切葉絲機增加推板變頻器

摘要：本文探討了煙草企業(yè)制絲線為切絲機推板增加變頻器，介紹了增加推板變頻器的方案、控制功能及電器元件選型及方案實施。
關(guān)鍵詞：切葉絲機 增加 推板 變頻器

在卷煙工業(yè)中，切葉絲機是保證卷煙內(nèi)在質(zhì)量其中的一個關(guān)鍵設(shè)備，其主要任務(wù)是：(1)使煙絲具有符合卷煙工藝要求的切絲寬度，同時改善煙絲的內(nèi)在質(zhì)量；(2)提高煙絲的整絲率，減少造碎，降低原材料耗量。
通過改造，增加推板變頻器，使推板的速度可以在0～50Hz的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，這樣就可以根據(jù)不同的品牌，不同的來料水分靈活的調(diào)整推板的速度，提高切葉絲機的控制精度及穩(wěn)定性，滿足生產(chǎn)的精細(xì)化加工，同時還必須兼顧設(shè)備的硬件及控制要求。所以在設(shè)計中，充分考慮到物料流量的穩(wěn)定性、可控性及對各設(shè)備的自動控制和煙廠管理的需要，著重考慮到系統(tǒng)的先進(jìn)性、可靠性、可操作性、可維護(hù)性、安全性、經(jīng)濟性。
針對現(xiàn)有設(shè)備工藝及控制要求，切葉絲機增加推板變頻器的電氣控制方案如下：
1 系統(tǒng)概述
利用變頻器控制切葉絲機的推板電機，來控制推板的速度，以滿足不同品牌的生產(chǎn)工藝需求，同時完成與所屬控制系統(tǒng)的電氣聯(lián)鎖控制和信息交換。
由于切絲機刀滾和排鏈變頻器采用的是英國CT 公司的SK系列變頻器，考慮到設(shè)備維護(hù)的和備件采購的便利，推板變頻器仍采用英國CT公司SK系列高性能驅(qū)動器，，完成對現(xiàn)場設(shè)備的運行控制、生產(chǎn)信息的收集、傳遞等功能。
在器件的選型中，嚴(yán)格遵循系統(tǒng)的先進(jìn)性、良好的兼容性和可擴展性、易用性和易維護(hù)性、安全性和高可靠性以及經(jīng)濟實用性的原則，在功能完善的基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能化、柔性化的功能。
2 方案描述
2.1 水份對切葉絲機切絲質(zhì)量的影響
在切絲的過程中，影響切絲質(zhì)量的因素非常多，并且相互耦合。
來料的水分大小是其中主要的因素之一。在以垂直供料方式的切葉絲機中，不同水分的來料，它在料倉里下落的速度是不一樣的，來料水分大的，它在料倉里下落的速度快，來料的水分小的，下落的速度就相對慢一點。這樣的話，在相同的下落時間內(nèi)，煙葉在料倉里位置就不同，如果推板的速度不變，就會產(chǎn)生一個結(jié)果，水分大的煙葉，就會在料倉的底部被推板往前推壓擠實，相對水分小的煙葉，就會在還沒有下落到料倉底部時就被推板往前推壓，這樣就會在料倉底部形成一定的空隙，煙葉在往前送料的過程中，就不能完全被壓實，影響切絲質(zhì)量。
2.2 原料對切葉絲機切絲質(zhì)量的影響
原料及工藝配方也是影響切絲質(zhì)量的因素之一，不同的原料，它的物理特性也不一樣，它在料倉里下落的位置就不同，同樣的道理，不同的工藝配方，它的水分及其它一些物理參數(shù)也不一樣。在推板速度不變的情況下，推板往前推擠壓實的位置就不同，就會產(chǎn)生不同的切絲效果，造成切絲質(zhì)量的不穩(wěn)定。
2.3 解決方案
通過以上影響切絲質(zhì)量的因素來看，歸根結(jié)底，來料水分的影響是最大的，要解決這個問題，最簡單實用的方法，就是通過增加變頻器來控制推板電機，使推板的速度可以調(diào)節(jié)。這樣的話，就可以根據(jù)不同的來料水分，調(diào)節(jié)推板的速度，來料水分大的，它下落的速度快，推板速度相對快一點，來料水分小的，它下落的速度相對慢一點，那推板的速度就要相對慢一點，就可以等物料下落到料倉的底部，推板再進(jìn)行推壓擠實。這樣就可以使不同的來料水分，在切絲過程中保持一個相對穩(wěn)定的切絲質(zhì)量。
3 控制功能
 推板速度控制功能
在原有的電控系統(tǒng)中，增加一個變頻器，通過操作終端觸摸屏，來設(shè)定需要的推板速度，編制相應(yīng)的程序，由可編程控制器PLC的模擬量輸出模塊輸出模擬量信號，來控制變頻器，使電機的速度可調(diào)，最后達(dá)到控制推板速度的目的。
 手動控制功能
手動方式主要用于設(shè)備的調(diào)試與維修時，利用在設(shè)備上的本地操作盒開關(guān)，當(dāng)鑰匙開關(guān)打到調(diào)試位置時，在任意速度下，就可以實現(xiàn)對推板的單機起停操作，推板速度由操作終端設(shè)定。
 自動控制功能
自動方式主要用于實現(xiàn)整個生產(chǎn)線的自動化、連續(xù)性的生產(chǎn)，當(dāng)鑰匙開關(guān)打到正常生產(chǎn)位置時，推板根據(jù)設(shè)定轉(zhuǎn)速自動運行。
 操作終端
為了操作方便，在切葉絲機操作終端的生產(chǎn)設(shè)定畫面里，增加推板轉(zhuǎn)速設(shè)定按鈕，根據(jù)需要設(shè)定相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。
4 主要技術(shù)說明
 供電要求：三相五線制，380VAC±38VAC，50Hz±1Hz；
 電機功率：0.75KW；
 變頻器功率:0.75-1.5KW；
 變頻器到電機的動力電纜采用屏蔽動力電纜；
 模擬信號傳輸采用屏蔽電纜；
5 主要器件選型
新增器件的選型如下：
 變頻器：選用英國CT公司SK系列；
 斷路器：西門子公司3VU系列產(chǎn)品；
 接觸器：西門子公司3TF系列產(chǎn)品；
 中間繼電器：南京鳳凰公司產(chǎn)品；
6 方案實施
6.1 硬件連接
 將新增的推板變頻器配置所需的通訊模塊、應(yīng)用模塊后通過DP網(wǎng)線掛在原有的Siemens Profibus DP 網(wǎng)絡(luò)上。
6.2 軟件編程
 在S7-300 CPU的硬件配置菜單下添加變頻器，設(shè)置通訊地址后下載硬件配置，至CPU無紅燈報警信號后說明配置完成。
 在切葉絲機的現(xiàn)場操作站的“生產(chǎn)設(shè)定”畫面加入“推板速度”設(shè)定框，以便隨時根據(jù)物料變化情況修改變頻器運行頻率。
 在PLC的相應(yīng)模塊中加入推板變頻器啟動、運行程序，下載后運行。
7 附圖
 

切葉絲機運行主畫面

修改后切絲機生產(chǎn)設(shè)定畫面
參考文獻(xiàn)：
[1]英國CT 公司SK系列交流變頻器使用說明書（A B C 型）；
[2] S7-300可編程控制器（PLC）教程,人民郵電出版社，2008-1
 

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