1 前言 MK9卷煙接咀機組是英國MOLINS公司的七十年代的產品，目前在國內各煙廠均有廣泛的應用，由于線路老化，故障率高，常使生產效率降低，原材料消耗過大，維修工作越來越繁重，直接影響到工廠正常的生產效率和產品質量。受廠家委托，我們對省內富錦、穆棱、林口、綏化等煙廠及河南螺河卷煙廠的MK9系列卷煙接咀機組進行了國產化技術改造。使之具有更為先進的控制和監測功能，以適應高效率安全生產的要求。 2 方案 原機采用63塊電路板進行邏輯控制，抗干擾性能差，不易維修，而煙廠又屬于高粉塵生產環境，溫濕度較高，生產環境惡劣。我們在設計中采用OMROM C60P+C40擴展器取代原機線路板進行邏輯控制。采用富士FUR7.5KWG9S-4CE變頻調速器取代原機變極調速，不但使主電機正常工作時速度無級可調，還可以平滑起動以減少對生產機械的沖擊。 卷煙機是一種機、電、光相結合的生產設備，其整機運行的自動化水平較高，控制系統比較復雜，按照工藝過程的要求可分為下述若干個控制模塊。 (1)主電機變頻調速控制：卷煙機共有點動速度、低速和全速三種運行速度，由PLC控制系統根據當前的運行條件產生相應的輸出信號控制交流變頻器的速度設定，且可通過控制面板電位器由擋車工根據需要手動調節，從而達到合適的機器運行速度。 (2)其他電機控制：當主電機正常運行前，PLC控制大小風機電機、油泵電機、油冷電機、漿糊電機、液壓電機、煙梗電機、料斗電機、振動盤電機和除塵電機應按要求運行。這些電機的狀態都接入交流連鎖控制中，任何電機的異常都會斷開交流連鎖，導致機器停止運行。 (3)交流連鎖控制：交流連鎖通常用來保證運行過程中的人員和機器的安全，當出現防護門打開，機械傳動異常，油壓偏低或電機熱敏跳閘等故障時，連鎖斷開，機器停止運行。消除故障后，機器才能重新運行。 (4)直流連鎖控制：直流連鎖通常用來保證運行過程中的產品質量，當各光電檢測探頭檢測到煙絲缺少，盤紙、水松紙斷開，供膠不足，跑條等故障時，直流連鎖斷開，機器停止運行。消除故障后，機器才能重新運行。 (5)煙絲料斗控制：當主電機啟動運行后，料斗電機自動運轉為卷煙機提供煙絲，控制系統同時檢測煙絲料位的高低和控制煙絲的提升速，保證煙絲供給的均勻連續。 (6)盤紙拼接控制：當一盤盤紙用完后，使用待用的另一盤盤紙通過自動拼接后繼續為卷煙機提供原料。拼接控制的邏輯比較復雜。 (7)水松紙拼接控制：當一盤水松紙用完后，使用待用的另一盤水松紙通過自動拼接后繼續為卷煙機提供原料。水松紙的拼接控制的邏輯包括拼接選通脈沖的監測、左右水松紙張力監測、左右水松紙耗盡檢測及手動拼接等幾部分。 (8)煙支剔除控制：當機器開始運行或出現盤紙或水松紙拼接時，卷煙機會產生部分不合格煙支。這些不合格煙支需要在經過干燥鼓時被剔除掉，剔除動作是靠干燥鼓吹氣閥的導通來完成的，準確的剔除時序則是靠刀頭脈沖信號的同步作用來保證。 3 原理框圖 4 軟件(程序設計) 該系統由于控制點較多程序比較復雜不能一一介紹，僅以跑條檢測為例說明如和用軟件取代原機硬件電路。該系統中最重要的檢測是跑條檢測，該探頭位于主機與接咀機交接處，煙條在主機被切刀切斷后被撥煙輪射入接收鼓，每兩支煙之間都有空隙，該對射式光電探頭在機器正常工作時會檢測到煙支和空隙并輸出變化的高低電平信號。在機器剛開始運行時，若此探頭能檢測出高低變化的電平信號，說明煙支已沖過接收鼓，則主機自動提速，并經過一定數量的煙支(通過對檢測刀頭旋轉脈沖計數)自動供濾咀棒和水松紙。若正常工作時跑條檢測器一但檢測不到變化的電平(或高電平或低電平)，都意味著跑條，應轉入故障處理。原機采用電容隔直方式，將脈沖信號變為高電平，將固定信號變為低電平。硬件須配電路板。由于故障率高，且廠家維修診斷困難，在此用軟件方式實現。MK9-MAXS卷煙機最高速4000只/分，高低電平變化一次為0.015秒，最低速300只/分，高低電平變化一次為0.2秒，梯形圖中1000為起動信號的中間輔助繼電器，起保持起動信號作用，跑條光電檢測器聯入PLC的輸入端0000，按下起動按鈕后，1000導通并維持，由于此時跑條光電檢測器并沒有脈沖輸出，所以TIM00或TIM01必有一個經過0.5秒延時其常開點導通，使1002通電，當煙支沖過時產生脈沖信號使TIM00和TIM01在定時時間到達之前不斷復位其常開點斷開使1002斷電，利用1002上由通到斷的信號使主電機加速并通過對切刀旋轉脈沖計數來決定何時供濾咀棒和水松紙，以使原材料損耗達到最低點。當系統正常工作時由于煙條破損等原因使煙條不能沖過接咀機在跑條探頭處必定檢測到高電平信號(有煙支阻塞)或低電平信號(沒有煙只經過)，TIN00或TIM01必定有一個定時器經0.5秒定時后其常開點閉合，使1002上出現一個由斷到通的信號，利用這個信號使系統轉入相應的故障處理和報警程序。 5 自動換盤控制系統的改造 卷煙機最重要的控制部分是供紙電機控制系統及自動換盤控制系統。該系統是卷煙機能否提高生產率的關鍵，盤紙被卷在26MM寬的圓盤上，一盤紙有4000M或5000M長，且中間沒有接頭和破損，由拖紙電機拖動，將紙送入存紙箱中，繞過角位移傳感器，MK9工作時，由地有布帶下的吸力，使紙從存紙箱出口速度與主機速度完全一致，正常時由拖紙電機拖動將紙送入存紙箱的入口速度應比出口速度稍慢，紙在存紙箱內繞過角位移傳感器的調節作用，使拖紙電機加速，達到動態的平衡。反之，若拖紙電機拖動將紙送入存紙箱的入口速度應比出口速度稍快，則紙越積越多，將存紙箱堆滿而溢出停機。一支煙長64MM，一盤紙有4000M，只跑十幾分鐘就得換上另一盤，若停機換盤，則會降低生產率，所以自動換盤系統對能否保障生產效率十分重要。該系統通過盤紙第一直徑光電開關檢測盤紙快用盡時，拖紙電機加速，將多余得紙存入存紙箱中，以供換盤時使用。同時提醒擋車工為自動換盤作好準備。第二直徑光電開關檢測到盤紙即將用盡時，拖紙輪停機，通過檢測拖紙電機測速發電機信號，判斷是否停穩若停穩則控制搭接電磁閥完成搭接。 6 結束語 我們改造的MK9卷煙機在各煙廠投入使用后，反應良好，不但性能穩定減少了故障率，而且降低了原材料的消耗，給廠家帶來了巨大的效益。在改造中最大限度的用PLC的軟件去取代原機的硬件電路和接線，即提高了可靠性，又給廠家技術人員維修帶來了方便。