PASSIM卷烟机卷烟纸拼接控制系统的改进
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【摘 要】本文主要介绍了passim卷烟机卷烟纸拼接控制系统的改进。控制系统采用了西门子PLC控制拼接操作，采用伺服电机替代磁粉离合处理，从而保证了拼接控制系统的精确性和有效性，提高了生产，降低了卷烟纸的浪费。
【关键词】PASSIM卷烟机；卷烟纸；拼接；PLC
由于在卷烟生产过程中需要使用大量的卷烟纸，在卷烟纸拼接过程中对机械设备进行科学控制，卷烟机生产中的消耗大多集中在卷烟纸，采取伺服电机控制可以有效解决高消耗低效益的问题，实现能源的高效利用，在这个过程中最重要的是应用先进的设备进行科学管理，在生产控制过程中，电机带动备用卷烟纸控制得到了广泛的应用，伺服电机调速中应用数字技术进行交流电机调速可以有效的提升工作效率，减少能源消耗。在卷烟纸拼接过程中采用了伺服控制技术，使得卷烟机可以有效进行节约卷烟纸控制，实现高效利用、可靠生产。
1、卷烟纸拼接控制系统概述
1.1、PASSIM卷烟机
PASSIM机组是由英国MOLINS公司于20世纪90年代初期研制的高速卷接机组，该机组一直是烟厂的主力机型之一，为了保证拼接的连续供给，PASSIM卷接机组设计了拼接控制系统。
1.2、拼接控制系统
原有PASSIM 卷接机组的拼接控制系统采用主PLC控制系统计算拼接直径，实现拼接剩余量的控制，在拼接更换时，采用磁粉离合器带动备用卷烟纸装置来完成备用纸盘的加速 当使用纸盘的直径达到设置的拼接直径时，主控 PLC 发出拼接动作指令完成拼接，老系统在长期使用的过程中存在以下几个问题：
1.采用拼接架内部安装的8个感应齿来完成拼接直径的测算，由于拼接每圈测量的脉冲数太少，精度不够，易造成拼接纸芯剩余量不稳定。
2.采用磁粉离合器带动备用卷烟纸完成备用纸盘的加速，加速时间过长造成新卷烟纸浪费过多。
3.磁粉离合器长期使用出现损耗。经常会出现带动备用卷烟纸不转动或转动速度过慢，新拼接转动速度与工作拼接转动速度不能保持一致，导致拼接失败，发生设备故障停机。为了解决老系统运行过程中存在的问题，我们对PASSIM卷烟机卷烟纸拼接控制系统进行改进。新系统把磁粉离合器改为伺服电机，增加拼接架内部感应齿的个数，并采用西门子最新的多功能高性能的PLC对拼接直径进行测算，速度快，精度高，以达到拼接剩余量的精确控制。
2、原机拼接系统原理
2.1 主传动带动供纸辊向卷烟机供纸，同时拼接系统中的拖纸辊靠磁粉离合器与供纸辊链接，当在用卷烟机直径达到设置值时，电控系统对磁粉离合器进行斜坡增压，以保证拖纸辊向贮纸箱中输送卷烟纸的速度逐步增加，防止拖纸辊突然加速拉断备用卷烟纸，磁粉离合器斜坡增压8—12秒后，达到额定电压值12v，电磁离合器完全耦合，带动拖纸辊速度与供纸辊速度一致，备用卷烟纸拼接才能成功。
2.2 帕西姆卷烟机在用卷烟纸的余量是由安装在盘子托架轮中的脉冲检测，根据托架轮旋转速度产生的脉冲数（托架轮中有8个凸块，托架轮旋转一周产生8个脉冲，每个脉冲代表0.0625—0.125m纸长）决定的，设备所设置的卷烟纸直径参数也就是脉冲数，我们知道直径参数可通过标准公式计算出来，但在用卷烟纸快用完时，托架轮的旋转速度可达到每分钟960转，在如此快的速度下，8个凸块所产生的脉冲数如果出现丢失的情况那检测余量精确性就很难得到保证，而且这种情况的出现我们是无法杜绝的，因此，要求我们在设置脉冲参数时，就必须要增加预留量以保证在用卷烟纸未用完时，拼接已完成。
3、控制系统的改进
3.1、节约卷烟纸控制
一台PASSIM8000卷烟机每天工作8小时，日使用120个卷烟纸盘，要进行59次卷烟纸的自动更换，每一次更换时在用纸盘的余量达到15米左右，而备用纸盘在加速过程中要浪费20米以上，如果在拼接过程中失败，则要浪费卷烟纸40米以上，停机5分钟。针对这一情况，现对原有卷烟纸拼接系统进行改造，也减少卷烟纸的消耗，提高设备生产效率。
3.2、改进措施
3.2.1使用伺服控制系统
所谓伺服控制指对物体运动的有效控制，即对物体运动的速度、位置、加速度进行控制。它的优点是：体积小、保护完善、可靠性好。电动机无电刷和换向器，工作可靠，维护和保养简单；定子绕组散热快；惯量小，易提高系统的快速性；适应于高速大力矩工作状态；相同功率下，体积和重量较小，有较高的响应速度、精度、频率，所以，其平稳加速的时间可大大缩短。
由于卷烟机卷烟纸拼接传动中的不稳定，磁粉离合器带动备用卷烟纸改为电机带动备用卷烟纸。因为磁粉离合器存在加速时间长，并且不稳定，造成不必要的停机浪费原材料和因加速时间长造成备用纸盘加速期间的卷烟纸浪费。同时造成使用纸盘余量的浪费。电机带动备用卷烟纸有效提高承载能力和控制拼接的接触力，使得拼接控制力更好。
磁粉离合器偶合用时长，借鉴嘴棒成型机成型纸拼接原理，采用测速编码器，西门子伺服驱动器，驱动伺服电机取代现有帕西姆电磁离合器，对拖纸辊进行加速。目的在保证拼接正常的情况下，缩短拖纸辊加速时间，减少贮纸箱中的纸量。
改造后，对伺服驱动器的内部参数进行调整，加速时间设为4秒即可满足拼接的要求。改造电路图见图1。
3.2.2感应脉冲凸齿优化
增加托架轮上的凸块数量为24个，加大脉冲数，保证卷烟纸检测余量的精确性，减少预留量，缩短卷烟纸拼接后其托架上所余留的纸量，因为凸块数增加了3倍（每个脉冲对应纸长0.021—0.042米），我们在设置卷烟纸拼接直径时能更精确，就可减少不必要的预留量，那么其拼接后其托架上所余留的纸量就能减少三分之二,考虑到卷烟纸塑料内芯直径的微小偏差，在设置拼接直径时保证余量在6米左右为宜。见图2。
4、结束语
本文针对卷烟纸拼接系统的改造，有效解决了PASSIM卷烟机在高速运行时卷烟纸自动拼接不稳定所造成的停机，有效解决了备用纸盘由于加速时间长造成的浪费，由原来的20米降为8米，有效解决了在用纸盘拼接后余量过多的情况，由原来的15米降为6米（一个卷烟纸盘节约21米）。提高了设备的有效作业率，降低了卷烟纸的消耗。每万支卷烟卷烟纸消耗从改造前的607.9米降为601.8米，取得了显著的效果。为企业节资降耗增效做出了一定的贡献。
参考文献
[1]李新光.YJ19-YJ29卷接机组培训教材.许昌烟草工业机械厂,1997
[2]彭峋.YJ19-YJ29卷接机组电气技术培训教材.许昌烟草机械有限责任公司,2002
[3]刘美骏.《西门子PLC编程及应用》
[4]龚仲华编著.交流伺服驱动从原理到完全应用 [专著]