条烟传输控制仪的设计与应用

叶 波，万二平

重庆大学机械工程学院，重庆 400030

0 引言

系统自动化已经成为提高烟草企业自动化水平和管理水平的重要手段。在烟草物流自动化[1-2]中，条烟储存输送系统是重要的机械设备之一。近十年来条烟传送技术也在不断发展，这为条烟的封装也进一步提供了便利。目前国内外都已把机电一体化技术应用到烟草加工行业里，特别是PLC[3-4]技术的应用日益广泛。

笔者针对一家烟草公司实际生产中的项目要求，为了解决条烟输送中的偏斜后如何摆正以及条烟竖立后如何使其卧置等问题，提出了一套解决方案，此方案中主要使用的就是PLC程序来控制整个系统，来使条烟正确地进入包装箱，经过实验，证明其方案可行。

1 控制仪的安装

将仪器固定在包装机传送带上方前后两个铝型材方柱上。

图1 条烟传送控制仪整体框架图

2 控制仪的控制方案

2.1 斜烟传送定位控制方案

图2 斜烟传送定向控制说明图

1）仪器设有两个挡料板，一边一个，同步动作。工作过程参看图2的1、2、3说明；

2）倾斜条烟的一边被挡料板挡住，然后在运输带作用下将其推移到正确位置。用A、B两个光电传感器[8-10]检测条烟是否来到，当A、B同时接通时，说明条烟已经摆正；

3）当A、B传感器同时接通时发出指令，开始按预定的时间延时（1s～10s可调整），在此期间后续的条烟将排列整齐，延时结束挡料板提起，条烟传送到包装机入口。

2.2 竖烟翻转调整方案

图3 竖直条烟处理必要性的说明图

2.2.1 竖烟翻转调整的必要性

通过现场考察发现，在条烟在进入包装机前的输送过程中，除条烟倾斜进入引起包装机故障及打坏条烟的问题外，还存在另外一个问题。即设备要求条烟送入包装机应保持“卧置”状态。但总有少部分条烟在传送过程中出现“竖立放置”的情况，从而被挡在包装机入口之外，必须靠工人把它们改成卧置。这样不但增加了工人的劳动量，同时还影响生产效率。因此，研制能发现竖立放置的条烟，并自动翻转使其成为卧置的“条烟翻转装置附件”是十分必要的。

2.2.2 竖烟翻转调整方案

1）装置由电磁旋转机构F、挡杆、拨杆、微动开关E和光电传感器C等组成；

2）工作状态1为正常工作位置。如果出现条烟竖立，当随传送带移至挡杆时将被挡住而不能移动，此时微电脑接收从微动开关E发出的指令而产生预定的延时，在此期间前面的条烟已经随传送带走出一段距离，为翻转该竖立条烟创造了条件；延时结束进入工作状态2，微电脑控制电磁旋转机构F反时针快速转动固定角度，拨杆打在竖立条烟的背部而被翻转成为卧置状态，然后该旋转机构马上返回状态1的正常位置，为翻转后面来的竖立条烟做好准备。

图4 竖烟翻转调整原理说明

2.2.3 特殊情况的处理

偶尔会出现两条烟并排竖起的特殊情况，这时如果电磁旋转机构工作将可能损坏条烟，这是不允许的。为此专门设置了一只光电传感器C，用来检测当竖立的条烟被挡杆挡住时，是否后面紧跟着又有一条竖立条烟？ 出现这种情况后，微动开关E、和光电传感器C将同时接通，微电脑通过逻辑判断，将指示电磁旋转机构F不动作，并发出报警信号，通知工人前来处理。

3 PLC控制程序说明

为了提高系统可靠性和减小控制仪的体积、增加系统调整的灵活性，系统采用步进电机[11-13]作为旋转机构的电机，并采用三菱PLC作为控制中心。PLC控制程序如下。

图5 特殊情况处理说明图

3.1 斜烟定向调整程序（如图6所示）

图6 斜烟调整PLC梯形图

3.2 竖烟调整程序（如图7所示）

图7 竖烟调整PLC梯形图

4 PLC外设元件和接线图

如图8所示。控制仪包括竖烟调整和斜烟定向调整两个控制箱。图中绿线框内的元件在竖烟调整控制箱中，绿线框外的元件在斜烟调整控制箱中。三菱PLC和系统电源在竖烟调整控制箱中。两个控制箱之间通过航空插座和电缆连接。

5 结论

系统采用三菱PLC对条烟传输过程实施自动控制，使倾斜的条烟自动对齐，竖立的条烟自动卧倒，有效地避免了条烟包装中常常出现的打坏条烟的故障。实践证明系统调整方案和系统结构是合理的，对条烟包装线是一种良好的技术进步。

图8 外设元件和接线图

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