皮帶輸送機空壓氣吹掃裝置自動控制解決方法獲獎科研報告

皮帶輸送機空壓氣吹掃裝置自動控制解決方法獲獎科研報告

摘

要：煙包經過自動開包機生產處理后，煙包的包裝帶、外包裝箱、內包裝物被去除，最后裸露的煙包被自動輸送到出料穿梭車上，之后被自動輸送到皮帶輸送機，在輸送過程中被剝離的煙葉會堆積在皮帶輸送機前端的斜坡面上，在斜坡面的底部安裝固定了空壓氣吹掃管用于對堆積的煙葉清掃，清掃過程是由人工控制手動球閥的開啟和關閉，由于空壓氣吹掃裝置人工控制存在問題和危害，所以必須綜合現(xiàn)場因素來解決空壓氣吹掃裝置自動控制方案。

關鍵詞：自動開包機;出料穿梭車后端;皮帶輸送機前端;垂直斷面;斜坡面;吹掃管;空壓氣吹掃裝置;人工控制;自動控制;電磁閥

1、自動開包機簡介

在煙草加工過程中，自動開包機是制絲生產線上的第一道工序設備，其主要具有自動輸送煙包、自動去除煙包的外包裝帶、自動去除煙包的外包裝紙箱、自動去除煙包的內包裝物等功能。自動開包機主要有以下功能裝置組成：a、去除外包裝帶裝置;b、去除外包裝箱和內包裝物裝置;c、出料裝置。

自動開包機的工作過程如下：生產開始后，煙包被自動送入去除外包裝帶裝置，煙包被處理后，外包裝帶被去除;之后煙包被自動送入去除外包裝箱和內包裝物裝置，煙包被處理后，外包裝箱和內包裝物被去除;最后裸露的煙包被自動送入出料裝置。

出料裝置包括出料穿梭車和皮帶輸送機，出料穿梭車的皮帶為花紋皮帶，皮帶輸送機的皮帶為光滑皮帶;出料穿梭車后端為垂直斷面，與出料穿梭車后端相接的皮帶輸送機前端為斜坡面，吹掃管安裝固定在斜坡面的底部。皮帶輸送機前端的人工控制空壓氣吹掃裝置沒有電氣控制系統(tǒng)，其管路系統(tǒng)的主要管路元件：手動球閥、空氣過濾調壓閥、吹掃管等。其工作原理如下：生產過程中，當裸露的煙包被出料穿梭車輸送到皮帶輸送機時，穿梭車的花紋皮帶剝落的煙葉堆積在皮帶輸送機前端的斜坡面上，堆積的煙葉被從吹掃管中泄出的壓縮空氣向前吹動。

2、空壓氣吹掃裝置人工控制存在的問題

正常情況下，在每天生產開始時，操作員打開手動球閥，從吹掃管中泄出壓縮空氣，每天生產結束時關閉手動球閥。生產每一批煙包時，出料裝置上裸露的煙包是間斷地經過吹掃管位置，以及每一批煙包之間的生產間斷時間將近一個小時，或者操作員疏忽忘記關閉手動球閥，這樣浪費了大量的壓縮空氣，從而造成了極大的成本開支。

3、空壓氣吹掃裝置人工控制的危害

如果生產過程中，操作員一時疏忽沒有打開手動球閥，吹掃管中沒有壓縮空氣泄出，積聚在皮帶輸送機前端的斜坡面上的煙葉會打滑，幾分鐘之后在斜坡面上會堆積大量的煙葉，而此時出料穿梭車不斷地進退運動，會擠壓斜坡面上積聚的煙葉，煙葉被壓碎、被拋落到軌道上和地面上，而且會污染煙葉，造成煙葉損失率高;嚴重情況下，會導致皮帶輸送機移位，出料穿梭車被卡，設備受損，造成故障停機。

4、空壓氣吹掃裝置自動控制方案論證

由于空壓氣吹掃裝置人工控制存在問題和危害，必須采用自動控制方案。空壓氣吹掃裝置自動控制方案如下：增加電氣控制系統(tǒng)，電氣控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構為電磁閥，電磁閥串聯(lián)在其管路系統(tǒng)中，當電磁閥得電打開，從吹掃管中泄出壓縮空氣，當電磁閥失電關閉，吹掃管中沒有壓縮空氣泄出。

a、方案一

采用與自動開包機上電斷電同步控制

此種自動控制原理如下：當自動開包機一上電時，電磁閥得電打開，從吹掃管中泄出壓縮空氣;當自動開包機斷電時，電磁閥失電關閉，吹掃管中沒有壓縮空氣泄出。此種自動控制方案會在生產過程中浪費壓縮空氣，也會在等待生產過程中浪費壓縮空氣，總之，浪費壓縮空氣非常大。

b、方案二

采用與自動開包機的生產狀態(tài)同步控制

此種自動控制原理如下：當自動開包機一進入生產狀態(tài)時，電磁閥得電打開，從吹掃管中泄出壓縮空氣;當自動開包機一退出生產狀態(tài)時，電磁閥失電關閉，吹掃管中沒有壓縮空氣泄出。此種自動控制方案只是在生產過程中需要壓縮空氣，相比方案一節(jié)省了很多壓縮空氣。

c、方案三

采用與皮帶電機同步控制

此種自動控制原理如下：當皮帶電機工作時，電磁閥得電打開，從吹掃管中泄出壓縮空氣;當皮帶電機停止工作時，電磁閥失電關閉，吹掃管中沒有壓縮空氣泄出。此種自動控制方案只是皮帶輸送機在輸送裸露的煙包時，需要使用壓縮空氣，在生產過程中的其它時間內不需要使用壓縮空氣，而且吹掃堆積的煙葉效果非常好，這樣大大地節(jié)省了壓縮空氣，極大的儉約了生產成本開支。因此采用方案三，非常經濟，并且在生產過程中不會出現(xiàn)設備隱患和故障。

5、現(xiàn)場措施論證

自動開包機的電控系統(tǒng)主要由1個電控主柜和多個現(xiàn)場控制箱組成，系統(tǒng)以CPU414-2作為主站構成PROFINET和PROFBUS工業(yè)現(xiàn)場總線，PROFINET和PROFBUS掛有多個從站，主站位于電控主柜內，從站位于現(xiàn)場控制箱內。由于是現(xiàn)場改造項目，采用與靜態(tài)皮帶稱電機同步控制方案時，需要綜合現(xiàn)場因素，選擇最佳的現(xiàn)場措施。

a、措施一

在主站CPU414-2中增加程序段，并在從站中定義一個輸出點來控制中間繼電器，從而控制電氣控制閥。此措施需要對自動開包機的程序比較熟悉，占用了從站的O點，增加了一個中間繼電器，而且中間繼電器與電磁閥的連接電線很長，現(xiàn)場布線非常麻煩。

b、措施二

電磁閥直接與靜態(tài)皮帶稱電機的兩個接線端相連，由于電磁閥的功率只有5瓦，而電機功率為1.5KW，滿足技術要求，運行時不會引起電機空開跳閘和電機相電流之間不平衡，而且現(xiàn)場布線很短，極簡單。此措施非常簡單實用，成本低，維護簡單。

6、現(xiàn)場措施實施

電氣控制系統(tǒng)的主要元件有一個急停開關和一個380VAC二位二通電磁閥，電氣控制接線圖見圖一，而380VAC二位二通電磁閥串聯(lián)在管路系統(tǒng)中，串聯(lián)的位置在空氣過濾調壓閥和吹掃管之間。圖二為