GD系列包装机烟包通道变频改造

2013-12-04黄启明

设备管理与维修 2013年12期

黄启明

湖南中烟公司长沙卷烟厂长沙市

一、存在的问题及分析

目前我国烟草行业包装机主流机型是意大利GD公司开发研制的GDX1、GDX2系列包装机，其电控系统设计采用MICRO-Ⅱ程序控制系统。GD包装机分为主机和下游机两大部分，两者之间通过烟包输送通道连接，主机完成小盒包装后，烟包经输送通道至下游机完成小盒透明、条盒和条盒透明的包装。根据设备布局，通道共有2～3台输送皮带电机，皮带电机由普通三相异步电机加减速箱控制，设备工作时皮带始终以固定速度运行。烟包从主机到下游机输送过程中，烟包之间冲击力P和烟包与皮带之间摩擦时间T若过大，可导致烟包外包装变形或损伤、包装盒内烟支缩头。

生产过程中，当主机和下游机全速正常运行时，P和T均保持在一个正常小幅波动的范围内，基本不会影响产品质量。但当主机正常运行，下游机停机或降速运行时，通道输送皮带因得不到下游机状态信息仍然处于正常匀速运转状态，造成通道内烟包数量增加，P、T增大，使产品质量出现问题。

（1）烟包之间冲击力P。

式中P——烟包之间冲击力

v——通道皮带速度

v1——下游机运行速度

K——冲击力常数

K1——下游机运行速度常数

M——通道内烟包数量

由公式（2）可知，v1越低，则M越多，两者之间成反比关系。而根据公式（1），在v固定情况下，M越多，则P越大。因此要保持P恒定，当v1降低引起M增多时，同步降低v即可。

（2）烟包与皮带之间摩擦时间T。当主机和下游机以匹配速度正常运行时，烟包与通道皮带以相同速度运行，它们之间摩擦力为零。而烟包处于静止状态，通道皮带仍以固定速度运行时，烟包与通道皮带之间产生滑动摩擦，摩擦时间越长对烟包质量、烟支质量的影响也越大。在烟包输送时，希望T越小越好，因此当v1越低，M增多时，需要同步降低v，减少因皮带长时间摩擦对烟包的损伤。

综上，当v1降低引起M增多时，同步降低v，这样可同时减小P和T。

二、烟包输送通道变频改造

将通道改为变频控制，当下游机停机或降速运行时，Micro-Ⅱ控制系统得到信号，通过输出信号给变频器，控制皮带电机速度，实现通道电机速度随动下游机速度变化，减小P和T，确保产品质量。

1.硬件方面

在原有基础上增加SIMENS MIRCOMASTERR 440变频器、F/V转换器和继电器等器件。变频改造原理见图1，当v1发生变化时，MICRO-Ⅱ程序控制信号通过N2模拟量输入输出板传送给F/V变换器，F/V变换器将下游机输出的速度频率信号转换成0～10V电压信号送给MM440变频器作速度参考信号，变频器的使能信号则由Micro-Ⅱ控制系统的N13、N16输出板连接的3K640、3K643控制。变频器的故障信号送入N8输入板，MICRO-Ⅱ程序控制信号通过OPC及时停机报警通知操作人员。变频器控制线路见图2，5、9脚接控制变频器工作回路，3、4脚接下游机经过F/V转换后的速度电压信号，19、20脚为变频器自身故障信号输出至包装机控制系统。变频器参数设置见表1。