FT624型煙片垂直分切機的控制研究及改進

邵 偉，楊海東

(1.安徽中煙工業有限責任公司阜陽卷煙廠，安徽 阜陽236000；2.合肥工業大學 機械與汽車工程學院，安徽 合肥230001)

FT624型煙片垂直分切機的控制研究及改進

邵 偉1，楊海東2

(1.安徽中煙工業有限責任公司阜陽卷煙廠，安徽 阜陽236000；2.合肥工業大學 機械與汽車工程學院，安徽 合肥230001)

FT624型煙片垂直分切機在使用過程中擋料板時常出現卡料現象，引起物料流量波動，影響下一道工序松散回潮的水分和溫度。為此對分切機控制進行研究，通過重新設計工作流程和相應程序，并進行調試，解決了擋料板在生產過程中卡料的問題。應用效果表明：改進后流量標準偏差減少了7.23，松散回潮水分、溫度標準偏差分別減少了0.38、0.4，有效提高了分切機控制的準確性和穩定性。

煙片垂直分切機 ；流量波動；擋料板；控制改進

目前卷煙制造行業已經廣泛采用整批片煙投料。FT624型煙片垂直分切機作為片煙切片回潮線上的關鍵設備。在對分切機進行仔細研究分析后，發現擋料板與翻料臂兩者之間，呈無規律動作是導致卡料的主要原因，于是對其系統控制進行了改進。

1 存在問題

1.1 煙片垂直分切機系統構成

FT624型煙片垂直分切機采用雙氣缸下拉立式切片模式[3]。系統結構主要由刀頭、壓縮空氣系統、喂料皮帶機、機架、推料車、擋料裝置、翻料裝置、導料裝置、電控等部件組成。如圖1所示：

圖1 分切機系統結構

其中翻料裝置的功能是作為煙包分切時的一個支撐平臺并將切下的煙塊翻到導料裝置上滑入下游輸送設備上。翻料裝置主要由擺臂、支架、軸、吊軸承等組成。擋料裝置的作用是擋住已平穩地進入翻料裝置的煙包，在分切后翻料裝置翻轉時，將切下的煙塊擋落至導料裝置。導料裝置與水平面形成一個夾角，承受切下的煙片從翻料裝置上落下時的沖擊，并使切下的煙塊沿著導料板面滑入下游輸送設備。

1.2 煙片垂直分切機系統工作流程

a)首先喂料皮帶機把煙包輸送到煙包虛實檢測對射光電開關B1.7后延時3S，喂料皮帶機停機且推料裝置和翻料裝置動作。

b)翻料裝置動作到位且推料裝置把煙包送到切刀下方后，擋料裝置下來。當擋料裝置下來到位后，切刀下切煙包。當刀門下限位SQ2.2、SQ2.4同時檢測到刀門到位后，切刀提起。

c)刀門提起的同時，翻料裝置翻上去。煙片下滑到導料裝置上,當翻料裝置提起到位后，擋料裝置后撤。

d)當刀門后檢測光電開關B2.6透光，延時3S后翻料裝置動作。開始切新的一刀。

1.3 煙片垂直分切機使用情況研究分析

我們發現分切機在運行到（c）步驟時，會出現擋料板沒有退到位時，刀門后檢測光電開關B2.6就會透光。這時整個分切機控制程序就會自動進入切下一刀的步驟，而此時擋料板由于沒有被接近開關檢測到就會停止不動。當下一刀切過后，由于擋料板沒有復位，擋料板與翻料裝置之間距離大大超過煙片的厚度，煙片就不會在擋料板和翻料裝置的作用下順勢落下，而是在推料板的作用下倒向擋料板，卡在擋料板與皮帶之間，造成斷料。對此，分切機系統控制需要進一步改進。

2分切機系統控制改進

2.1 重新設計分切機系統控制工作流程

a)首先喂料皮帶機把煙包輸送到煙包虛實檢測對射光電開關后延時3S后，喂料皮帶機停機且推料裝置和翻料裝置動作。

b)翻料裝置動作到位且推料裝置把煙包送到切刀下方后，在切第一刀時擋料裝置運行至前限位。當擋料裝置到位后，切刀下片煙包。到刀門下限位后，刀門提起。

c)刀門提起的同時，翻料裝置翻上去，擋料裝置保持不動作，煙片下滑到導料裝置上。

d)當刀門后檢測光電開關透光，延時后翻料裝置動作。開始切新的一刀。

e)整包煙片的最后片下滑到導料裝置上，擋料裝置后撤至擋料板后限位。

f)只有當擋料裝置后撤到擋板后限位時，才允許翻料裝置動作切下一包煙包。

2.2 程序設計及調試

針對新的分切機系統控制工作流程，進行相應的程序設計，使擋料板與翻料臂之間形成互鎖關系。增加互鎖后只有在擋料臂到位后，翻料臂方可落下。但這會使分切機切每包煙片的周期有所增加，從而影響分切機額定流量能力的實現，所以對擋料板的動作方式又進行了程序調整。即由擋料板每切一刀退回一次，改為在每包煙片切完第一刀后只退回一次，第二刀、第三刀、第四刀，擋料板不再退回。這不但可以確保不卡料，更縮短了每包煙片的切刀周期，進一步提高了分切機的工作效率。煙片分切機部分程序改進對比[4-6]如圖2、圖3所示：

圖2 擋料板與翻料臂互鎖部分程序對比

圖3 擋料板整包退回控制部分程序對比

程序設計及編寫完成后，通過STEP 7仿真器進行離線模擬[7-8]，程序運行正常，能實現設計的目標。然后下載到切片松散回潮PLCS7-400 CPU中進行生產運行。

3 應用效果

改進后，分切機完全避免了“擋料板與翻料臂之間無規律動作”導致卡料的現象，為檢驗實施效果，以物料流量、松散回潮出口水分和出口溫度為指標，對改進前后進行了連續跟蹤，取改進前后30個批次的平均數值進行對比，結果見表1：改進后物料流量標準偏差減少了7.23，松散回潮出口水分、出口溫度標準偏差分別減少了0.38、0.4，有效提高了分切機系統控制的準確性和穩定性，為后序加工打下了堅實基礎，見表1所列。

表1 改進前后檢測數據對比

[1]張本甫.國家煙草專賣局.卷煙工藝規范[M].北京：中央文獻出版社，2003：11-13.

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[7]劉鍇，周海.深入淺出西門子S7-300PLC[M].北京：航空航天大學出版社，2004：86—87.

[8]劉美俊.西門子S7-300/400PLC應用案例解析[M].北京：電子工業出版社，2009：248—251.

[責任編輯：桂傳友]

TS434

A

1674-1104(2013)06-0070-02

2013-10-02

安徽省星火計劃項目（433379/12-174）。

邵偉（1970-），男，安徽阜陽人，安徽中煙工業有限責任公司阜陽卷煙廠工程師，主要研究方向為設備自動化技術。