自動掃灰裝置在煙草制絲車間的應用

張偉　劉大慶

【摘 要】本文設計了一套用于煙草制絲車間傳送帶底部的掃灰裝置，該裝置由松下PLC作為控制系統，FP∑系列以其獨特精巧的外形和強大的數據處理功能當選為該裝置的最優配置。上下各一臺減速電機作為動力。另外安裝一組便于拆卸更換的板刷，在掃灰裝置至上而下運行時自動落下開始清掃灰塵。

【關鍵詞】減速電機 掃灰裝置 PLC

1 引言

在科技飛速發展的今天，生產車間的數字化、集成化、過程自動化早已成為常態。在煙草制絲車間更是如此，考慮到生產工人的身體健康，制絲車間始終把環境衛生放在首位，要求整個車間的無塵化管理。在煙葉的傳送帶上每天運輸著數千公斤的烘烤煙葉，在接灰的槽子里難免會產生大量的灰塵與掉落發粘的煙絲，為了給大家創造一個良好的工作環境，保潔工人每天都在做著繁重的清潔工作，經常需要爬上爬下的，即使這樣還是不盡人意。為此在制絲車間急需研發一套用于煙草制絲車間傳送帶底部的自動掃灰裝置。

2 裝置運行流程

裝置的運行需要在運行開關ON的情況下，裝置會自動尋找下面的限位開關JD2，JD2觸發的同時需將毛刷機構翻轉，由于毛刷是向上運行而不需掃灰，在毛刷與煙草灰塵無接觸情況下，整個掃灰裝置自動向上運行去找上面的限位開關JD1。在到達上面的限位開關JD1時即到達工作位置，同時毛刷翻轉至正常工作位置，向下將煙草灰塵掃至底部的一個預先放好的接灰的金屬盒內，如此往復掃灰即可將灰塵盡數掃凈。具體工作流程如圖1：

3結構運行原理

（1）采用接近開關傳感器及微動開關裝在整個裝置運行軌道的兩邊，當裝置觸及開關時自動反轉運行，同時受到限位微動開關的停車保護。

（2）通過手動開關可以完成接灰槽的清潔工作。

（3）2臺減速電機通過鋼絲對清潔車實現上下牽引，運行速度可以調整。

（4）如圖2刷板翻轉機構，掃灰裝置前排是清掃用的板式軟毛刷，將板刷固定在（2）上面，配有碟形螺母以便于拆卸。裝置（3）為撞擊翻板機構的撞擊桿，用來實現毛刷在整個掃灰裝置上升時抬起，下降時落下清掃灰塵。裝置（1）在刷板翻轉機構的兩邊各一套，其主要功能有2個，一起固定板刷架的作用，二起鎖緊板刷架的作用，在鎖緊的功能上還附加一個調節鎖緊度的功能，具體結構是通過行程兩端配有磁鐵塊，并且在行程中間加裝有鎖緊卡珠，可根據現場需要利用磁鐵塊和鎖緊卡珠調節裝置（1）對板刷架的鎖緊程度。

（5）掃灰裝置在上升和下降時通過固定軌道限定運行軌跡，在安裝軌道時要求：材料為不銹鋼管；每一米需安裝支撐架來保證強度；軌道平行度誤差在±2mm內；采用銅制伸縮輪來實現滾輪與軌道間的無縫接觸。

（6）地面裝有小型電柜，內有松下FP∑系列小型PLC作為控制系統，實現電氣方面的啟停控制；分別由2個交流接觸器控制減速電機，同時有輔助觸點反饋工作狀態；調速裝置應安裝在電柜內，以避免無關人員的隨意更改運行參數。柜內外聯接采用金屬快插接頭，安裝方便快捷。

（7）工作環境及電網要求：環境溫度：10℃～40℃；濕度：10%～70%；電源電壓220VA±5%；電源頻率：50±1Hz；交流電源電壓為正弦波，其正弦波畸變率小于10%。

4 故障處理

在這個裝置的應用上不僅要簡單、實用，而且還必須穩定、可靠，勢必使故障處理變得極為重要。

（1）多用一個微動開關作為掃灰裝置的附加限位停車保護。

（2）如各種限位開關全部失效，設一止停撞擊塊，讓裝在減速電機繞線輪上的過載檢測開關起作用，在程序做了些數據處理。當過載時立即停機。

5 軟件編程

（1）整個程序分為啟動停止、運行互鎖、置位反轉、過載停機這四部分組成。

（2）用一個兩位置開關控制啟停，常開點做啟動，常閉點做停止。

（3）對應減速電機的運行互鎖，保證上下兩個電機不能同時工作。

（4）置位反轉從根本上保證PLC輸出Y0置位去控制一個電機穩定啟動，輸出Y2復位控制另一個電機穩定停止，保證兩臺電機交互運行互相制約。

（5） 過載停機這項保護措施需要用一個接近開關檢測對應的電機在運行，一旦運行速度低于設定的速度后，表示此時電機已經處于過載運行的狀態，在設定的時間內使設備停止工作。

6 系統優勢

（1）整個裝置的控制系統小巧簡潔，控制精準，與原機完美結合；

（2）降低工人勞動強度，徹底解決了在人工難以觸及的死角部位，常年積累難以打掃的煙草灰塵得以徹底清掃；

（3）整個電控系統具有良好的兼容性，在備件選擇及系統維護宜于操作；

（4）PLC技術的使用讓控制系統有更快的處理速度、更精準的控制、更簡便的布線格局，在很大程度上降低了硬件的設計難度，便于安裝、調試和維護；

（5）留有RS-232串行接口，具有良好的診斷功能，并可對故障進行正確的定位，使整個系統工作更可靠、更安全。

7 結語

整個設計的目的在于最大限度的提高生產作業率，降低工人勞動強度。經過對現場設備的需求的調查和深入分析，對制絲車間傳動帶的自動掃灰裝置做了細致的可行性研究，在整體裝置的總體構想中主要從清潔裝置、減速電機、傳感器部分及PLC為控制單元等幾方面論述了該自動掃灰的設計原理和基本功能。

掃灰裝置投入設備運行以來的效果：機器運行穩定可靠，可降低維護成本，從整個設備的清潔和降低人員的勞動強度上都有很大程度的提高。