1、引言
MK9一5卷煙機是英國MOLINS公司七十年代的產品,其電氣控制部分采用以INTELg080為主的電子邏輯線路板和繼電器組成控制系統(tǒng)耽梅,充分體現當時的技術水平,目前在許多中小型卷煙廠仍是主要的卷煙卷接生產設備胖烛。隨著微型計算機技術的發(fā)展眼姐,特別是經過多年的運行,電路逐漸老化佩番,故障率也隨著增加众旗,維修工作越來越繁重,直接影響到工廠正常的生產效率和產品質量趟畏。因此贡歧,必須對MK9-5卷煙機的電氣控制系統(tǒng)進行改造,使之具有更為先進的控制和監(jiān)測功能赋秀,以適應高效率安全生產的要求利朵。
2、系統(tǒng)方案的確定
MK9-5卷煙機電氣控制臺改造的指導思想是:機電分離猎莲,集中控制绍弟,實時監(jiān)控。其目的在于將電氣控制系統(tǒng)與機械系統(tǒng)結構上相分離石阵,以利于機電系統(tǒng)的維護和修理郁表,將分離式硬件邏輯控制系統(tǒng)改為模塊化集中控制,以提高煙機控制水平豌楷,增強系統(tǒng)的可靠性:運用智能化技術對煙機運行進行實時監(jiān)控罕腿,給操作工以指導。
根據上述指導思想彭倡,通過調查研究和消化吸收原機控制系統(tǒng)的技術看群,提出采用三菱A2AS可編程序控制器(以下簡稱PLC)和工業(yè)控制計算機(以下簡稱 IPC)相結合的控制方案。其中PLC主要完成機檢測和控制任務胶僵,而IPC主要完成監(jiān)測管理步盼、數據采集和人機界面等任務。經過反復論證和選擇比較隘勾,認為采用PLUIPC控制方案更能體現信息管理集中優(yōu)化和控制系統(tǒng)實用可靠的優(yōu)點樊鲁。
3、系統(tǒng)框圖和配置
經過消化吸收電氣控制系統(tǒng)的原始電路圖并考慮到PLC的工作特點捏章,歸納整理出控制系統(tǒng)的輸入/輸出信號為:
輸入信號:共有102點蔗彤,全部為直流輸入信號,主要是各種傳感器輸入信號和主令按鈕輸入信號疯兼。
輸出信號:共有106點然遏,全部為直流輸出信號,主要是各種執(zhí)行機構的輸出和指示燈輸出信號。
中斷信號:卷煙機的刀頭信號待侵、跑條信號和盤紙拼接信號需要控制系統(tǒng)立即作出響應丢早,因此將這三個信號作為中斷信號輸入PLC。
通訊信號:PLC運行過程中需要將檢測到的卷煙機的運行狀態(tài)和統(tǒng)計數據傳送給上位的IPC秧倾,同時也需要接收從IPC設置的有關運行參數怨酝,在控制系統(tǒng)中采用RS232串行通訊的方式實現這些數據的交換。
根據上述I/0信號分配情況那先,控制系統(tǒng)決定選用日本三菱公司的A2AS系列的可編程序控制器农猬,具體的配置是:
底板:AlS35B和A1S55B各一塊。
CPU模塊:A2ASCPU一塊售淡。
輸入模塊:AX42二塊斤葱。
輸出模塊:AY42一塊,AY16三塊揖闸。
中斷模塊:AI61一塊帮廉。
通訊模塊:AlSJ71C24一塊。
其中葡料,兩塊AX42模塊安裝在主底板AlS35B的第0和第1通道汗钳,AI61中斷模塊安裝在A1S35B的第2通道,AlSJ71C24通訊模塊安裝在AlS35B的第3通道佃贞。輸出模塊AY42和三塊AYl6則分別安裝在擴展底板AlS55B的第0至第3通道磺瓤。硬件構成的框圖如上圖所示:
4、主要控制模塊的設計
卷煙機是一種機隶俄、電设连、光相結合的生產設備,其整機運行的自動化水平較高剿蹦,控制系統(tǒng)比較復雜蛀蜀,按照工藝過程的要求可分為下述若干個控制模塊。
(l)主電機啟吞九危控制:主電機啟動前报斗,主離合器應處于拉開狀態(tài),確保主電機輕載啟動运杭。當所有檢測和控制條件均滿足時夫啊,按下啟動按鈕可使主電機輕載啟動,速度為全速的1/3辆憔,當烙鐵放下產生煙條運行信號后撇眯,自動切換為全速運行。當機器出現故障虱咧,則立即切斷電源并機械制動熊榛,保證機器安全锚国。
(2)變頻調速控制:卷'煙機共有點動速度(1/6全速)、低速(1/3全速)和全速三種運行速度玄坦,由PLC控制系統(tǒng)根據當前的運行條件產生相應的輸出信號控制交流變頻器的速度設定血筑,從而達到合適的機器運行速度。
(3)其他電機控制:當主電機正常運行后营搅,PLC控制大小風機電機云挟、油泵電機、油冷電機转质、漿糊電機、液壓電機版药、煙梗電機埠限、料斗電機、振動盤電機和除塵電機開設運行茅铺。這些電機的狀態(tài)都接入交流連鎖控制中旦珊,任何電機的異常都會斷開交流連鎖,導致機器停止運行毕模。當主電機停止運行后昵诅,PLC控制這些電機停止運行。
(4)交流連鎖控制:交流連鎖通常用來保證運行過程中的人員和機器的安全腌哎,當出現防護門打開貌梦,機械傳動異常,油壓偏低或電機熱敏跳閘等故障時晰淋,交流連鎖斷開尸饵,機器停止運行。消除故障后乘儒,機器才能重新運行苔寝。
(5)直流連鎖控制:直流連鎖通常用來保證運行過程中的產品質量,當出現煙絲缺少塑猖,盤紙斷開竹祷,跑條等故障時,直流連鎖斷開羊苟,機器停止運行塑陵。消除故障后,機器才能重新運行践险。
(6)煙絲料斗控制:當主電機啟動運行后猿妈,料斗電機自動運轉為卷煙機提供煙絲,控制系統(tǒng)同時檢測煙絲料位的高低和控制煙絲的提升速度巍虫,保證煙絲供給的均勻連續(xù)彭则。
(7)盤紙拼接控制:當二盤盤紙用完后鳍刷,使用待用的另二盤盤紙通過自動拼接后繼續(xù)為卷煙機提供原料。拼接控制的邏輯比較復雜俯抖,主要包括拼接選通脈沖的監(jiān)測输瓜、左右盤紙張力監(jiān)測、左右盤紙耗盡檢測及手動拼接等幾部分芬萍。
(8)烙鐵溫度控制:選用日本ORMON智能溫度控制器控制卷煙機的熔鐵溫度尤揣,溫度控制器的報警輸出接入PLC的直流連鎖控制中,當溫度超限后她忱,PLC的直流連鎖斷開使機器停止運行蝇莲,同時顯示故障原因。
(9)水松紙拼接控制:當-盤水松紙用完后园秫,使用待用的另一盤水松紙通過自動拼接后繼續(xù)為卷煙機提供原料闭腊。水松紙的拼接控制的邏輯與盤紙拼接一樣也是包括拼接選通脈沖的監(jiān)測、左右水松紙張力監(jiān)測峡稿、左右水松紙耗盡檢測及子動拼接等幾部分哀呕。
(10)干燥鼓剔除控制:當機器開始運行或出現盤紙或水松紙拼接時,卷煙機會產生部分不合格煙支土叠。這些不合格煙支需要在經過干燥鼓時被剔除掉支捍,剔除動作是靠干燥鼓吹氣閥的導通未完成的,準確的剔除時序則是靠刀頭脈沖信號的同步作用來保證构睬。
(11)數據采集:卷煙機運行過程中的二些生產數據如產量抗稿、原輔材料的消耗、停車故障的次數和持續(xù)時間等可在PLC中加以統(tǒng)計钻寿,統(tǒng)計可按班次進行日統(tǒng)計和月統(tǒng)計存儲在盯的寄存器中纤壁。上位的IPC可通過盯的通訊模塊讀取這些數據提供給生產管理使用。
5捺信、結束語
本文介紹的在MK9-5型卷煙機中用三菱PLC構成的新型先進電氣控制系統(tǒng)酌媒,經過一年多的實際運行,大大提高了整機的可靠性和工作效率迄靠,降低了故障率和次品率秒咨,減少了原輔材料的消耗,達到了控制系統(tǒng)的設討月的掌挚。因此雨席,用蘭菱PLC構成的卷煙機新型先進電氣扣制系統(tǒng)具有較好的使用和推廣價值。
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