統(tǒng)存在的問(wèn)題，經(jīng)多次生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)觀察、記錄、分析，從檢測(cè)方式上對(duì)搓板檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，如圖1 所示。在取出鼓輪下方，制作安裝一光電開(kāi)關(guān)支架，增設(shè)光電檢測(cè)模塊（煙支堵塞檢測(cè)），對(duì)正常生產(chǎn)過(guò)程中搓板后的煙支進(jìn)行計(jì)數(shù)。再取缺嘴光電檢測(cè)信號(hào)，對(duì)正常生產(chǎn)過(guò)程中搓板前的煙支進(jìn)行計(jì)數(shù)。檢測(cè)原理為：設(shè)備運(yùn)行正常生產(chǎn)，煙支運(yùn)行至雙倍長(zhǎng)煙支剔除鼓輪，剔除程序設(shè)定的雙倍長(zhǎng)煙支后，搓板檢測(cè)程序開(kāi)始工作，缺嘴檢測(cè)光電開(kāi)關(guān)及新增光電開(kāi)關(guān)分別開(kāi)始計(jì)數(shù)，如果兩計(jì)數(shù)信號(hào)連續(xù)相差5（即5 只煙），則判定為搓板堵塞，產(chǎn)生搓板堵塞信號(hào)（將此信號(hào)與原搓板檢測(cè)信號(hào)并聯(lián)使用，確保搓板檢測(cè)的可靠性）。將兩計(jì)數(shù)信號(hào)分別輸入高速布爾模塊FM352-5 的I8 和I9，經(jīng)FM352-5 比較處理后再經(jīng)PLC 進(jìn)行相應(yīng)的分析處理，給出相應(yīng)的控制方式，如圖2 所示。

圖1 搓板檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化改進(jìn)結(jié)構(gòu)示意圖

圖2 搓板檢測(cè)輸入輸出模塊

2.2 減少搓板堵塞煙支優(yōu)化設(shè)計(jì)

搓板堵塞停機(jī)信號(hào)產(chǎn)生后，由于停機(jī)有一個(gè)過(guò)程，一般為7～8 s，而這段時(shí)間煙條仍在繼續(xù)產(chǎn)生，這時(shí)搓板已經(jīng)堵塞，那么源源不斷的煙支也將陸續(xù)堵在搓板處，這樣很容易造成搓板堵死，很難抽出清理，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)打壞搓板，擠壞鼓輪。為此，對(duì)該部分進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)：在搓板堵塞產(chǎn)生停機(jī)信號(hào)的同時(shí)，把后來(lái)的煙支在匯合鼓輪處剔除掉，這樣搓板處的煙支堵塞情況就會(huì)得到緩解，人工清理搓板堵塞就會(huì)方便快捷很多。

主要方法是制作一支架，支架上有3 個(gè)吹氣位置，安裝在靠攏鼓輪下方，吹氣位置剛好對(duì)準(zhǔn)匯合鼓輪的水平切點(diǎn)位置。吹氣由一電磁閥（匯合鼓剔除閥）控制，由嘴機(jī)PLC 輸出模塊輸出Q100.5 控制該電磁閥，保證有效剔除鼓輪上的煙支，直至搓板堵塞信號(hào)復(fù)位。

3 搓板檢測(cè)、清理功能實(shí)現(xiàn)

搓板產(chǎn)生堵塞信號(hào)后，啟動(dòng)相應(yīng)的搓板清潔程序，PLC 控制水松紙?zhí)Ъ埍厶?，停止水松紙上膠，吹走未上膠的水松紙片，同時(shí)打開(kāi)雙倍長(zhǎng)煙支剔除閥，剔除這段時(shí)間產(chǎn)生的組合煙支及堵塞煙支碎屑。如果在3 s 內(nèi)搓板清潔完成，堵塞信號(hào)消失，則延時(shí)200 ms放下水松紙?zhí)Ъ埍?，停止吹水松紙片，再延時(shí)900 ms關(guān)閉雙倍長(zhǎng)煙支釋放閥，使煙支正常通過(guò)。整個(gè)搓板堵塞清理控制在3 s 內(nèi)完成，如超過(guò)3 s 搓板堵塞信號(hào)仍然存在，則機(jī)組停機(jī)。與此同時(shí)匯合鼓剔除閥打開(kāi)，剔除停機(jī)信號(hào)產(chǎn)生后來(lái)的煙支，減少搓板堵塞程度。搓板檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程如圖3 所示。

圖3 搓板檢測(cè)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程圖

4 結(jié)論

為解決PASSIM 8K 卷煙機(jī)組的搓板檢測(cè)問(wèn)題，確保搓板檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性，通過(guò)對(duì)原檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行原理分析，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況，找出了搓板堵塞檢測(cè)經(jīng)常失靈、檢測(cè)不可靠的原因，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)：①在雙倍長(zhǎng)煙支剔除輪下方增設(shè)光電檢測(cè)，對(duì)生產(chǎn)中搓板后的煙支進(jìn)行計(jì)數(shù)；再取用缺嘴檢測(cè)信號(hào)對(duì)生產(chǎn)中搓板前的煙支進(jìn)行計(jì)數(shù)，然后將信號(hào)輸入高速布爾模塊FM352-5 進(jìn)行比較、處理，應(yīng)用PLC進(jìn)行相應(yīng)控制。如果在機(jī)組正常運(yùn)行情況下，前后煙支計(jì)數(shù)相差5 支煙，則判定為搓板堵塞，啟動(dòng)搓板清潔程序，在3 s 內(nèi)如不能清除搓板堵塞，則機(jī)組停機(jī)。②增設(shè)匯合鼓輪外置剔除裝置。在搓板堵塞產(chǎn)生停機(jī)信號(hào)的同時(shí)，把后來(lái)的煙支在匯合鼓輪處剔除掉，這樣搓板處的煙支堵塞情況就會(huì)得到緩解，人工清理搓板堵塞就會(huì)方便快捷很多。結(jié)果表明：經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)、改造后，光電檢測(cè)穩(wěn)定、可靠，不受負(fù)壓波動(dòng)及負(fù)壓管路堵塞影響。搓板堵塞程度得到有效降低，避免了擠壞鼓輪及打壞搓板的現(xiàn)象發(fā)生。同時(shí)也降低了搓板檢測(cè)不可靠造成的多次清理，降低了原輔材料浪費(fèi)及殘次品煙支的產(chǎn)生。有效解決了搓板堵塞的檢測(cè)問(wèn)題。