制絲線翻起輥道輸送機控制改進

劉俊峰，田競超，馬全平，馬曉華，張翠玲

（河南中煙工業有限責任公司黃金葉制造中心，河南鄭州 450016）

制絲線翻起輥道輸送機控制改進

劉俊峰，田競超，馬全平，馬曉華，張翠玲

（河南中煙工業有限責任公司黃金葉制造中心，河南鄭州 450016）

連續型真空回潮機箱門關閉過程中，下落的箱門與翻起輥道輸送機翻轉后的翻轉輥道相撞；回潮機箱體內鏈式輸送機上的周轉箱向外移出時，周轉箱與回潮機出口落下放平后的翻轉輥道相撞，使物料輸送過程中斷。為解決上述問題，加裝漫反射光電檢測開關和行程開關，分別對翻轉輥道的安全掛鏈及翻轉角進行檢測，同時通過PLC編程對翻起輥道輸送機控制進行改進。應用效果表明，回潮機箱門與翻轉輥道相撞的現象由8～15次/d降為0次/d；周轉箱移出回潮機過程中，周轉箱與回潮機出口落下放平后的翻轉輥道相撞現象也得到控制，由每月2～3次降為0次。改進有效降低了設備故障率，提高了設備運行的可靠性和安全性。

制絲線；翻起輥道輸送機；控制；改進

10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.05.57

0 前言

翻起輥道輸送機是卷煙廠制絲線連續型真空回潮系統的一種物料輸送設備，用于載料周轉箱在連續型真空回潮機和其外部鏈機之間的輸送。翻起輥道輸送機在使用過程中，由于其氣控系統壓縮氣管老化破裂、操作不慎等原因，引起輥道翻轉角，即翻轉輥道所處平面與水平面之間的夾角，發生變化，小于設計值85°，致使連續型真空回潮機箱門關閉過程中，下落的箱門與翻轉后的翻轉輥道相撞；回潮機內鏈式輸送機上的周轉箱向外移出時，周轉箱與回潮機出口落下放平后的翻轉輥道相撞，使物料輸送過程中斷。近年來雖然國內煙草行業相關技術人員對物流技術和物流系統有過探討[1-4]，但對于翻起輥道輸送機的研究沒有報道，不能從根本上解決上述問題。為此，在原PROFIBUS-DP[5]總線控制的基礎上，加裝漫反射光電檢測開關和行程開關，分別對翻轉輥道的安全掛鏈及輥道翻轉角進行檢測；利用PLC編程[6]對翻起輥道輸送機的控制進行改進[7]，以消除周轉箱及回潮機箱門與翻轉輥道相撞現象，保障物料輸送的順利進行，減少設備損壞，提高設備的安全運行指數，降低維修強度，節約維修資金。

1 存在問題

翻起輥道輸送機，主要包括輸送輥道、翻轉輥道、支腿組合、機架、氣控系統和電控等部分（圖1）。輸送輥道、翻轉輥道由輸送輥筒與兩側的安裝側臂板組成；支腿組合主要作用是支撐輸送輥道；機架是承載其它部件的主體；氣控系統主要由過濾減壓閥、二位三通電磁閥、三位五通雙電控電磁閥、自鎖氣缸等組成，其中自鎖氣缸固定在機架上。

圖1 翻起輥道輸送機

正常運行情況下，連續型真空回潮機箱門開啟后，自鎖電磁閥YV1A105.17和翻轉輥道落下電磁閥YV2.1A105.17先后通電，翻轉輥道落下的控制氣路接通，自鎖氣缸的活塞桿開始回縮，帶動輥道緩慢下落，直至輥道兩側臂同時落在預定位置，輥道輸送機與回潮機箱體內的鏈式輸送機水平相接；與此同時，輥道放平到位檢測開關SQ1.2A105.17輸出信號發生跳變，由低電平“0”變為高電平“1”，自鎖電磁閥YV1A105.17和翻轉輥道落下電磁閥YV2.1A105.17失電，輥道啟動，將載料周轉箱送入或移出連續型真空回潮機箱體；周轉箱輸送完畢，自鎖電磁閥YV1A105.17和翻轉輥道翻轉電磁閥YV1.1A105.17先后通電,翻轉輥道重新翻轉85°，輥道翻轉到位檢測開關SQ1.1A105.17輸出信號發生跳變時，系統將回潮機箱門關閉。實際生產過程中，設備自動運行時，翻轉輥道出現異常，主要有3個問題。

（1）每天生產結束，設備停機后，連續型真空回潮系統斷電停氣，回潮機箱門關閉。由于翻起輥道輸送機氣控系統壓縮氣管老化破裂，致使壓縮空氣停止供應后，自鎖氣缸控制氣路內的氣壓值降低，輥道的翻轉角不能保持，造成翻轉輥道停留的位置向下移，輥道翻轉角小于設計值85°，或輥道最終落在回潮機關閉的箱門上。

（2）連續型真空回潮機箱門開啟后，系統發出翻轉輥道下落指令后，自鎖電磁閥YV1A105.17首先得電，氣缸的氣路解鎖；其次，翻轉輥道落下電磁閥YV2.1A105.17通電，控制氣路連通，同樣由于氣控系統的壓縮氣管老化破裂，自鎖氣缸控制氣路內的氣壓值降低，輥道下落時的氣阻減小，其整個下落過程時間變短，落地產生的振動較大，導致缸體的固定裝置松動，缸體出現后移。基于上述原因，當周轉箱移送完畢，翻轉輥道執行翻轉指令，輥道翻轉后，翻轉輥道的翻轉角，即翻轉輥道所處平面與水平面之間的夾角，發生變化，小于設計值85°，以致連續型真空回潮機在箱門關閉過程中，下落的箱門與翻轉后的翻轉輥道相撞；

（3）翻轉輥道執行下落指令時，其控制氣路接通，自鎖氣缸的活塞桿開始回縮，帶動輥道下落。由于操作不慎，翻轉輥道兩側臂的安全掛鏈未全部摘下，輥道下落過程受阻，此時，輥道放平到位檢測開關SQ1.2A105.17并未動作，輥道控制氣路仍處于接通狀態，在氣缸的強力作用下，因翻轉輥道兩側臂因所受拉力大小不同，翻轉輥道發生變形，也即輥道落下后，其一側臂相對于另一側壁出現上翹，當回潮機內輸送機上的周轉箱向外移出時，周轉箱與回潮機出口處落下的輥道相撞，使物料輸送過程中斷。

2 改進

連續型真空回潮控制系統以S7-400 PLC為基礎，同時采用了現場總線通信技術，整個系統可靠性高，穩定性強，并預留有一定的I/O接口。在原電控系統的基礎上通過PLC編程對翻起輥道輸送機的邏輯控制進行改進。

（1）加裝漫反射式光電檢測開關 SQ1.3A105.17和SQ1.4A105.17（圖2），對翻轉輥道兩側臂的安全掛鏈進行實時監控，修改翻起輥道輸送機控制邏輯。在輸送輥道側臂、安全掛鏈后方，加裝漫反射式光電檢測開關，并使安全掛鏈位于其有效檢測范圍內，安全掛鏈未摘掉時，光電檢測開關檢測到其存在，開關的輸出信號為高電平“1”，系統將自鎖電磁閥及翻轉輥道落下電磁閥控制回路切斷，防止翻轉輥道下落，造成設備損壞；安全掛鏈摘掉時，光電檢測開關未檢測到其存在，開關的輸出信號為低電平“0”，自鎖電磁閥及翻轉輥道落下電磁閥控制回路接通，系統允許翻轉輥道下落。

圖2 安全掛鏈檢測開關安裝示意

（2）加裝行程開關SQ1.5A105.17和SQ1.6A105.17（圖2），對翻轉輥道的翻轉角進行檢測，優化回潮機箱門關閉的控制邏輯。改進前，自鎖氣缸活塞桿滿行程，完全伸出時，位于氣缸體表面的輥道翻轉到位檢測開關SQ1.1A105.17被觸發，自鎖電磁閥YV1A105.17和翻轉輥道翻轉電磁閥YV1.1A105.17失電，氣缸氣路隔斷并自鎖，輥道停止翻轉；改進后，輥道翻轉到位檢測開關SQ1.1A105.17、行程開關SQ1.5A105.17和SQ1.6A105.17全部被觸發時，自鎖電磁閥和翻轉輥道翻轉電磁閥斷電，輥道停止翻轉，回潮機箱門允許關閉。

（3）增加翻轉輥道應急控制支路。若翻轉輥道的安全掛鏈檢測開關出現故障，安全掛鏈未摘下，輥道意外下落，出現上述現象后，在改進前的原控制模式下，翻轉輥道因條件不具備無法翻轉，回潮機箱門不能開啟。增加翻轉輥道應急翻轉功能后，即使系統處于全線聯機自動運行狀態，僅通過操作本地子站箱上的一個兩位旋轉開關和本地隔離開關，控制系統即可實現輥道翻轉；此外，增加應急控制后，設備維修時間的選擇更加靈活多變，維修更加便利。

3 應用效果

翻起輥道輸送機控制改進后，應用效果良好，性能穩定可靠，回潮機箱門與翻轉輥道相撞的現象由每天8～15次降為0次；回潮機出箱過程中，周轉箱與輥道相撞的現象也得到控制，由每月2～3次降為0次。此次改進保障了物料輸送的順利進行，維修強度及設備故障率降低，維修資金節省，設備運行可靠性和安全性提高。

［1］丁一.煙草配送中心多階段物流系統分析及應用［J］.煙草科技，2012（10）:16-20.

［2］李昌權,房華,熊衛相,等.卷煙工業企業自動化物流系統的優化設計［J］.煙草科技，2009（12）:13-17.

［3］徐躍明,葛文,張正義,等.用現代物流技術支撐卷煙柔性生產［J］.物流技術與應用，2012（10）:112-115.

［4］張曉昆.物流配送中心設計［J］.物流技術與應用,2005（6）:12-20.

［5］王永華.現場總線技術及應用教程［M］.北京：機械工業出版社，2007.

［6］崔堅.西門子S7可編程序控制器:STEP7編程指南［M］.北京：機械工業出版社，2007.

［7］張建勛.片煙裝箱翻包機空箱定位控制方式的改進［J］.煙草科技，2014（1）：31-33.

TS43

B

〔編輯 凌 瑞〕