烟草切丝机机电一体化技术的应用与发展探究

2019-04-04王伟吴雪芹王文飞

科学与财富 2019年4期

王伟吴雪芹王文飞

摘要：烟草设备制造技术已经历了几个发展阶段。随着整个行业竞争变得越来越激烈，烟民对烟草的质量要求也越来越高，烟草切丝机作为烟草制造的主要设备，正面临技术的升级和工艺的革新。在机械技术和相关电子技术发展的带动下，机电工业也取得了很大的发展，烟草切丝机作为机电设备的重要装置也必然随着整体发展趋势产生全新的机电一体化产品。本文主要对烟草切丝机机电一体化技术的应用进行分析，并探究其未来的发展前景。

关键词：烟草切丝机;机电一体化;应用;发展

一、烟草切丝机机电一体化技术简述

随着现代科技的大力发展，计算机技术在机械工程领域的广泛应用，加速了烟草切丝机机电一体化的发展进程，使得其产品的结构、功能、技术特点以及生产的方式都发生了很大的变化。可以说整个工业生产领域都从传统的机电电气化时代向现代机电一体化方向发展。烟草机械产品作为机械制造业的一个重要分支，已经逐渐朝着自动化控制和机电一体化的趋势前行，推动烟草加工技术的快速发展，才能为其可持续发展创造坚实的基础。

二、切丝机机电一体化的主要技术内容

在烟草切丝机中应用了许多现代化的技术手段，传统的切丝机在引入传感器后明显提高了设备的可靠性和精确度，但是由于电磁波的影响，给设备造成了较大的干扰，也在一定程度上降低了其可靠性。国内已经开始逐渐普及光纤等新型传输介质来进行信号的传输，光纤传感器的开发，能大大提高设备的抗电磁波干扰能力。

信息处理技术是机电一体化设备中极为重要的技术内容，提高信息处理设备的可靠性是发展机电一体化的重要一环。信息处理技术的应用可提高数据量与模拟量相互转换设备的分时处理能力，同时对于处理速度的提高和解决电磁干扰问题也有明显的效果。

接口技术的运用对于烟草切丝机在数据传输中格式的标准化和规格化有很大的帮助。在信息的传递过程中，如果没有采用相同的标准规格，对于信息的传输是很不利的，不仅无法保证信息传输的速度，同时也容易发生数据的丢失，甚至出现数据错误等问题。

三、切丝机机电一体化技术的应用

（一）电控系统中的刀辊微速旋转技术

在切丝机的下排链变频器中，配置一个第二编码器模块，这个编码器模块的信号通道有2个，在切丝机实际的运行中，这个模块可以通过刀辊编码器来采集刀辊的旋转速度等信息，这些信息的掌握，对于整个运行系统能起到很好的控制作用。①利用采集到的刀辊旋转速度，可以对排链的运行速度进行精确的计算，然后将计算结果作为数据参考，进而通过变频器来控制切丝机排链的实时运行状态，为切丝机的功能实现提供了技术支持。②这些被掌握的信息还可以通过第二编码器模块的另外一个通道进行传输，当这些信息被安全监控器接收之后，安全监控器则开始对刀辊的旋转速度进行实时监控，如果出现刀辊转速过快或者旋转速度不在设定的安全数值范围之内，则安全监控器会对变频器发出控制命令，使变频器立即停止工作，从而让切丝机停止运行，保证了设备运行的稳定和安全

（二）人机交互界面的技术应用

通过人机交互界面，可以将切丝机电机的运行状态反应到监控画面上，在监控显示屏上就能及时获取切丝机的行车速度和运行位置。在人机交互界面上可以设置很多实用的功能，例如在画面上直接组态相关的按钮，利用触摸屏或者计算机就能直接对画面上的按钮进行操作，并发出相应的指令。这些按钮可以是对电机的操作按钮，也可以是操作模式的选择，同时在画面上还可以设置相关的设备运行状态指示，采用不同的颜色进行区分。例如绿色代表正常，红色代表故障，黄色代表警示等等。

（三）PLC可编辑程序控制器

烟草切丝机的控制方式有不同的形式，PLC可编辑程序控制器是目前采用的主要控制形式之一。采用PLC作为主控制器，可以对切丝机进行逻辑控制和工艺控制，在切丝机设备中刀辊电机以及排链电机是两大重要的组成结构，而通过嵌入排链电机驱动器的处理器接受来自PLC的控制信号，可以对刀辊电机和排链电机的同步运动进行有效控制。

（四）多轴伺服驱动控制器

除了采用PLC作为主控制器来对烟草切丝机进行控制外，另外一种主要的控制装置就是多轴伺服驱动控制器。这种控制器能同时对切丝机进行逻辑控制、工艺控制和运动控制，同时支持刀辊电机和排链电机同步运动的控制功能。但是这种控制装置也存在一定的不足，比如采用这种控制器需要投入更多的成本，而且它的编程语言有别与一般的PLC语言，需要用专门的编程语言才能实现电机运动控制的任务。

四、切丝机机电一体化技术的发展

（一）更加智能化

和传统切丝机相比，机电一体化技术的应用将使其变得更加智能化，这也是新时代整个机电一体化领域的发展趋势。随着科技的进步，处理器在信息速度的处理上变得越来越快，传感器的集成化也越来越高，微机的性能也不断增强，这些都为烟草切丝机朝着更加智能化方向发展创造了有利条件。

（二）更加微型化

随着微机械技术和微型材料的不断发展，探索机电一体化系统向微型化方向发展已成为可能。如果未来微机电一体化设备体积变得更小，其灵活性将更好，不仅能降低能耗，同时还能进行更精细的操作。在烟草切丝机的组件中运用微型结构设备，是其将来发展的一个方向。

（三）更加网络化

网络技术的发展已经给我们的日常生活带来了巨大的改变，同样网络技术也一定会对机电一体化技术有积极的影响，让将来的机电一体化朝着更加网络化的方向发展。网络的远程监督和控制技术运用在切丝机产品中，将大大提高一线车间的工作效率和工作质量，同时对于工作人员而言，也有利于减少他们的工作任务量，减轻工作压力。

五、结语

机电一体化技术已经逐渐应用到各个领域，也促进了机械工业的发展，催生出了更多新一代的机电一体化产品。烟草切丝机的机电一体化技术，未来也一定会取得更多的进步和发展。

参考文献：

[1]施四龙.烟草切丝机机电一体化技术的应用与发展[A].全国地方机械工程学会.2017年第七届全国地方机械工程学会学术年会暨海峡两岸机械科技学术论坛论文集[C].全国地方机械工程学会：海南省机械工程学会，2017：3.

[2]张磊，孙凯，姜志科.SIMOTION运动控制系统在烟草切丝機中的应用[J].自动化博览，2014（06）：60-61+64.