滤棒成型机组（共7篇）
滤棒成型机组 篇1
1. 系统概述
KDF2整机原有电控系统采用继电器控制线路, 已使用多年, 故障率逐渐提高, 备件较多, 有些还需进口, 维持费用高。参照国际上先进的高速滤棒成型设备的设计原理, 运用现场总线技术及PLC在工业控制中的优势, 设计了PLC控制系统, 取代了原来的控制系统, 提高了系统稳定性, 降低了设备故障率。
2. 控制策略
(1) 对增塑剂添加的控制策略
原系统对增塑剂添加的控制策略采用过阻尼响应曲线的控制方式。在实际使用中, 有如下缺陷:每天第一次上电开机时, 增塑剂存储器中增塑剂积累时间过长, 造成一段时间内滤棒增塑剂含量过低。为保证滤棒质量往往会剔除第一盒滤棒, 产生较大的浪费。
根据自动控制原理, 车速斜坡响应可以分为过阻尼响应、临界阻尼响应和欠阻尼响应。理论上说, 临界阻尼响应是最理想的控制方式, 这种响应方式实现了控制的快速性和稳定性;过阻尼响应是为了稳定性牺牲快速性;欠阻尼响应则是为了快速性而牺牲稳定性。临界阻尼由于条件过于苛刻, 在实际控制中是无法实现的。
根据剩余的两种响应曲线的特性, 在CPU启动状态下, 对增塑剂积累快速性的要求优先于增塑剂含量的稳定性, 使用欠阻尼响应曲线;而其他状态下使用过阻尼响应曲线, 此时对含量的稳定性要求优先于积累的快速性。
因此, 利用S7-300启动时的组织块OB100在CPU启动中只执行一次的特性, 对增塑剂电机的控制方式依据机组不同的启动状态采取了不同响应曲线的控制方法。在CPU启动时, 通过启动组织块OB100中送出高速运转命令至增塑剂电机, 使控制曲线成为欠阻尼响应状态, 实现对存储器中增塑剂的快速积累。在CPU稳定运行状态, 控制增塑剂电机的FC功能块送出普通速度命令, 使控制曲线成为比较接近临界阻尼的过阻尼响应状态。
新的设计避免了CPU重启时带来的增塑剂积累过慢的问题, 减少了废品数量, 也不会影响正常生产状况时增塑剂含量的稳定性。
(2) 对滤棒剔除支数的计算策略
在纤维滤棒成型机的生产中, 为保证滤棒质量, 每当速度低于一定的设定值时, 机组就会剔除此时的滤棒。此时机组的速度是不断变化的非线性曲线。这条反馈曲线是不断波动和变化的。按通常方式无法计算出具体的剔除支数。对于非线性曲线, 数学上只能够采用面积积分求解的计算方法。就是要求给出一定时间内主电机的圆周行程, 即机组一段时间内所生产的滤棒长度。
从这一角度出发, 采用了对车速进行模拟积分的计算方法, 即从积分的基本定义出发, 求出剔除时间内的滤棒生产长度L=Σ (Δv·Δt) , 再除以单个滤棒长度得出剔除支数的计算方法。
按照积分的定义要求, 积分求解de条件是Δt→0。在实际过程中, 近似认为Δt=20ms时可以满足条件。此时, 计算得出的滤棒支数与实际滤棒支数的误差在±3支以内。在精度上, 以最高生产速度3 300支/min计 (此时滤棒长度为120mm) , ±3支的精度完全可以满足精度要求。原系统的PLC扫描一周的时间高达几十毫秒, 不能满足要求。而本次改进设计采用的S7-315-2DP, 其单指令扫描周期为10μs级、整个扫描周期被缩短为7~8ms, 这样就满足了积分计算的条件。
(3) 对拼接纸圈的控制策略
改造前, 纤维滤棒成型机执行的是降低运行速度, 再进行换纸拼接。每次降速都会造成车速的大幅度变化, 影响了滤棒的质量。为了消除这种影响, 采用了全速拼接的设计方法。
接纸速度的提高势必使纸圈的静摩擦力同等上升。如果转速斜坡率过高会产生很大的静摩擦力而撕裂纸圈。如果转速斜坡率过低, 拼接时的纸圈浪费量将增加。为避免烦琐, 放弃了变频器对接纸电机转速的分段控制。为求出静摩擦力和纸圈长度两者之间的最优控制, 对接纸电机上升时间采取最优筛选法, 得到电机上升时间约为3.4s。考虑到生产情况及电磁阀等器件的时滞效应, 将这一时间进一步放宽为3.5s。
3. 程序设计
程序设计采用了结构化设计, 将所需实现的各主要功能编制成为S7-300中的用户功能块 (FC块) , 在主程序循环模块 (组织块OB1) 中调用这些已经编制好的子程序。
(1) 硬件设计与组态
本系统在S7-300的硬件方面采用了一块PS3075A电源模块, 一块CPU-315-2DP, 四块24V/0V SM321数字量输入模块, 三块24V/0.5A SM322数字量输出模块, 一块FM352-2高速计数模块, 两块SM331模拟量输入模块, 一块SM332模拟量输出模块以及一块用于DP总线通信的IM153-1通信模块。S7-300外围设备为伺服电机的DP通信端。对上述硬件按要求进行组态, 分别占据Profibus-DP通信端的2、3~7和9号站, 具体硬件组态如图1所示。
(2) 软件设计
(1) 数据块组 (Group of Data-Blocks)
数据块组由一系列数据块组成。这些数据块除了一部分是S7-300程序中FB (功能块的一种) 所要求的之外, 其他的数据块都是用户自定义的。这是因为生产中机组的一些系统和生产数据必须被预设或保存。由于S7-300内部保持型M区的保存数量相对不足, 程序运行中大量使用的中间参数需要不可重复的地址空间, 所以将大部分的数据 (特别是在触摸屏上显示的参数) 编制成保持型DB块。
(2) 速度计算模块 (FC for Speed)
改进设计提供可从触摸屏上选择五挡不同的车速系统, 本模块就是将无序设定的参数按由大到小的顺序排列, 并在触摸屏上以这种次序显示出来。在程序内部, 本模块会进行数据转换并将转换后的数据提供给伺服电机执行模块。
(3) 伺服电机执行模块 (FC for Servo-Motor)
在得到速度计算模块和一些其他模块 (如开松辊参数模块等) 的数据后, 伺服电机执行模块会向对应的伺服控制块发出指令和接收伺服电机状态参数。指令包括伺服控制字、车速命令、快停命令、上升时间和下降时间等。状态参数包括电机当前运行速度等。这些指令和参数通过过程通道和参数通道两种方式控制伺服电机。
(4) 增塑剂执行模块 (FC for Glycoside-Motor)
控制增塑剂的电机相对独立于其他电机, 控制结构类似于主电机。增塑剂执行模块通过内部计算得到增塑剂电机的运行速度。同时, 由于存在增塑剂软件补偿的问题, 所以高速和低速运行的参数为不同的两组参数, 程序按设置发送。这是该模块区别于伺服电机执行模块的地方。
(5) 生产统计计算模块 (FCfor Statistics)
由于要在生产中向工作人员提供实时的生产状况, 所以编制了这个功能块。这样即可通过多次反复调用FC205来得到各班次的生产状况, 既节约了编程时间和工作量, 又减少了程序编写出错的隐患。
KDF2整机PLC新型电控系统改造示意图见图2。KDF2滤棒成型机组采用改进设计的PLC电控系统后, 建立了数据监控管理系统, 实现了电控系统的网络化、智能化、数字化, 提高了系统稳定性, 降低了设备故障停机率。
滤棒成型机组 篇2
德国HAUNI公司当前主流的滤棒成型机组为KDF4, 较之KDF2、KDF3, 它在技术、性能、结构、工艺等方面都有很大程度的提高。其操作面板一改以往的常规按钮触点结构模式, 采用以现场总线 (Profibus-DP) 为纽带, 以显示单元、按键及指示单元为分布式I/O单元的结构模式, 整个操作面板采用高强度PET覆盖, 按键均为轻触式按钮。根据这一思路, 本文设计了基于Profibus/CANbus的滤棒成型机组操作面板, 并成功应用于国产ZL26B、ZL27滤棒成型机组。
1 系统描述
基于Profibus/CANbus的滤棒成型机组操作面板通过Profibus-DP/CANbus接口单元与上位PLC系统相连, 面板上的显示单元、按键及按键指示单元以CANbus总线串行连接于Profibus-DP/CANbus接口单元并受其管理;Profibus-DP/CANbus接口单元将其串行总线上的设备映射为上位PLC系统的I/O, PLC系统以字节和字的方式透明访问显示、按键单元。操作面板结构如图1所示。
2 系统设计
2.1 Profibus-DP/CANbus接口单元
Profibus-DP/CANbus接口单元可以看作是一个从Profibus-DP到CANbus的网关, 其中Profibus采用ANY-BUS公司的ABIC-PDP600网络通信模块。该模块将Profibus-DP接口映射到通用串行接口 (SCI) , 可双向传递128字节的过程数据, 能与Profibus总线直接相连;其串行接口 (SCI) 采用标准MODbus RTU通信协议, 可与任何微处理器、微控制器连接;在Profibus总线系统中作为从站, 通过SCI接口可对相关参数进行实时在线设置。
CANbus采用带有CANbus接口的Microchip微处理器PIC18F2580, 该微处理器在28引脚上集成了丰富的外围接口及通信接口, 包括SPI/I2C同步通信接口、EU-SART通用同步异步串行通信接口及支持DeviceNet的CANbus通信接口, I/O接口配置灵活。该微处理器设置SCI接口工作于异步模式, 以MODbus RTU通信协议与PDP600通信, 读出PDP600的输出映像区数据, 通过CANbus分发给各显示及按键指示功能单元;同时, 将来自于CANbus的各按键单元的状态信息写入PDP600模块的输入映像区。整个设计的关键在于PDP600模块与微处理器的协调工作, 下面从程序设计的角度阐述系统功能实现过程。
2.1.1 模块初始化
要正确地将操作面板通过Profibus接入上位PLC控制系统, 关键在于正确配置PDP600通信模块, 包括工作模式、通信及I/O映像区的配置。PDP600通信模块的配置在每次上电初始化时完成, 或当检测到模块从站地址发生改变时, 必须执行模块初始化以便将新的从站地址写入模块。初始化程序流程如图2所示。
2.1.2 数据更新
微处理器PIC18F2580通过内部定时器设定数据更新频率为1s;再将读出的PDP600通信模块输出映像区数据逐一分发给配置好的各CAN节点;然后将各按键节点上的状态信息写入PDP600模块的输入映像区。各按键节点上的状态信息是以CAN接收中断的方式获得的, 即某按键节点状态发生改变时, 该节点上的微处理器记录这一改变, 并通过CAN总线向Profibus-DP/CANbus接口单元发送新的状态信息。接口单元微处理器的CAN接收缓冲器收到任意节点发送的数据就产生CAN接收中断, 并将接收到的数据存储在与该节点相对应的缓存区 (CAN总线上的节点都分配有与之对应的缓存) 。数据更新程序流程如图3所示。
2.2 显示单元
显示单元由3位、4位、5位七段字符显示块构成, 由PIC18F2580微处理器配置CAN接口连接于CAN总线, 其CAN接收缓冲器以中断方式接收数据。一旦匹配该节点地址的数据帧被接收, CAN收发模块就产生接收中断;微处理器响应中断并将所接收数据进行处理变换后放入显示缓存;再由显示控制程序动态扫描显示缓存以更新显示。显示单元程序流程如图4所示。
2.3 按键单元
按键单元采用PIC18F2580微处理器配置CAN接口接于CAN总线, 其程序主循环持续扫描按键状态, 并及时更新按键状态存储器 (存储器为1字节8位, 存储4个按键状态) 。在一次扫描完成后, 检查按键状态存储器是否有改变, 若有则启动CAN总线将本次扫描按键状态发送到接口模块。同时, 按键单元还通过设置CAN接收中断来接收上位PLC系统 (经Profibus/CANbus接口模块) 发送的按键状态指示数据, 以中断方式接收地址匹配的数据信息, 接收的数据送入按键指示缓冲单元, 并在每个程序周期扫描按键指示缓冲单元, 以更新每个按键对应的高亮LED指示灯。按键单元程序流程如图5所示。
3 结束语
滤棒成型机组 篇3
CPK (Complex Process Capability index) 是现代企业用于表示制程能力的指标。制程能力强代表着生产企业的产品质量、可靠性高。
式中, CP为制程精确细密的程度, Ca为制程结果符合预期目标的程度。CPK是Ca及CP两者的中和反应, Ca反应位置关系 (集中趋势) , CP反应散布关系 (离散趋势) 。
目前, 企业对CPK的评级一般采用如下标准: (1) A++级。CPK≥2.0, 特优, 考虑成本的降低; (2) A+级。2.00>CPK≥1.67, 优, 继续保持; (3) A级。1.67>CPK≥1.33, 良, 能力良好, 状态稳定, 应尽力提升为A+级; (4) B级。1.33>CPK≥1.00, 一般状态, 制程因素稍有变异即有产生不良的危险, 应利用各种资源及方法将其提升为A级; (5) C级。1.00>CPK≥0.67, 差, 制程不良较多, 必须提升其能力; (6) D级。0.67>CPK, 不可接受, 能力太差, 重新整改设计制程。
目前, 大多数卷烟企业在交收检验中一般依据《烟草和烟草制品醋酸纤维滤棒 (GB/T 5605-2002) 》要求[1], 对抽取的30支滤棒进行压降检测, 若出现4支以上的滤棒压降超标则判定压降不合格;主要通过计算30支滤棒压降的SD对滤棒压降的稳定性判定。作为滤棒生产企业仅仅将压降的SD作为产品质量稳定与否的考核指标不能满足实际要求, 引入滤棒压降CPK为考量指标能很好的反映其对滤棒压降的实际控制水平为提升产品质量的稳定性提供理论支持[2]。
1 材料与方法
1.1 试验设备及检测仪器
YL22D型纤维滤棒成型机:最大生产能力3 300支/分, 成都瑞拓SVRG-C烟用通风率·吸阻仪。
1.2 试验丝束规格
3.0 Y/32000, 滤棒规格为 (2 900±294) Pa。
1.3 试验方法
滤棒成型机生产速度设定:2 500~3 300支/分。取样方法:每次抽取5支滤棒, 每8 min取样1次。共计300支组成一个测试样本。滤棒压降检测依据《卷烟吸阻和滤棒压降 (GB/T 22838.5-2009) 》。
2 结果与分析
由于醋纤丝束属于低强、低延伸性纤维。它的断强较低, 受力拉伸时的伸长较小, 当纤维束受卷曲变形或成型开松时, 纤维本身特别是表层纤维抵抗这种变形破坏的能力较小, 从而造成这种短纤维或纤维屑的脱落, 俗称飞花[3,4]。虽然滤棒成型机的最大设计生产能力为3 300支/分, 但由于原材料整体质量的限制, 当设备以全速运行时丝束飞花较多, 影响丝束开松的实际效果。而设备生产速度低于2 800支/分时, 丝束开松和增塑剂施加的均匀性变差。从试验结果来看, 在滤棒成型机的生产速度在2 900~3 000支/分, 滤棒吸阻的制程能力良好, 产品质量稳定[5,6,7]。在成型机全速及低速 (小于2 700支/分) 生产时, 制程能力明显变弱, 滤棒吸阻控制能力变差 (表1、图1) 。
3 结论
通过以上检测数据、趋势图及结果分析可知, 成型机生产速度对滤棒压降的稳定性有较大的影响。从该次试验结果分析, 为提高滤棒压降的稳定性, 滤棒成型机的生产速度应控制在2 900~3 000支/分。
注:μ为平均值, SD为标准偏差, ε=|M-平均值|, K=2ε/T。
摘要：对作为卷烟主要组成材料的滤棒压降稳定性与滤棒成形机生产速度的关系进行了试验研究。引入滤棒压降CPK为考量指标, 指导滤棒生产厂家关注压降的实际制程能力。通过系列试验确定最优生产车速范围为2 900～3 300支/分, 滤棒压降的实际控制能力得到了提升。
关键词：卷烟,滤棒,压降稳定性,滤棒压降 (CPK)
参考文献
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[3]范黎, 苗芊, 赵航, 等.卷烟吸阻和滤棒压降测量值与大气压力的关系[J].烟草科技, 2004 (12) :5-7.
[4]杨京生.张育红卷烟吸阻的测量不确定度评定[J].现代测量与实验室管理, 2010 (6) :16-17.
[5]石国强, 王少峰, 王玉建, 等.梗丝结构与卷烟吸阻的相关性探讨[J].江西农业学报, 2009 (8) :145-146.
[6]李海燕, 肖燕, 潘丽萍, 等.卷烟吸阻测量不确定度的评定[J].烟草科技, 2004 (2) :36-37, 43.
活性炭滤棒成型机的改进 篇4
一、问题分析
1. 设备组成及活性炭添加流程
如图1所示, 从德国引进的KDF 2E活性炭滤棒成型机组由丝束开松部分AF 2E、炭粒添加部分AC 2E、成型部分KDF 2E等三部分组成。
活性炭添加功能在炭粒添加机AC 2E中实现。AC 2E从丝束处理器AF 2E中接受丝束, 炭粒添加机AC 2E将定量的炭粒撒在滤嘴丝束中, 然后将其传递至滤棒成型机KDF2E, 多余的炭粒被吸出并重新循环进入生产流程中。
AC 2E由炭粒输送、计量、回收等部分构成, 炭粒通过抽吸管从炭粒桶和分离器的出口处被吸入并储存在炭粒收集器内, 再通过泄放闸板落至储料容器中。计量辊从储料容器中获得炭粒并将其撒在下方的丝束上。输送喷嘴将撒上炭粒的丝束输送至下游的滤棒成形机KDF 2E, 多余的炭粒在输送喷嘴处被抽吸装置吸走后进入回收装置循环利用。
2. 存在问题及原因分析
喷撒槽是完成向丝束添加炭粒的中空腔体, 也是影响加炭均匀性的关键部件。活性炭颗粒通过计量辊的旋转利用计量辊表面沟槽从储料容器传递到喷撒槽上方, 在重力作用下炭粒自然下落到平展丝束带上。机器可以根据运行速度控制并保证炭粒的同步及均匀供给, 因此, 喷撒槽内等待接收炭粒的丝束带其平展及均匀性是决定滤棒内活性炭颗粒分布是否均匀的关键因素。来自AF 2E的丝束带绕过圆柱形导辊 (图1) , 经过喷撒槽后进入输送喷嘴, 丝束带宽度在喷撒槽中会逐渐收窄, 因为在丝束带运行平面内各部分输送距离不同, 丝束带中间部分所受拉力比两侧小, 运行过程中丝束带中间部分会产生下垂。接收炭粒时丝束带的平展及均匀性自然无法得到保证。由于中间部分下垂而淤积了较多丝束, 成型后滤棒的横截面中部会产生丝束聚集, 相应活性炭颗粒含量较少, 因此导致产出的滤棒内炭粒分布均匀性欠佳。
二、改进方法
首先要保证丝束带在收窄过程中两侧及中间部分空间输送距离相等、拉力均匀, 也就是要适当增加丝束中间部分的空间输送距离。通过将喷撒槽前丝束导辊的形状由圆柱形改变为纺锤形可以实现这一目标。相对于圆柱形导辊, 纺锤形导辊的两端直径减小, 中部直径增大, 因而纺锤形导辊两端的丝束到达喷撒槽的输送距离相应减少, 中部的丝束因导辊中部直径增大, 输送距离相应增加, 从而保证丝束带在收窄过程中两侧及中间部分空间输送距离相等, 拉力均匀, 消除了中间部分的下垂淤积现象。纺锤形导辊的外形尺寸可经计算并通过MATLAB软件进行仿真模拟。
在MATLAB命令窗口输入以下仿真命令。
x=0:0.1:15;
y=40./3.14159.* (1./cos (18) -1./cos (atan (x./40) ) ) ;
figure
plot (x, y) ;
则MATLAB图形窗口输出如图2。
三、改进效果
丝束导辊改进后的运行结果表明, 消除了丝束带中间下垂现象, 活性炭滤棒内炭粒分布均匀性随之提高, 由此也提升了活性炭滤棒质量, 对于减少卷烟中有害气体对人体的伤害有一定帮助。
摘要：针对活性炭滤棒内活性炭颗粒分布不均匀的现象, 提出改进方案并实施, 效果良好。
关键词：活性炭成型机,加碳,均匀性,改进
参考文献
[1]施荫锐.活性炭的性质及其在卷烟滤嘴中的应用[J].烟草科技, 1992.
[2]王理珉, 胡群等.活性炭复合嘴棒的功能和应用[Z].北京:中国烟草在线, 2003.
[3]刘立全, 李维娜等.特殊滤嘴研究进展[J].烟草科技, 2004, (3) .
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滤棒成型机组 篇5
1 烟草降焦与复合滤棒的需求
1.1 我国降焦
中国烟草专卖局明确要求, 全行业要把减害降焦摆在更加突出位置, 下更大功夫努力抓好, “重在减害、稳步降焦”。进一步明确了减害降焦的目标:从2011年1月1日起, 国内生产卷烟盒标焦油量不超过12毫克/支, 2015年1月1日起不超过10毫克/支;每个重点骨干品牌都要有3个以上规格焦油量在6毫克/支以下, 同时储备一批焦油量在3毫克/支以下产品。
1.2 复合滤棒的需求
要大幅降低卷烟主流烟气对人体健康的危害, 除采取改进卷烟工艺配方措施之外, 使用不同材料或添加剂进行对烟气吸附过滤或转化, 简便易行而且立竿见影的措施就是使用一种特种滤棒, 即复合滤棒。复合棒的种类也比较多, 诸如沟槽棒和醋纤棒的复合、活性炭棒和醋纤棒的复合、茶叶棒和醋纤棒的复合等, 其复合的型式也多样化, 有两元复合或多元复合。据市场调查:近年来复合滤棒及其卷烟的需求量已成明显上升趋势, 占全球香烟总产量的20%。
2 复合滤棒成型设备现状
2.1 复合滤棒成型机组
制造复合滤棒的设备叫做复合滤棒成型机组, 在目前的烟草大趋势下, 它已经成为卷烟或卷烟材料生产企业的重要配套设备。复合滤棒成型机由组合机和成型机两部分组成。其主要工作原理是将不同种类的嘴棒切割成一定长度的滤棒段, 按照一定顺序组合在一起, 通过消隙装置输送到成型机卷制成型, 刀盘再将组合的滤棒条切割成合格单支滤棒, 最后经输送装置输出。根据组合单元数量的不同可分为二元、三元、四元、五元复合滤棒成型机。
2.2 国产复合滤棒成型机现状
2.2.1 早年南通轻工机械厂设计并制
造的YL41型二元复合滤棒成型机, 生产能力120 m/min。该机综合性能较差, 没有得到推广应用。
2.2.2 上世纪90年代初, 航天部三院
引进消化了英国MOLINS公司的DR2-5型复合滤棒成型机技术, 开发出YL42型二元复合滤棒成型机, 生产能力200m/min。由于技术落后, 滤棒质量难以保证等缺陷, 据调查总共生产5套。
2.2.3 我国近年自主开发的YL43型
200m/min和ZL41型400m/min二元复合滤棒成型机。这两种机型电气控制系统采用了PLC自动程序控制、现场总线技术和阀岛技术, 实现了模块化和集成化, 并且利用触摸屏实现机器参数的设置、修改和故障显示, 具有切割位置自动检测与控制、缺陷滤棒自动检测与剔除功能, 便于操作与维护。YL43机组采用线性布局, 鼓轮较少, 规格变化简单, 适合多品种小批量生产;ZL41机组采用风力系统与轮系结构对滤棒进行输送, 减少了对滤棒的损害, 滤棒消隙技术可靠, 适合大批量生产。
2.3 引进的国外复合滤棒成型设备现状
2.3.1 上世纪八十年代英国MOLINS
公司生产的DR2-5型复合滤棒成型机, 生产能力为200m/min。该机型虽然引进较早, 但目前仍为国内卷烟 (材料) 生产企业生产复合滤棒的主力机型, 占据市场50%。
2.3.2 MULFI-E型复合滤棒成型机组。
生产能力为500m/min, 两元复合[5], 德国HAUNI公司上世纪九十年代末改进的产品。国内进口了4台。
2.3.3 MERLIN型复合滤棒成型机组。
生产能力为600m/min, 德国HAUNI公司近年推出的新产品。该机型采用模块化设计, 可实现二元到五元复合任意组合, 滤棒规格变换方便, 各传递轮系采用独立伺服电机驱动, 彻底消除了齿轮传动, 机组噪音较低, 适合复合滤棒大批量生产。目前国内引进了8台, 虽然价格较高, 但进口数量还有上升趋势。
2.3.4 荷兰ITM集团近年推出了
500m/min复合滤棒成型机, 基本结构类似DR 2-5, 综合了MERLIN和COMBI的先进技术, 结构简单实用, 改变规格简便易行, 短棒技术有优势。主要表现在组合机模块化, 使用无吸风的棒段传递与交接技术, 并在以下几个方面做了明显的技术改进或创新:A.基棒分切后的导出装置, 为其创新发明之作;B.基于凸轮的棒段交接技术, 为其关键技术;C.三轮转运系统, 为其基础模块的典型结构, 棒段定位准确, 吸风仅用于清洁尘粒;D.切口位置和质量检测技术等。该机型国内已经开始有少量进口, 并成上升趋势。
3 复合滤棒成型设备发展趋势
3.1 采用模块化结构设计。
可方便的从二元复合到多元复合任意组合, 规格变换简单灵活, 满足用户个性化需求。
3.2 电气控制系统采用IPC自动程序控制、现场总线和阀岛技术。
利用触摸屏实现机器参数的设置、修改和故障显示, 具有切割位置自动检测与控制、缺陷滤棒自动检测与剔除功能。
3.3 大量采用伺服电机驱动, 每个单元都有相应的伺服电机驱动, 传动更简单、噪音更低。
3.4 独立的除尘系统。
采用独立的除尘箱, 不仅满足机组操作环境清洁的环保要求, 更可实现含尘空气净化并将炭颗粒集中回收处理。
3.5 独立的水冷系统。
冷却系统采用独立的冷水机和双路双温冷水循环技术, 保证机组主要部件及电机工作在适宜的温度。
参考文献
[1]刘立全, 李维娜, 王月侠, 等.特殊滤嘴研究进展[J].烟草科技, 2004.
[2]梁小静.YL43复合滤嘴成型机滤棒对称度的研究[J].工业控制计算机, 2011.
[3]张海军.ZL41复合滤棒成型机料斗系统的改进[J].烟草科技, 2009.
[4]李红武等.DR2-5复合滤棒成型机的改造[J].烟草科技, 2010.
KDF2滤棒成型机新型控制系统 篇6
在我国烟草行业设备中, KDF2纤维滤棒成型机组占有相当大的比例, 原来的逻辑电路是引进德国HAUNI公司的电子控制系统, 分为AF2 (开松机) 、KDF2 (滤棒成型机) 、HCF (装盘机) 三部分。该机组采用了大量的各类继电器以及电子线路板构成了繁杂的电气逻辑系统, 因此维护成本很高;加上系统长年运行, 设备电气故障频繁出现, 排除故障相当困难, 在一定程度上严重影响了设备的有效作业率。
KDF2滤棒成型机组电控系统的改造内容
选用S7300系列PLC对KDF2滤棒成型机组 (AF2、KDF2、HCF80) 电气控制系统进行升级改造。
选用交流三相电机及变频器对KDF2滤棒成型机组主直流电机、HCF-80链条直流电机进行改造。
温度控制:取消原设备温控组件, 改为SIEMENS S7-331模拟量模板, 温度控制使用PID计算, 参数设定在人机界面完成。
增加触摸屏人机界面, 系统参数设定、调整、生产过程的实时在线监控、故障显示直接在触摸屏上完成。
KDF2滤棒成型机组电控系统的改造技术与实施方案
1.总体技术改造与实施方案
选用S7300系列PLC, 替代原机线路板与继电器逻辑, 软件完成原机组分析与控制逻辑。 (总体结构如图1示) 。
如图1KDF2、HCF两部分采用独立的PLC CPU单元, AF2采用ET200扩展I/O点。KDF2部分为主站, HCF、AF2为子站。
AF2、KDF2、HCF与人机界面之间联网采用站点总线通讯, 通讯采用Profibus-DP现场总线控制方式。
2.主电机、HCF-80链条电机交流改造
选用普通三相交流电机及变频器, 替代原主电机、HCF装盘链条电机及直流驱动器, 操作简单, 维护方便。
3.温度控制的技术改造方案
取消原设备温控组件, 改为SIEMENS S7-331模拟量模板, 温度控制使用PID计算, 参数设定在人机界面完成, 减小了操作工的劳动强度。
4、人机界面的使用
增加触摸屏人机界面, 系统参数设定、调整、生产过程的实时在线监控、故障显示及生产统计直接在触摸屏上完成 (新面板如图2所示) 。
主画面:显示系统运行主要信息 (如图3示)
参数设定画面:设定与监视系统参数, 如主机速度、时间、温度等 (图4以温度参数设定为例) 。
系统测试画面:本系统新增系统测试功能, 所有电机都可以在停机状态下单机试运行 (如图5示) 。
设备运行信息画面:实时显示系统每部分运行状况 (图6以HCF-80为例) 。
KDF2滤棒成型机组电控系统改造的效果
KDF2纤维滤棒成型机组经升级改造后, 真正实现了数字化、双向、多变量的数字通信, 提高了系统的抗干扰能力, 而且保养维护简单、费用低, 操作方便, 设备有效作业率得到明显提高。人机界面的使用让管理集中、控制分散得以实现, 从而减小了操作工的劳动强度、提质降耗。
滤棒成型机组 篇7
关键词：滤棒成型机,塑化剂,毛刷,喷嘴,滤棒硬度,伺服控制
1 工作原理及存在问题
ZL26B纤维滤棒成型机是以醋酸纤维丝束为原料,集丝束开松、上胶和滤棒成型为一体的烟用滤棒生产设备。当丝束经过三级空气开松装置和机械开松装置开松、张紧、放松等过程后,进入塑化剂喷洒箱,塑化剂使束状丝束外表面部分分解,当它们再接触时就固化形成网状、紧实的结构[1],因此在滤棒生产过程中增塑剂的施加量直接影响滤棒的硬度指标。
1.塑化剂箱2.塑化剂泵3.填充阀4.流量监视5.计量泵6.加热单元7.关断阀8.喷洒室9.毛刷辊10排放阀
当机器正常开机启动时,塑化剂泵开始运转将塑化剂抽送到计量泵,浮子开关S38A用于监视塑化剂箱内的料位并控制出现在显示单元触摸屏上的信息。接近开关B1A监视通往计量泵的塑化剂流量,计量泵将塑化剂供应到两个刷辊上,超出计量泵额定量的塑化剂则回流到塑化剂箱内。当喷洒指令发出后,关断阀Y10A和Y11A打开,排放阀Y4A关闭,塑化剂被释放而喷洒到刷辊上,高速旋转的刷辊将塑化剂喷洒到经过喷洒室的丝束上。当发出停机指令或停止喷洒指令时塑化剂泵、计量泵停止工作,关断阀立即断开,刷辊停止喷洒,排放阀打开,塑化剂回流到塑化剂箱内[2]。图1为改进前增速剂系统的结构示意图。
利用毛刷高速旋转的离心力将塑化剂甩涂到运动的丝束表面,塑化剂呈小液滴形式。刷辊以恒定的速度旋转,刷毛的长度对喷洒到丝束上的塑化剂的量有影响,当刷辊产生磨损时喷洒到丝束上的塑化剂液滴颗粒变大,难以实现塑化剂的均匀喷洒,增加了塑化剂的消耗量并且滤棒容易形成“胶洞”[3]。为了提高滤棒的质量,保持塑化剂喷洒量的稳定性,因此对ZL26B纤维滤棒成型机的增塑剂系统进行了改进。
2 改进方法
针对使用毛刷高速旋转喷洒上胶方式存在的问题,改进后的增速剂系统主要是利用塑化剂喷雾装置通过将一定压力的空气和塑化剂混合,产生完全雾化的均匀小颗粒,保证了塑化剂喷洒到丝束上的均匀度,从而使滤棒的质量指标稳定。
改进后增塑剂系统的结构示意图见图2。该系统主要由PLC、触摸屏、塑化剂箱、计量泵、分油块、喷嘴、伺服电机、预加热器、活门及传感器等组成。滤棒成型机在不同的工作速度时,伺服控制系统可以实时跟踪机器的速度,自动调节塑化剂的喷洒量,实现单位面积丝束上塑化剂均匀喷洒。
主机和辅助驱动正常启动后,由气阀控制气缸关闭喷洒室罩盖,计量泵电机开始运行,将塑化剂箱中的塑化剂经过过滤后通过进油管注入到分油块,由分油块均匀地分配到7个喷嘴喷洒成80°的实心雾状体。当机器运行并达到设定的起点速度时,伺服电机通过齿轮齿条控制活门打开[4],雾状的塑化剂就喷洒到上方正在运行的已开松的丝束上。喷洒室的液位由压力传感器监控,如果液位过高或过低,则会产生报警或停机信号,多余的塑化剂由罩壁及回流板经回流管回流到塑化剂箱内。为了保证良好的雾化效果,塑化剂的温度通过加热系统恒定在35°左右,喷嘴的压力至少要达到0.8MPa以上,喷嘴的压力大小由计量泵电机的转速决定。塑化剂的喷洒量是恒定的,丝束所需要的塑化剂施加量由活门的开度大小决定。伺服系统会自动根据机器的运行速度同步调节活门的开度来改变喷洒面积,保证不同运行速度丝束上塑化剂喷洒量均匀一致。
1.过滤器2.计量泵3.压力传感器4.进油管5.分油块6.预加热器7.喷嘴座8.喷嘴9.齿轮10.回油管11.齿条12.喷洒室13.活门14.刻度板15.喷洒室罩盖16.回流板
3 改进效果
通过使用改进后的增塑剂系统,完全雾化的塑化剂颗粒可保证开松好的丝束塑化剂喷洒量均匀,避免出现“干棒”和“胶孔”的现象,有效改善滤棒硬度质量指标稳定;可适时跟踪车速,快速响应,消除原系统固有的塑化剂液面滞后现象;在保证滤棒工艺要求的前提下,可以减少塑化剂和丝束的损耗,节约成本。系统采用先进的PLC控制,运行稳定可靠,提高了设备的使用效率。
参考文献
[1]GB/T18771.5-2002,烟草术语第五部分:烟草机械[S].
[2]许昌烟草机械有限责任公司.ZL26B纤维滤棒成型机组机械操作手册[Z].2006.
[3]常纪恒,赵荣,余镇华,等.滤棒成型工艺参数与质量稳定性的关系[J].烟草科技,2007(1):5-9,14.