淺談煙支凈質量控制系統的維護

李孟宇

（廣西中煙工業有限責任公司，廣西 南寧 530001）

廣西中煙公司卷煙設備目前有兩種類型的煙支凈質量控制系統，一種是DL-S卷煙機的MR2控制系統，其即將被淘汰；另一種是PROTOS（國產稱為ZJ17）控制系統，其有3種規格型號：

（1）武漢709所根據HAUNI公司授權生產的國產化SRM90控制系統，系采用邏輯電路來控制；

（2）大樹智能科技（南京）有限公司在SRM90技術基礎上研制的ZN89控制系統，通過采用工控機代替邏輯電路板來實現煙支凈質量控制；

（3）深圳鴻捷源科技有限公司在SRM90技術基礎上研制的HJYSRM-N1控制系統，其也是采用工控機代替邏輯電路板來實現煙支凈質量控制。這三種控制系統的控制原理、系統采集的外圍信號及外圍機械和電氣結構基本是一致的，區別是在于系統內部電路結構和數學算法及人機界面的不同。

因MR2控制系統即將淘汰，在此就不進行討論。SRM90、ZN89、HJYSRM-N1控制原理及外圍結構基本一致，故其維護思路也基本相似。

1 煙支凈質量控制系統工作原理

煙支凈質量控制系統結構如圖1所示。

圖1 煙支重量控制系統原理圖

煙支凈質量控制系統的作用，是使煙條凈質量盡可能接近預設定的目標凈質量，從而使標準凈質量偏差減至最小。根據放射性射束穿過煙條后所產生信號的大小，可以測定煙條的密度，也即煙條密度愈大，吸收的放射能也愈大。

如圖1所示，核掃描器起著測量傳感器的作用。當轉軸編碼器檢測到卷煙機機速達到設定的最小值，同時煙條檢測器檢測到切成的雙支長煙條，核掃描器內的快門被打開，凈質量控制器開始工作。放射性物質發出的射束穿透煙條，使電離室中氣體的離子電導率隨射束強度而變。電子設備將電離室中的信號差轉變為脈沖信號，脈沖信號被送到重量控制器，信號值與煙條的密度（凈質量）有關，兩個脈沖之間的距離，就是煙條密度的量度，即代表實際煙條凈質量，兩者之間呈如下關系：

較小的脈沖間隔＝低密度＝煙條凈質量小

較大的脈沖間隔＝高密度＝煙條凈質量大

凈質量控制器開始工作后，就將測到的煙條的實際凈質量與其設定值進行比較。若不一致時，控制器就會計算出一個新設定的位置，使修整器重新調整其位置。

位置傳感器測定修整器的實際位置，電動機調整修整器的位置，直到修整器達到新位置而反饋給控制回路的信號與計算的設定位置信號相等時為止。修整器移動與煙條凈質量之間的關系如表1所示。

表1 修整器移動與煙條凈質量之間的關系表

2 煙支凈質量控制的兩個基本概念

2.1 短期標準偏差（mg）

短期標準偏差：每次計算都是根據1000支煙支凈質量進行，表示1000支煙偏離這批煙支平均凈質量的“離散”情況。這一數值說明機器的短期性能，數值低表示生產的煙支品質好。

短期標準偏差增大，通常是由于機器特性所致。凈質量控制（對1000支煙條的短期測量）對于短期標準偏差的影響不大。掃描器系統中聚集的水分和塵埃，會使短期標準偏差增大，測量管和電離室之間會發生這種沉積。

2.2 長期標準偏差（mg）

長期標準偏差：每次計算都根據10個100支煙平均凈質量進行。這一數值說明凈質量控制系統工作的好壞，數值低表示“離散”小，及重量控制系統生產的煙支品質好。

3 煙支凈質量控制系統的維護保養

煙支凈質量控制系統保養得如何，直接影響到系統能否正常穩定地運行。

通常情況下，機臺操作人員僅限于使用100至122報告，在設備運行時，操作人員需不時要做循環取樣操作→R2（在取樣報告111上進行操作，結果在報告112上讀取）檢查煙支凈質量是否符合所定的品質控制標準，如數值超出了預定的偏差范圍，則要及時進行調整122-03;其他報告必須由經培訓且具有一定經驗的電工和修理工操作。在日常保養中，機臺操作人員需清潔測量管；當設備正常生產時，要把真空度調定在85～95 kPa；觀察煙絲余量是否在所需煙絲量的25%～35%的范圍，不在，則需電工調整VE的電氣參數或修理工調整機械機構；調109報告查看煙絲分布，如發現切口不處于煙支端部壓實區的中點，則修理工必須要對其進行調整。

3.1 核掃描器放射源泄漏測試

放射源泄漏測試，每半年需進行一次測試試驗，以確定放射源是否完好無缺。此項工作由專業廠家來進行。一是測試其放射性是否衰減，二是測試其放射性是否泄漏，三是進行專業保養整個核掃描器。

在每次進行設備保養時，車間技術人員均需調133報告來進行掃描器測試，完成測試后，可能會出現3種顯示結果：

（1）“掃描器情況良好”（SU IN GOOD CONDITION），表示一切都好；

（2）“掃描器在規格范圍內”（SUWITHIN SPECIFICATION），表示在每半年的例行測試保養時，掃描器應進行調整；

（3）“掃描器超出限度”（SU OUTOF LIMITS），表示需要專業廠家來調整。

3.2 測量管

測量管每天都必須要進行清潔。因測量管極易損壞。按規定，在清潔測量管時，需用軟尼龍瓶刷，但因無此工具，故操作工均用鋼絲毛刷進行清潔。為此，測量管必須要定期拆出進行檢查，如出現深劃傷、刻痕或破損，則應馬上進行更換。否則，核掃描器檢測到的是不準確的信號，煙支凈質量變化將很大，會出現超調現象。

3.3 電子控制箱

SRM90、ZN89及HJY-1的電子控制系統，均由微電子元器件構成，所以為防止電子控制系統裝置過熱引起電子元器件損壞或系統工作不穩定，必須定期清理電子控制箱的散熱通風裝置，檢查各冷卻風扇工作是否正常，視控制箱情況定期清掃灰塵，緊固接線端子。

3.4 活動快門機構

活動快門機構動作是否靈活可靠，也直接關系到掃描器測到的煙絲密度信號是否準確。在輪保調133報告對掃描器進行測試時，可通過活動快門機構的開關指示及電磁閥動作的聲音，基本能判斷活動快門機構是否能正常工作，如發現活動快門機構動作不靈活可靠，需通知專業廠家來進行檢查保養。

3.5 傳感器轉軸－機械極限點

傳感器轉軸的運動范圍所產生的電壓信號，必須要在修整器控制系統工作范圍之內。在輪保時需利用122報告中的122－6（起始位置參數）來測試設定情況，其參考值如下表2所示：

表2 122-6測試電壓參數表（部分）

如果發現偏差較大就必須校正調定，否則就會出現煙支凈質量失控現象。調定只限于修整器的下限位置，其步驟如下：

（1）接通機器電源，關停輔助驅動；

（2）關停凈質量控制，即把124-04置于OFF；

（3）打開VE前左方防護門，傳動修整器調整電機的設定旋鈕，使修整器處于低極限位置，此時修整器應處于最上端，側板與修整器盤間的間隙應為0.2mm；如不是，則應重新調整修整器連桿機構，使其達到0.2mm的寬度。

（4）此時130-05的顯示值應＞+8.7 V，如低于此值，必須從新調定轉軸的止動點，步驟如下：

第一步——從架上移開位置傳感器；

第二步——松開緊鎖螺母；

第三步——傳動轉軸傳感器探頭進行調整；

第四步——檢查130-05的顯示值；

第五步——如顯示值達不到要求，繼續重復上述步驟，直到得到所需的讀數。

（5）如果轉軸的調整范圍不夠用，可轉動偏心調整旋鈕來重新調定高度調整機構的止動點。

4 常見故障分析

煙支凈質量控制系統大多數故障，均由外圍和參數設置不當引起的，這些故障絕大多數均可通過120、121、123、130、131、132、133（注：ZN89 無 131、132 菜單，HJY-1 無 132 菜單）這些菜單及顯示器上顯示的故障信息和警告信息找到故障點，并采取相應措施進行調整、維修，排除故障。

4.1 卷煙機啟動而煙支凈質量控制系統未啟動階段，產出的煙支偏重或偏輕；控制系統啟動后，煙支克重卻正常

根據現象，首先判斷煙支凈質量控制系統無硬件故障，其次依據煙支凈質量控制系統未啟動時，修整器的位置決定此時煙支的克重，由此判定應該是122-16（啟動位置）參數設置得不好所致。首先查看傳感器轉軸－機械極限點是否正常，如不正常，則進行調整；其次在120報告中完成“改變緩沖存儲器”；再次使卷煙機在高于煙支凈質量控制系統開始啟動的速度運行一段時間；第四是記下報告103中“修整器位置”的平均值；第五是參照122-16的數值表，選擇最接近的數值，并把對應的參數輸入122-16。再運行設備，煙支克重正常。

4.2 顯示器無任何故障報警信息，但煙支凈質量調整沒有任何變化

首先調130報告查看，02顯示快門已打開，說明系統已開始工作，但05的修整器位置的數值基本保持不變；其次利用122報告中的122－6（起始位置參數）來測試修整器是否能隨此參數的改變而運行，經改變起始位置參數，修整器能運行，但130-05的顯示值無任何變化，由此判定故障出在位置檢測控制這部分；檢查位置傳感器，正常；檢查位置傳感器到系統電子箱之間的接線及端子，發現電纜線被機械磨壞，重新焊接包扎后上電，故障被排除。

4.3 顯示器出現“修整器最大（?。┪恢谩本嫘畔?/p>

出現此信息，說明現在生產的煙條凈質量過?。ù螅?。修整器本應少（多）取走煙絲，以增加（減少）煙條凈質量，但此時修整器已離煙條很遠（近），煙支重量控制系統不能再進一步影響煙條重量。因此所生產的是過輕（重）的煙支。可按先易后難的步驟進行檢查：

（1）檢查真空度是否過低（高），如是則做相應調整；

（2）檢查回絲量是否太少（多），應該控制在25%～35%的范圍，如不在，則進行電氣調整，或機械調整；

（3）檢查參數 122-02、122-04、122-05設定是否有誤，如是，則重新設定；

（4）檢查修整器的調整范圍是否足夠，如不夠，則重新調整。

4.4 長期標準偏差增大

出現此現象的原因比較多，可能的原因有：

（1）機器在運行時，掃描器快門機構未開啟或未完全開啟。未開啟的原因可能是：

其一，查看130-06系統檢測到的機器運行速率是否小于123-03設定的速率；

其二，查看130-01是否顯示為“ON”；

其三，快門機構的電磁閥或控制線路有故障。

未完全開啟的原因，一般是由于快門機構不靈活所致，此時需專業廠家拆開進行處理。

（2）掃描器信號（130-07、130-08）超出預選定的范圍。此時對其進行測試進行查看，如測試結果確是超出預選定的范圍，則需廠家人員來進行調整處理。

（3）掃描器溫度不正常，此時也需廠家人員來進行處理。

（4）掃描器測量管有周折、刮痕、破損等缺陷，此時需拆下進行更換。

（5）修整器的運行位置設置得不好，需進行調整直至達到要求。

（6）位置傳感器的位置不準確，此時需重新進行調校直至達到要求。

（7）系統出故障，對系統電氣進行檢查維修找出故障點。

（8）煙絲物理結構或煙絲濕度波動過大，將對煙支直徑有直接的影響，而直徑又會影響凈質量控制系統。此時煙支凈質量控制器的控制，可能已不足以保持正確的煙支凈質量。

（9）煙絲組份對煙支直徑的影響。煙絲組份的改變，如造碎率發生變化，則會影響煙支的硬度。在煙支凈質量不變時，短煙絲比率的增加會使煙支硬度降低，這會導致煙條直徑減小。

（10）煙條直徑與重量控制系統之間的關系。根據物理定律，核掃描器的特性與煙條直徑有關，這表現在煙條直徑的響應上。一根直徑較小的煙條，雖然其煙絲含量與一根直徑較大的煙條相同，但掃描器的測量結果卻會表明它的凈質量小。

于是，凈質量控制便根據煙條直徑變化所造成的錯誤凈質量讀數來調整修整器的高度，以改變煙條的直徑。

5 結束語

煙支凈質量控制系統是集電子技術、測量技術、自動化技術、電力半導體技術、計算機技術于一體的機電設備。維護好此系統，維護人員不但要有自動化系統方面的知識，也要有其他專業的知識，如機械結構、煙草加工工藝等知識，還需有較強的責任感和良好的職業道德及實踐經驗。

在平時的工作學習中，需要我們不斷提高自己的多領域多方面的理論知識，充分利用系統各報告單顯示的數據和信息，善于總結實踐經驗，積極探索如何更好地維護保養煙支重凈質量控制系統的途徑，同時又要制定一套科學的管理制度。只有這樣，我們才能用好、維護好煙支凈質量控制系統，為提高產品質量和降低原輔材料消耗服務。

[1]常德煙草機械有限責任公司.ZJ17高速卷煙機重量控制系統操作手冊[K].1999.

[2]喬建軍，栗衛軍，張勝利.卷煙機煙支重量控制系統分析[J].煙草科技，2001，（9）：17-18.