新型紙帶檢測裝置的研究

劉慶永 紀志敏 李曉東

摘 要：ZJ17卷接機組是主要的卷煙生產中速機型，其運行速度和產品質量穩(wěn)定，在生產中仍被廣泛應用。有的ZJ17機組的盤紙拼接段傳感器[1]無斷紙檢測功能，檢測不到盤紙時，卷煙機不會停機或報警，一旦發(fā)生盤紙錯位等問題，極易造成產品質量問題。因此，如何使ZJ17卷接機組具備斷紙檢測、報警和停機功能是需要重點研究的問題。

關鍵詞：ZJ17卷接機組；盤紙拼接段傳感器；紙帶；斷紙

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.087

0 引言

ZJ17卷接機組工作過程中，卷煙紙需要穿過盤紙拼接段傳感器，以便于含拼接段煙支的檢測和剔除。但由于種種因素，盤紙可能錯穿到傳感器之外，造成拼接段傳感器監(jiān)測不到盤紙接頭，導致含拼接段煙支通過而造成產品質量問題。

當有拼接段通過時，拼接段傳感器[3]產生電信號傳送到PLC控制器，通過PLC處理后輸出到剔除裝置，經過固定的脈沖數，電磁閥動作將含有拼接段的煙支剔除。

有的ZJ17機組的拼接段傳感器只具備上述的拼接段檢測功能，很少具備類似ZJ112機組拼接段傳感器的斷紙檢測功能。因此，在檢測器無紙通過時，機組正常運行而不會發(fā)出報警或停機。

因此，根據ZJ112機組拼接段傳感器斷紙檢測功能的原理，研制新型的ZJ17紙帶檢測裝置，使機器具備斷紙報警和停機功能是解決問題的有效途徑。

1 ZJ17機組紙帶檢測的組成及工作原理

ZJ17機組紙帶檢測傳感器包括B14拼接段傳感器，和B26斷紙傳感器。紙帶由紙盤自動轉換系統轉換后，紙帶由空紙盤切換到滿紙盤供應。首先經過B14檢測拼接段，檢測到拼接段后B14的指示燈閃亮，最后經過B26檢測是否存在紙帶。B14檢測到的拼接段煙支經過固定的脈沖數后在濾嘴接裝機部分剔除，B26檢測不到紙帶即報斷紙故障停機。

有些ZJ17機組的拼接段傳感器具有斷紙檢測功能，與B26共同對紙帶的兩個位置進行監(jiān)測。然而，對于拼接段傳感器沒有斷紙檢測功能的機組，斷紙檢測功能主要靠B26來實現。

B14位于紙盤端，B26位于紙帶末端，當紙帶未穿在拼接段傳感器工作區(qū)之內時，紙帶仍然處于未斷狀態(tài)，B26檢測到紙帶未斷，機組仍然繼續(xù)工作。

2 實現B14側斷紙檢測功能的方案制定

通過研究紙帶拼接段傳感器具有檢測功能的機組結構，并通過現場論證與分析，提出三個解決方案。

2.1 方案一：將B14更換為具有斷紙功能的檢測器

針對拼接段傳感器B14不具備斷紙檢測功能，考慮將B14更換為具有斷紙功能的檢測器。

經過查詢與比較，雖然更換傳感器操作簡單，但是含斷紙檢測功能的拼接段傳感器價格較高，而且現有B14傳感器拼接段檢測功能完好，更換既需要增加高額投入，又造成了現有良好備件的浪費。

2.2 方案二：在B14附近加裝斷紙傳感器

針對拼接段傳感器B14不具備斷紙檢測功能，設計在B14附近加裝與B26同型號的斷紙傳感器。

經過現場對照與測量，加裝斷紙檢測B26只需與原B26電路并聯即可，易于實現。然而，斷紙傳感器體積較大，盤紙轉換部分機身結構空間有限，通過安裝斷紙傳感器的方法解決問題，安裝實施難度較大，安裝后使用不便。

2.3 方案三：增加B14斷紙檢測功能

經過與B14具備斷紙功能的機組對比，提出在原有拼接段傳感器B14上增加其斷紙檢測功能。

在不改變原B14傳感器和控制電路的基礎上，增加一小型傳感器，通過斷紙停機電路和閃光電路的共同作用實現報警和停機的功能。此方案雖然技術難度大，但是比較可靠[4]，便于操作。

經過方案對比，發(fā)現方案三具有成本低，安裝、調整和維修方便等特點，其電路功能的實現可以通過技術手段解決。因此，選擇方案三來實現B14的斷紙檢測功能。

3 B14斷紙檢測功能的方案實施

3.1 斷紙閃光報警方案實施

通過查閱ZJ17機組圖紙，考慮利用盤紙更換提示燈H16作為斷紙報警的閃爍燈。這就需要在原H16電路上并聯一閃光報警電路[2]電路，使得H16在更換盤紙和檢測不到盤紙時都呈現閃爍狀態(tài)。

經過對比選擇，設計如圖1所示的閃光電路。

當接入+24V電源時，由電阻、電容、三極管和固態(tài)繼電器SSR組成的閃光電路A1控制斷紙報警燈H16閃爍，實現紙帶不在傳感器監(jiān)測范圍內報警閃爍的功能。

3.2 斷紙停機方案實施

選擇與B14形狀和大小相仿的叉型傳感器作為紙帶是否在工作位置的檢測器B，當紙帶不在檢測范圍內時，叉型傳感器的指示燈亮，輸出高電平信號。將叉型傳感器的輸出點與繼電器的線圈相連，繼電器常開觸點串聯于24V電源和斷紙檢測輸入點X20/X21之間，得到繼電器系統A2。

根據圖紙中B26監(jiān)測不到紙帶存在時候將信號傳送到PLC，PLC即發(fā)出斷紙停機信號，機器停止運行。此處利用B26的PLC輸入點作為紙帶不在工作位置的停機信號輸入點，將新傳感器裝置的輸出線與B26的輸出線并聯，使兩個斷紙傳感器裝置共同作用于PLC。

3.3 斷紙報警停機功能實現

根據3.1和3.2的討論分析，設計斷紙報警停機電路如圖2所示。

根據設計的電路圖，利用電子元件焊接加工斷紙報警停機電路，制作并安裝所得的實物圖如圖所示3所示。

4 新型紙帶檢測裝置的應用研究

將新型紙帶檢測裝置安裝于ZJ17卷接機組，通過為期兩年的跟蹤使用，未再次出現因紙帶未穿進傳感器而不報警停機的現象。

新型紙帶檢測裝置的應用提高了機組運行的可靠性，有效保證了產品質量的同時還降低勞動強度，節(jié)約了原材料等。

5 小結

技術人員將紙帶檢測裝置的改動部分及操作注意事項對操作人員進行現場說明，將設計的圖紙歸檔，編號管理納入備件手冊。

在試驗成功的基礎上，逐步完成對其他B14傳感器不具備斷紙檢測功能機組的改進，完成新型紙帶檢測裝置的推廣應用。

對于新型濾嘴接收機管道檢測裝置的運行情況進行長期跟蹤觀察，及時總結本次項目中的得失成敗及經驗教訓，為后續(xù)改進活動奠定基礎。

參考文獻：

[1]楊帆.ZJ17型卷接機盤紙拼接頭檢測裝置改進[J].科技創(chuàng)新與應用，2014（28）：64.

[2]周士鴻.一種具有雙閃光的實用報警電路[J].機電設備，1994（02）：41-44.

[3]石躍朋.卷煙紙拼接中膠帶片粘貼及輸送裝置的改進[J].煙草科技，2007（07）：18-19+23.

[4]王俊.煙機可靠性定性研究[J].合肥工業(yè)大學學報（自然科學版），1996（04）：156-162.

作者簡介：劉慶永（1986-），男，山東臨沂人，碩士，研究方向：自動控制。