肖一博，敬永安，劉俊峰

（1.河南中煙黃金葉制造中心制絲部，河南鄭州 450016；2.河南金瑞香精香料有限公司，河南鄭州 450016）

0 引言

在卷煙廠制絲線的葉片預(yù)處理段，打包后煙葉經(jīng)真空回潮后，仍會(huì)存在結(jié)塊。為此設(shè)備設(shè)計(jì)廠家在松散回潮前，增加喂料提升機(jī)和松垛松靶機(jī)設(shè)備。使得煙葉通過松垛松靶機(jī)后，結(jié)塊減少，更加松散，配合喂料提升機(jī)，使煙葉的流量更加持續(xù)穩(wěn)定；松散回潮后煙葉的水分和溫度更易控制，在線質(zhì)量精度得到提高，最終對(duì)改善煙絲的吸味，提供可靠硬保障。

1 存在問題

制絲部規(guī)模線葉片預(yù)混段設(shè)備電氣控制采用Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線控制技術(shù)，但個(gè)別設(shè)備的具體控制方法和硬件的選用，仍存在缺陷，如松垛松靶機(jī)和提升喂料機(jī)的控制；提升喂料機(jī)容量小，煙葉的緩存能力不足等。而生產(chǎn)過程中，規(guī)模線松散回潮機(jī)入口煙葉的瞬時(shí)流量標(biāo)準(zhǔn)為8000 kg/h，流量大，上述矛盾不可調(diào)和，導(dǎo)致規(guī)模線松散回潮機(jī)入口電子皮帶秤的瞬時(shí)流量頻繁中斷，產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)較大波動(dòng)。鑒于制絲線關(guān)鍵區(qū)域的設(shè)備布局已經(jīng)定型，對(duì)規(guī)模線葉片段提升喂料機(jī)進(jìn)行更換的可能性為零，為此，立足于現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)備，本著降耗、小投入、大收益的原則，對(duì)設(shè)備控制開展攻關(guān)。葉片段設(shè)備分布如圖1所示。

圖1 葉片段設(shè)備分布

2 改進(jìn)方法

規(guī)模線葉片段設(shè)備，電氣控制系統(tǒng)選用西門子Profinet現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，主站硬件配置包括西門子Standard PS-400電源、CPU 416-3PN/DP，CP-400通信處理器及SM-400輸入輸出模塊等。松垛松靶機(jī)立體視圖如圖2所示，設(shè)備本身驅(qū)動(dòng)單元包括中部打輥電機(jī)、出口打輥電機(jī)及底部輸送皮帶機(jī)，尾段靠近翻箱機(jī)的下部?jī)蓚?cè)各有一玻璃透視窗，安裝有一對(duì)對(duì)射式光電檢測(cè)開關(guān)。

圖2 松垛松靶機(jī)

2.1 硬件方面

如圖3所示，參照松垛松靶機(jī)尾段，在其前段下部的兩側(cè)開孔并安裝可透光有機(jī)玻璃，加裝一對(duì)對(duì)射式光電檢測(cè)開關(guān)F。

2.2 軟件方面

通過STEP7軟件，利用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)，以保證松散回潮機(jī)入口瞬時(shí)流量連續(xù)穩(wěn)定為目的，對(duì)提升喂料機(jī)和松垛松靶機(jī)的控制進(jìn)行修改。

2.2.1 提升喂料機(jī)底帶M13控制的改進(jìn)

原控制中，喂料機(jī)底帶M13電機(jī)的啟動(dòng)和停止是光電檢測(cè)通過光電檢測(cè)開關(guān)A，B，C和D的共同作用來實(shí)現(xiàn)（圖4），其中光電檢測(cè)開關(guān)A，安裝具體位置如圖5所示。在設(shè)備運(yùn)行過程中，由于光電檢測(cè)開關(guān)A所處位置潮氣大、粉塵多，即其安裝位置和環(huán)境條件的限制，使其檢測(cè)結(jié)果不能真實(shí)反映物料的狀況，何時(shí)啟動(dòng)設(shè)備，系統(tǒng)無法做出正確判斷，導(dǎo)致物料不能連續(xù)，從而產(chǎn)生斷料；其次，生產(chǎn)過程中，光電檢測(cè)開關(guān)A的信號(hào)出現(xiàn)異常時(shí)，維修工作不方便也不安全，因此對(duì)喂料機(jī)底帶M13電機(jī)的控制進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到降低設(shè)備故障率、縮短故障排除時(shí)間和易于維修的目的。

圖3 改進(jìn)后松垛松靶機(jī)

（1）在底帶M13控制中，摒棄原控制中光電檢測(cè)開關(guān)A的檢測(cè)信號(hào)。

（2）讀取光電檢測(cè)開關(guān)B的檢測(cè)信號(hào)和提升機(jī)的運(yùn)行信號(hào)，若提升機(jī)的運(yùn)行信號(hào)為“1”，即正在運(yùn)行，則當(dāng)光電檢測(cè)開關(guān)B的檢測(cè)信號(hào)為“0”，未有檢測(cè)到物料，系統(tǒng)啟動(dòng)底帶M13，向前輸送物料；而當(dāng)光電檢測(cè)開關(guān)B的檢測(cè)信號(hào)由“0”跳變?yōu)椤?”，檢測(cè)到物料，或提升機(jī)的運(yùn)行信號(hào)為“0”，即停止運(yùn)行，則系統(tǒng)發(fā)出指令，底帶M13停止。

圖4 喂料提升機(jī)檢測(cè)開關(guān)

圖5 光電檢測(cè)開關(guān)A安裝位置

（3）針對(duì)喂料機(jī)進(jìn)料端的物料厚度計(jì)算，舍棄原來采用FB25及其背景數(shù)據(jù)塊DB920的控制模式，采用更加簡(jiǎn)單直接的判斷方法。具體方案：讀取光電檢測(cè)開關(guān)B，C，D的檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)光電檢測(cè)開關(guān)B的檢測(cè)信號(hào)為“0”，未有檢測(cè)到物料，而系統(tǒng)檢測(cè)到光電檢測(cè)開關(guān)C，D的檢測(cè)信號(hào)同時(shí)為“1”，并且保持2 s時(shí)，可編程邏輯控制器發(fā)出指令，底帶M13啟動(dòng)，向前輸送物料；若光電檢測(cè)開關(guān)B的檢測(cè)信號(hào)由“0”跳變?yōu)椤?”，檢測(cè)到物料，則系統(tǒng)經(jīng)5 s延時(shí)后，發(fā)出指令，底帶M13停止。

2.2.2 松垛松靶機(jī)底帶電機(jī)M12控制的改進(jìn)

改進(jìn)前，在自動(dòng)控制模式下，規(guī)模線葉片段設(shè)備組合啟動(dòng)后，若對(duì)射式光電檢測(cè)開關(guān)E的信號(hào)為“1”，其檢測(cè)區(qū)域內(nèi)的光路被遮斷，翻箱機(jī)則處于等待翻箱狀態(tài)；當(dāng)對(duì)射式光電檢測(cè)開關(guān)E的信號(hào)為“0”，檢測(cè)到松垛松靶機(jī)內(nèi)相應(yīng)區(qū)域內(nèi)沒有煙葉時(shí)，翻箱機(jī)則正向翻起，將葉片從料箱倒入松垛松靶機(jī)內(nèi)。葉片進(jìn)入松垛松靶機(jī)內(nèi)后，如圖4所示，若提升喂料機(jī)的對(duì)射式光電檢測(cè)開關(guān)C的信號(hào)狀態(tài)為“0”，未檢測(cè)到物料，則松垛松靶機(jī)底帶電機(jī)M12保持運(yùn)行狀態(tài)，將底帶上的葉片向前輸送，進(jìn)入提升喂料機(jī)；反之，若其信號(hào)狀態(tài)為“1”，則系統(tǒng)做出判斷并發(fā)出指令，松垛松靶機(jī)底帶電機(jī)M12停止運(yùn)行。

實(shí)際應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，上述控制方式，存在著弊端，可使倒入松垛松靶機(jī)內(nèi)的、相鄰兩箱葉片之間產(chǎn)生空隙，且空隙會(huì)逐漸增大，最終導(dǎo)致葉片在松散回潮機(jī)入口的電子皮帶秤上不能連續(xù)，出現(xiàn)斷流。針對(duì)故障產(chǎn)生原因，改進(jìn)設(shè)備控制系統(tǒng)，重新設(shè)置底帶電機(jī)M12的啟動(dòng)和停止條件。

（1）在程序中將原控制支路，即數(shù)據(jù)位DB211.DBX156.3所在支路，進(jìn)行屏蔽。

（2）設(shè)置底帶電機(jī)M12啟動(dòng)條件。①在可編程邏輯控制器掃描的每個(gè)周期，若系統(tǒng)檢測(cè)到光電檢測(cè)開關(guān)E或C中的任一檢測(cè)信號(hào)為“1”，即未檢測(cè)到煙葉，則底帶電機(jī)M12啟動(dòng)，向前輸送煙葉；②翻箱機(jī)喂料完畢的標(biāo)志位，即DB245.DBX1901.4，每次由“0”跳變?yōu)椤?”時(shí)，底帶電機(jī)M12啟動(dòng)并保持運(yùn)行10 s，將煙葉盡量向提升喂料機(jī)輸送，以保證所需流量的持續(xù)和穩(wěn)定。

（3）設(shè)置底帶電機(jī)M12停止條件。若圖3中新增光電檢測(cè)開關(guān)和圖4中光電檢測(cè)開關(guān)C的檢測(cè)信號(hào)同時(shí)為“0”，都檢測(cè)到煙葉存在，則經(jīng)11 s延時(shí)后，系統(tǒng)發(fā)出指令，底帶電機(jī)M12停止運(yùn)行。

3 改進(jìn)效果

規(guī)模線松垛松靶機(jī)和喂料提升機(jī)的控制經(jīng)過改進(jìn)后，效果顯著。降低了設(shè)備的故障維修難度，縮短了設(shè)備的維修時(shí)間，設(shè)備故障的排除時(shí)間由30 min/次左右縮短到5 min/次左右，因其控制不完善而帶來的斷流次數(shù)為0，設(shè)備的維護(hù)更加方便，生產(chǎn)進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步得到保障。