王盛茂 李萌輝

河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，中國·河南 漯河 462000

鼓輪升降；氣控邏輯閥；西門子S7-200；人機界面

1 引言

ZJ19 卷煙機組是漯河卷煙廠卷煙設(shè)備的主力機型，生產(chǎn)速度達8000 支/分，而YJ29B 接裝機又是ZJ19 卷煙機組的重要組成部分。在生產(chǎn)過程中會經(jīng)常出現(xiàn)煙支搓接時搓板阻塞的現(xiàn)象，這時操作工需要打開防護罩，按下氣路轉(zhuǎn)換按鈕將DEC 鼓輪（靠攏鼓輪）降下才能清理搓板，清理完畢后再關(guān)閉防護罩，DEC 鼓輪自動上升到原位。但隨著設(shè)備長期運行的自然老化，YJ29 接裝機開始出現(xiàn)DEC 鼓輪降不下來或升不上去的故障，并且故障發(fā)生頻次越來越多，處理時間也越來越長，嚴(yán)重影響了設(shè)備有效作業(yè)率的完成。為此，通過對每次DEC 鼓輪升降故障產(chǎn)生的各種原因進行跟蹤采集和研究分析，采用預(yù)防維修的方法提出了一套優(yōu)化改進方案，以期解決DEC 鼓輪升降故障頻繁和維修耗時長的問題。

2 現(xiàn)狀

當(dāng)前煙草行業(yè)YJ29B 接裝機DEC 鼓輪升降皆采用氣控邏輯閥控制，見圖1，但邏輯氣路對環(huán)境要求較高，要求氣路清潔，含油量適中，故障頻次較高；其次邏輯氣路輸出點多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，出現(xiàn)故障不易排除，見圖1和圖2[1]。

圖1 邏輯氣路實物圖

圖2 DEC 鼓輪升降邏輯控制氣路示意圖

3 改進方法

3.1 編寫西門子S7-200 控制程序

如圖3和圖4所示，運用PLC 模塊分別控制兩個兩位五通雙控電磁閥和一個兩位三通電磁閥，驅(qū)動鼓輪升降、搓板鎖緊釋放和搓板吹氣清理。鑒于DEC 鼓輪升降邏輯控制中需要3 個輸入點、5 個輸出點，見表1，我們采用型號為212-1AB23-OXBB 的西門子200PLC，該型號PLC 有8 點輸入、6 點輸出，符合要求。同時，為了安全起見，選用具有記憶功能的SMC 雙線圈雙控電磁閥。

圖4 鼓輪升降控制PLC 梯形圖

表1 I/O 分配

根據(jù)上述電路設(shè)計要求，如圖5和圖6所示，改進后的電路原理為設(shè)備出現(xiàn)搓板堵塞故障停機，拉開接裝機防護門，防護開關(guān)連鎖斷開，按下DEC 鼓輪升降按鈕，PLC 輸出端Q0.1 輸出，電磁閥K1 端帶電，DEC 鼓輪落下，同時Q0.3 輸出，電磁閥K3 端帶電，搓板鎖緊氣缸放松，然后拉出搓板進行清理；搓板清理后，合上防護門，防護連鎖開關(guān)觸點閉合，PLC 輸出Q0.0 輸出，電磁閥K2 端帶電，DEC 鼓輪上升，同時，Q0.2 輸出，電磁閥K4 端帶電，搓板鎖緊氣缸鎖緊，整個搓板清理程序完成[2]。

圖5 PLC 接線示意圖

圖6 電磁閥工作氣路示意圖

3.2 安裝PLC 監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)人機交互

安裝觸摸屏與PLC 建立通訊，通過人機界面實現(xiàn)全過程監(jiān)控。布科觸摸屏屬國產(chǎn)品牌，質(zhì)優(yōu)價廉，功能強大，程序編制簡單易學(xué)，能夠很好地實現(xiàn)人機對話。根據(jù)控制要求，我們采用型號為MT4300C 的布科觸摸屏，詳見圖7。

圖7 PLC 與觸摸屏連接示意圖

西門子200PLC、布科觸摸屏、SMC 雙線圈雙控電磁閥都需要直流24V 電源，我們采用電流為5A 的開關(guān)電源。

推開濾棒防護連鎖和前門防護連鎖，按下鼓輪落下按鈕，先清理、搓板再釋放、然后DEC 鼓輪落下；將搓板拉出清理后關(guān)閉濾棒防護連鎖和前門防護連鎖，DEC 鼓輪升起、搓板鎖緊，完成一個流程。操作過程可通過觸摸屏監(jiān)控（見圖8），故障點一目了然，排除故障輕松快捷。

圖8 觸摸屏安裝圖

4 改進效果

YJ29B 接裝機DEC 鼓輪升降控制系統(tǒng)優(yōu)化改進后，先后應(yīng)用于7 臺ZJ19 卷煙機組中，DEC 鼓輪升降故障出現(xiàn)的頻次由原來的每月28 次下降為7 次，處理的時間由14.7 分鐘/次縮短到9.3 分鐘/次，降低了維修時間和維修頻次，提高了運行效率。另外，由于系統(tǒng)所用備件使用壽命長，維護方便，不僅降低了操作工的勞動強度，還節(jié)約了生產(chǎn)費用，為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了有力支持。