研究ZB25包裝機(jī)出口皮帶控制的一種新方法

摘 要：本文研究設(shè)計了一種全新的皮帶控制方法，采用自動和手動相結(jié)合的新方法，添加了煙包手動排空功能，既能保證ZB25包裝機(jī)在正常生產(chǎn)時皮帶自動啟停，又能在生產(chǎn)結(jié)束時通過手動排空按鈕來排空皮帶上的滯留煙包，成功解決了出口皮帶處煙包浪費(fèi)這一難題，同時有利于提高設(shè)備運(yùn)行效率。

關(guān)鍵詞：皮帶控制方法

中圖分類號：TB486 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 12-0000-02

ZB25包裝機(jī)是在消化、吸收意大利GD公司GDX1包裝機(jī)的基礎(chǔ)上設(shè)計制造的一種軟包煙包裝設(shè)備，是我國煙草行業(yè)的主流機(jī)型，具有效率高、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。出口皮帶是ZB25包裝機(jī)主機(jī)的一部分，它是煙包從主機(jī)四號輪通往下游機(jī)的傳送通道，皮帶由主機(jī)傳動機(jī)構(gòu)通過電磁離合器的齒合、脫開帶動轉(zhuǎn)動。我廠目前在用的ZB25包裝機(jī)一直存在一個沒有解決的難題，當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束時，出口皮帶上的煙包不能正常地傳送至下游機(jī)，滯留在皮帶上，只能由操作人員手動把煙包掏出來，由此造成的廢煙包數(shù)量高達(dá)每天48.5包。手工掏煙，一方面產(chǎn)生了廢煙包，增加了原輔材料的消耗，另一方面又影響了生產(chǎn)效率，同時還存在燙傷手的安全隱患。基于上述現(xiàn)象，設(shè)計一種新的控制方法迫在眉睫，滿足既不影響正常生產(chǎn)，又能實(shí)現(xiàn)當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束主機(jī)停止輸出煙包時，出口皮帶上的煙包還能自動排空。

一、問題現(xiàn)象

（一）原出口皮帶的控制原理

ZB25包裝機(jī)出口皮帶的控制框圖如圖1所示。煙包存在檢測2B576安裝于ZB25包裝機(jī)四號輪出口處，為光纖檢測開關(guān)，此檢測是出口皮帶轉(zhuǎn)動的控制信號。當(dāng)2B576檢測到煙包時，皮帶轉(zhuǎn)動，帶動煙包從四號輪出口輸出。當(dāng)沒有檢測到煙包時，皮帶將立即停止轉(zhuǎn)動，以保證出口皮帶上煙包數(shù)量的恒定（55包）。

圖1 出口皮帶控制框圖

原控制系統(tǒng)的皮帶工作過程是：當(dāng)主機(jī)正常運(yùn)行時，煙包存在檢測2B576檢測到煙包，控制器輸入板沒有信號輸入，輸出板N7.21腳無高電平輸出，固態(tài)繼電器V806不得電，電磁離合器2Y972不得電不吸合，皮帶與主機(jī)傳動齒合，因此皮帶隨著主機(jī)機(jī)械傳動而轉(zhuǎn)動。

（二）缺陷癥結(jié)

當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束時，主機(jī)停止煙包輸出，光纖2B576檢測不到煙包，DC24V高電平信號送至控制板N12.4腳，輸出板N7.21腳輸出DC24V高電平信號，固態(tài)繼電器V806得電動作，輸出AC110V，電磁離合器得電吸合，皮帶與主機(jī)傳動脫開，皮帶停止轉(zhuǎn)動。通過對原控制系統(tǒng)的分析，發(fā)現(xiàn)缺陷的癥結(jié)是設(shè)備廠家只考慮了正常生產(chǎn)時皮帶的自動啟停，而當(dāng)生產(chǎn)結(jié)束主機(jī)停止輸出煙包時，皮帶與主機(jī)傳動脫開，出口皮帶停止轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致皮帶上的滯留煙包無法正常排空。

二、改進(jìn)的方案設(shè)計

針對原控制系統(tǒng)的缺陷，我初步設(shè)計出了三種新的控制方法，下面將對每種方案逐一分析，并通過有效性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性等方面對比來尋找出一種最佳的方案。

（一）外加電源控制電磁離合器法

不用現(xiàn)有的控制板，從直接控制電磁離合器2Y972入手，外加110V交流電源，通過按鈕來控制電磁離合器通斷電，實(shí)現(xiàn)電磁離合器的吸合與脫開，從而手動控制出口皮帶，電路原理如圖2所示。此方案雖然能實(shí)現(xiàn)將煙包排空的目的，但只能實(shí)現(xiàn)手動控制，正常生產(chǎn)時皮帶不能自動啟停，不能保證皮帶上煙包數(shù)量的恒定。按鈕控制110V交流電源不安全，并且觸點(diǎn)易損壞。需要在出口皮帶處鉆孔添加按鈕，施工布線較復(fù)雜。

圖2 外加電源電路圖

（二）控制固態(tài)繼電器輸出回路法

控制固態(tài)繼電器V806輸出回路，在固態(tài)繼電器輸出腳與電磁離合器2Y972之間添加開關(guān)按鈕，通過按鈕來控制電磁離合器的通斷電，從而實(shí)現(xiàn)手動控制出口皮帶，此方案按鈕直接控制110V交流電源，不安全，并且長期頻繁操作觸點(diǎn)易損壞。電路原理如圖3所示。

圖3 控制固態(tài)繼電器電路圖

（三）控制中央控制板輸出信號法

在中央控制板輸出腳與固態(tài)繼電器V806之間，添加一個開關(guān)按鈕，通過按鈕來控制固態(tài)繼電器的輸入信號，從而控制電磁離合器2Y972和出口皮帶，此方案既能實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn)時皮帶自動啟停，又能在需要煙包排空時，通過手動按鈕來控制皮帶轉(zhuǎn)動從而排空皮帶上的煙包，并且按鈕控制24V低電壓，安全可靠，按鈕可以安裝在電控柜上，安裝布線和維護(hù)方便。電路原理如圖4所示。

圖4 控制中央控制板輸出信信號電路圖

（四）最佳方案的選擇和優(yōu)化

通過對三種方案的綜合比較，第三種方案優(yōu)勢明顯，因此我決定采用第三種方案來進(jìn)行改進(jìn)。

為了提高第三種方案的可操作性，我進(jìn)行了3點(diǎn)優(yōu)化。為了便于識別按鈕的開關(guān)狀態(tài)，用指示燈來提示操作人員。由于組合式按鈕安全可靠、安裝布線方便，因此選擇帶燈帶自鎖組合式平按鈕，點(diǎn)亮燈的電壓為直流24伏。由于按鈕安裝在電控柜上，不用在設(shè)備上重新鉆孔，不會影響設(shè)備整體外觀，因此選擇將按鈕安裝在電控柜的操作面板上。經(jīng)過優(yōu)化之后，完整電路圖如圖5所示。

圖5 優(yōu)化后的控制中央控制板輸出信信號電路圖

三、新方法的實(shí)施及效果

在確定了最佳方案之后，我在8#ZB25包裝機(jī)上進(jìn)行了安裝實(shí)施。在電控柜的備用位置上安裝好帶燈組合式按鈕，按鈕的進(jìn)線端分別接中央控制板15號板21腳和DC24V電源，另外一端接固態(tài)繼電器V806使能輸入信號和接地端，接線實(shí)施完成。當(dāng)按下手動排空按鈕時，指示燈點(diǎn)亮，出口皮帶轉(zhuǎn)動，出口皮帶上的煙包能夠完全地輸送到下游機(jī)，沒有再產(chǎn)生廢煙包。經(jīng)過三個多月的跟蹤觀察，新裝置運(yùn)行穩(wěn)定、安全可靠，因此，本設(shè)計取得了成功。

四、結(jié)束語

本文成功設(shè)計出了一種新的控制方法，通過添加手動排空按鈕，實(shí)現(xiàn)自動和手動相結(jié)合的方式來控制皮帶。既能滿足ZB25包裝機(jī)在正常生產(chǎn)時，皮帶的自動啟停，又能在生產(chǎn)結(jié)束時通過手動排空按鈕來排空皮帶上的滯留煙包，徹底解決了出口皮帶處煙包的浪費(fèi)，在帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時，降低了煙絲回?fù)铰屎蜔熃z造碎率，從而提高了卷煙質(zhì)量，降低了操作工的勞動強(qiáng)度，消除了手工掏煙容易燙傷手的安全隱患，達(dá)到了設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)，具有很好的推廣適用價值。

參考文獻(xiàn)：

[1]任鳴.ZB25包裝機(jī)電氣使用說明書[M].上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，2000.

[2]鄔一鳴.MICROⅡ控制系統(tǒng)概述[M].上海煙草機(jī)械有限責(zé)任公司，2005.

[作者簡介]汪建兵（1985-），男，本科，助理工程師，現(xiàn)任四川煙草工業(yè)有限責(zé)任公司綿陽分廠設(shè)備信息科設(shè)備技術(shù)員。