PASSIM 卷煙機煙紙供給系統改造

肖二凱，李萌輝

（河南中煙工業公司漯河卷煙廠，河南漯河 462000）

1 問題分析

由于磁粉離合器存在消磁、磨損、打滑等弊病，造成煙紙搭接成功率低，影響了機組的運行穩定性。而且磁粉離合器使用壽命短、價格昂貴，運行和維護費用較高。擬用獨立的電子齒輪傳動機構（交流伺服系統）替代磁粉離合器裝置。

2 方案論證

采用YASKAWA（安川）公司的新型Σ-5 系列伺服控制器驅動交流伺服電機，通過卷煙機刀頭上的增量型編碼器采集主機即時速度，并且根據拼接開始（膠帶架動作）信號，驅動備用盤紙逐漸加速，以達到與運行盤紙一致的線速度完成搭接動作。系統在每次拼接過程中記錄膠帶架動作到拼接開始的時間，經過PLC 處理作為下一次拼接的加速周期，以實現拼接參數和主機設置的拼接動態更新。改造原理如圖1 所示。

圖1 改造原理

3 改進方法

將膠帶架動作→拼接閥動作開始，這段時長作為響應主機的拼接時長的參數變化，在主機拼接參數每次更改后可能會出現一次如下的動作。

（1）主機的煙紙拼接參數由低向高調整。例如，由3 s 調整到4 s 會出現拼接時拉出的紙頭過長，在參數更改完成后第一次拼接以后恢復正常。

（2）主機的煙紙拼接參數由高向低調整。例如，由4 s 調整到3 s 會出現拼接時備用盤紙的速度還沒加速到同步，而拼接動作已經開始，出現拼接失敗；在參數更改完成后第一次拼接以后恢復正常。

（3）每次進行“復位/煙紙運轉”操作后拼接系統會有一個4 s 的延時，并且每次拼接之前的6 s 內中不能進行“手動進紙/復位”操作，否則會出現拼接失敗

（4）PLC 中的參數“拼接時間”數據靠電池卡的電壓來保存，如果連續的停電時間超過200 d 則數據可能會丟失，在上電后的第一次拼接可能會失敗，第二次拼接以后數據會自動整定，恢復正常。

（5）主機觸摸屏設置的PLC 輸入2 參數過程中，煙紙盤斜坡加速時間固定為3 s，煙紙盤初始啟動電壓、加速時間與紙長的對應關系見表1。

表1 初始啟動電壓、拼接時長與紙長的對應關系

（6）伺服參數設置見表2。

表2 伺服器主要設置參數

（7）拼接的加速度變化如圖2 所示。

圖2 加速度變化曲線

其中，拼接時長t=Δt+tmax+t1=膠帶架開始動作到拼接閥動作的時間，Δt 段時間是為了減少盤紙的浪費的可調整參數，tmax段時間是拼接前進紙輥進行弧線加速的時間段；V0為拼接時速度；t1段時間是為了消除PLC 測量的主機拼接時間誤差設定的固定時間，時長為50 ms。

假定拼接速度為6 m/s，則加速流程為：加速開始→0 到Δt時間段，進紙輥不驅動→Δt 到tmax時間段，進紙輥從0 加速到與主機相同的線速度→tmax到t1時間段，進紙輥保持與主機相同的線速度→主機拼接→進紙輥減速停止。

（8）系統的工作時序如圖3 所示。其中，膠帶架和拼接閥的動作完全由主機控制；加速時間tmax由PLC 進行測定；不動作時間根據機臺的狀況自定義。

圖3 工作時序圖

（9）調試資料。該過程共有5 個步驟。

步驟1：線路接完后先下載PLC 程序（或先將隔離繼電器K1 拔掉），以斷開原磁粉離合器的電器連接；確保無人在操作驅動機構的傳動部分！然后整定伺服參數。整定過程：先將默認參數（備份的主參數，在資料中有提供）下載到伺服→將慣動比更改為1000→執行單參數調諧→執行慣動比調整→執行伺服諧振頻率調整→再次執行單參數調諧→伺服調整完成。

步驟2：開機狀態下（也可以跑空車）校正PLC 處理的同步速度；PLC 的同步速度（過度脈沖VD162）。校準方法為：在主機運行時（約6500 支/min）記錄PLC 采集的主變頻器模擬量電壓值（AIW0）輸入到模擬量當前值VD246，記錄主機的當前速度對應于VD246 的車速，以秒為單位輸入到車速脈沖VD250；微調VD250，使PLC 計算的車速VD240 略低于主機速度10 r/min 左右，車速脈沖校準完成。

步驟3：初始化拼接時間，將主機的盤紙初始電壓調整為48 V，拼接時間調整為3 s，PLC 的參數VW156 調整為4200，VD174 調整為4100，VD170 調整為500，VD210 調整為2600，VD158 調整為1006，然后進行搭接試驗。

步驟4：觀察拼接效果，微調VD170 直到拼接效果滿意為止。

步驟5：根據經驗值觸摸屏的初始電壓調整為48 V，煙紙盤斜坡加速時間調整為3 s，并保持VD210 的值為2600 左右，6500 支/min 拼接6.5 m、7000 支/min 拼接7.5 m。

4 改造后的煙紙盤紙加速系統使用注意事項

（1）拼接前6 s 內禁止操作復位/運轉煙紙旋鈕，否則會出現拼接失敗。

（2）煙紙盤斜坡加速時間調整為3 s。

（3）煙支盤紙初始啟動電壓可以設置為48 V，速度8000 支/min時拼接時拉出的紙約為6.5 m（80%減速拼接）。

5 結束語

改造后提高了卷煙機煙紙搭接成功率，減少了停機次數和原輔料的損失，節約成本，提高了卷煙機的運行穩定性和運行效率。