PASSIM 卷烟机烟纸供给系统改造

2021-11-26肖二凯李萌辉

设备管理与维修 2021年19期

关键词：卷烟机纸盘调整

肖二凯，李萌辉

（河南中烟工业公司漯河卷烟厂，河南漯河 462000）

1 问题分析

由于磁粉离合器存在消磁、磨损、打滑等弊病，造成烟纸搭接成功率低，影响了机组的运行稳定性。而且磁粉离合器使用寿命短、价格昂贵，运行和维护费用较高。拟用独立的电子齿轮传动机构（交流伺服系统）替代磁粉离合器装置。

2 方案论证

采用YASKAWA（安川）公司的新型Σ-5 系列伺服控制器驱动交流伺服电机，通过卷烟机刀头上的增量型编码器采集主机即时速度，并且根据拼接开始（胶带架动作）信号，驱动备用盘纸逐渐加速，以达到与运行盘纸一致的线速度完成搭接动作。系统在每次拼接过程中记录胶带架动作到拼接开始的时间，经过PLC 处理作为下一次拼接的加速周期，以实现拼接参数和主机设置的拼接动态更新。改造原理如图1 所示。

图1 改造原理

3 改进方法

将胶带架动作→拼接阀动作开始，这段时长作为响应主机的拼接时长的参数变化，在主机拼接参数每次更改后可能会出现一次如下的动作。

（1）主机的烟纸拼接参数由低向高调整。例如，由3 s 调整到4 s 会出现拼接时拉出的纸头过长，在参数更改完成后第一次拼接以后恢复正常。

（2）主机的烟纸拼接参数由高向低调整。例如，由4 s 调整到3 s 会出现拼接时备用盘纸的速度还没加速到同步，而拼接动作已经开始，出现拼接失败；在参数更改完成后第一次拼接以后恢复正常。

（3）每次进行“复位/烟纸运转”操作后拼接系统会有一个4 s 的延时，并且每次拼接之前的6 s 内中不能进行“手动进纸/复位”操作，否则会出现拼接失败

（4）PLC 中的参数“拼接时间”数据靠电池卡的电压来保存，如果连续的停电时间超过200 d 则数据可能会丢失，在上电后的第一次拼接可能会失败，第二次拼接以后数据会自动整定，恢复正常。

（5）主机触摸屏设置的PLC 输入2 参数过程中，烟纸盘斜坡加速时间固定为3 s，烟纸盘初始启动电压、加速时间与纸长的对应关系见表1。

表1 初始启动电压、拼接时长与纸长的对应关系

（6）伺服参数设置见表2。

表2 伺服器主要设置参数

（7）拼接的加速度变化如图2 所示。

图2 加速度变化曲线

其中，拼接时长t=Δt+tmax+t1=胶带架开始动作到拼接阀动作的时间，Δt 段时间是为了减少盘纸的浪费的可调整参数，tmax段时间是拼接前进纸辊进行弧线加速的时间段；V0为拼接时速度；t1段时间是为了消除PLC 测量的主机拼接时间误差设定的固定时间，时长为50 ms。

假定拼接速度为6 m/s，则加速流程为：加速开始→0 到Δt时间段，进纸辊不驱动→Δt 到tmax时间段，进纸辊从0 加速到与主机相同的线速度→tmax到t1时间段，进纸辊保持与主机相同的线速度→主机拼接→进纸辊减速停止。

（8）系统的工作时序如图3 所示。其中，胶带架和拼接阀的动作完全由主机控制；加速时间tmax由PLC 进行测定；不动作时间根据机台的状况自定义。

图3 工作时序图

（9）调试资料。该过程共有5 个步骤。

步骤1：线路接完后先下载PLC 程序（或先将隔离继电器K1 拔掉），以断开原磁粉离合器的电器连接；确保无人在操作驱动机构的传动部分！然后整定伺服参数。整定过程：先将默认参数（备份的主参数，在资料中有提供）下载到伺服→将惯动比更改为1000→执行单参数调谐→执行惯动比调整→执行伺服谐振频率调整→再次执行单参数调谐→伺服调整完成。

步骤2：开机状态下（也可以跑空车）校正PLC 处理的同步速度；PLC 的同步速度（过度脉冲VD162）。校准方法为：在主机运行时（约6500 支/min）记录PLC 采集的主变频器模拟量电压值（AIW0）输入到模拟量当前值VD246，记录主机的当前速度对应于VD246 的车速，以秒为单位输入到车速脉冲VD250；微调VD250，使PLC 计算的车速VD240 略低于主机速度10 r/min 左右，车速脉冲校准完成。

步骤3：初始化拼接时间，将主机的盘纸初始电压调整为48 V，拼接时间调整为3 s，PLC 的参数VW156 调整为4200，VD174 调整为4100，VD170 调整为500，VD210 调整为2600，VD158 调整为1006，然后进行搭接试验。

步骤4：观察拼接效果，微调VD170 直到拼接效果满意为止。

步骤5：根据经验值触摸屏的初始电压调整为48 V，烟纸盘斜坡加速时间调整为3 s，并保持VD210 的值为2600 左右，6500 支/min 拼接6.5 m、7000 支/min 拼接7.5 m。