煙草切絲機機電一體化技術的應用與發展探究

王偉 吳雪芹 王文飛

摘 要：煙草設備制造技術已經歷了幾個發展階段。隨著整個行業競爭變得越來越激烈，煙民對煙草的質量要求也越來越高，煙草切絲機作為煙草制造的主要設備，正面臨技術的升級和工藝的革新。在機械技術和相關電子技術發展的帶動下，機電工業也取得了很大的發展，煙草切絲機作為機電設備的重要裝置也必然隨著整體發展趨勢產生全新的機電一體化產品。本文主要對煙草切絲機機電一體化技術的應用進行分析，并探究其未來的發展前景。

關鍵詞：煙草切絲機;機電一體化;應用;發展

一、煙草切絲機機電一體化技術簡述

隨著現代科技的大力發展，計算機技術在機械工程領域的廣泛應用，加速了煙草切絲機機電一體化的發展進程，使得其產品的結構、功能、技術特點以及生產的方式都發生了很大的變化。可以說整個工業生產領域都從傳統的機電電氣化時代向現代機電一體化方向發展。煙草機械產品作為機械制造業的一個重要分支，已經逐漸朝著自動化控制和機電一體化的趨勢前行，推動煙草加工技術的快速發展，才能為其可持續發展創造堅實的基礎。

二、切絲機機電一體化的主要技術內容

在煙草切絲機中應用了許多現代化的技術手段，傳統的切絲機在引入傳感器后明顯提高了設備的可靠性和精確度，但是由于電磁波的影響，給設備造成了較大的干擾，也在一定程度上降低了其可靠性。國內已經開始逐漸普及光纖等新型傳輸介質來進行信號的傳輸，光纖傳感器的開發，能大大提高設備的抗電磁波干擾能力。

信息處理技術是機電一體化設備中極為重要的技術內容，提高信息處理設備的可靠性是發展機電一體化的重要一環。信息處理技術的應用可提高數據量與模擬量相互轉換設備的分時處理能力，同時對于處理速度的提高和解決電磁干擾問題也有明顯的效果。

接口技術的運用對于煙草切絲機在數據傳輸中格式的標準化和規格化有很大的幫助。在信息的傳遞過程中，如果沒有采用相同的標準規格，對于信息的傳輸是很不利的，不僅無法保證信息傳輸的速度，同時也容易發生數據的丟失，甚至出現數據錯誤等問題。

三、切絲機機電一體化技術的應用

（一）電控系統中的刀輥微速旋轉技術

在切絲機的下排鏈變頻器中，配置一個第二編碼器模塊，這個編碼器模塊的信號通道有2個，在切絲機實際的運行中，這個模塊可以通過刀輥編碼器來采集刀輥的旋轉速度等信息，這些信息的掌握，對于整個運行系統能起到很好的控制作用。①利用采集到的刀輥旋轉速度，可以對排鏈的運行速度進行精確的計算，然后將計算結果作為數據參考，進而通過變頻器來控制切絲機排鏈的實時運行狀態，為切絲機的功能實現提供了技術支持。②這些被掌握的信息還可以通過第二編碼器模塊的另外一個通道進行傳輸，當這些信息被安全監控器接收之后，安全監控器則開始對刀輥的旋轉速度進行實時監控，如果出現刀輥轉速過快或者旋轉速度不在設定的安全數值范圍之內，則安全監控器會對變頻器發出控制命令，使變頻器立即停止工作，從而讓切絲機停止運行，保證了設備運行的穩定和安全

（二）人機交互界面的技術應用

通過人機交互界面，可以將切絲機電機的運行狀態反應到監控畫面上，在監控顯示屏上就能及時獲取切絲機的行車速度和運行位置。在人機交互界面上可以設置很多實用的功能，例如在畫面上直接組態相關的按鈕，利用觸摸屏或者計算機就能直接對畫面上的按鈕進行操作，并發出相應的指令。這些按鈕可以是對電機的操作按鈕，也可以是操作模式的選擇，同時在畫面上還可以設置相關的設備運行狀態指示，采用不同的顏色進行區分。例如綠色代表正常，紅色代表故障，黃色代表警示等等。

（三）PLC可編輯程序控制器

煙草切絲機的控制方式有不同的形式，PLC可編輯程序控制器是目前采用的主要控制形式之一。采用PLC作為主控制器，可以對切絲機進行邏輯控制和工藝控制，在切絲機設備中刀輥電機以及排鏈電機是兩大重要的組成結構，而通過嵌入排鏈電機驅動器的處理器接受來自PLC的控制信號，可以對刀輥電機和排鏈電機的同步運動進行有效控制。

（四）多軸伺服驅動控制器

除了采用PLC作為主控制器來對煙草切絲機進行控制外，另外一種主要的控制裝置就是多軸伺服驅動控制器。這種控制器能同時對切絲機進行邏輯控制、工藝控制和運動控制，同時支持刀輥電機和排鏈電機同步運動的控制功能。但是這種控制裝置也存在一定的不足，比如采用這種控制器需要投入更多的成本，而且它的編程語言有別與一般的PLC語言，需要用專門的編程語言才能實現電機運動控制的任務。

四、切絲機機電一體化技術的發展

（一）更加智能化

和傳統切絲機相比，機電一體化技術的應用將使其變得更加智能化，這也是新時代整個機電一體化領域的發展趨勢。隨著科技的進步，處理器在信息速度的處理上變得越來越快，傳感器的集成化也越來越高，微機的性能也不斷增強，這些都為煙草切絲機朝著更加智能化方向發展創造了有利條件。

（二）更加微型化

隨著微機械技術和微型材料的不斷發展，探索機電一體化系統向微型化方向發展已成為可能。如果未來微機電一體化設備體積變得更小，其靈活性將更好，不僅能降低能耗，同時還能進行更精細的操作。在煙草切絲機的組件中運用微型結構設備，是其將來發展的一個方向。

（三）更加網絡化

網絡技術的發展已經給我們的日常生活帶來了巨大的改變，同樣網絡技術也一定會對機電一體化技術有積極的影響，讓將來的機電一體化朝著更加網絡化的方向發展。網絡的遠程監督和控制技術運用在切絲機產品中，將大大提高一線車間的工作效率和工作質量，同時對于工作人員而言，也有利于減少他們的工作任務量，減輕工作壓力。

五、結語

機電一體化技術已經逐漸應用到各個領域，也促進了機械工業的發展，催生出了更多新一代的機電一體化產品。煙草切絲機的機電一體化技術，未來也一定會取得更多的進步和發展。

參考文獻：

[1]施四龍.煙草切絲機機電一體化技術的應用與發展[A].全國地方機械工程學會.2017年第七屆全國地方機械工程學會學術年會暨海峽兩岸機械科技學術論壇論文集[C].全國地方機械工程學會：海南省機械工程學會，2017：3.

[2]張磊，孫凱，姜志科.SIMOTION運動控制系統在煙草切絲機中的應用[J].自動化博覽，2014（06）：60-61+64.

[3]李濤.煙草機械產業技術發展趨勢[J].技術與市場，2013，20（09）：75+77.

[4]張家毅.ENTEK狀態監測系統與煙草制絲線自動化系統的集成應用[J].國內外機電一體化技術，2006（02）：51-55.