條煙傳輸控制儀的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

葉 波，萬二平

重慶大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，重慶 400030

0 引言

系統(tǒng)自動(dòng)化已經(jīng)成為提高煙草企業(yè)自動(dòng)化水平和管理水平的重要手段。在煙草物流自動(dòng)化[1-2]中，條煙儲(chǔ)存輸送系統(tǒng)是重要的機(jī)械設(shè)備之一。近十年來?xiàng)l煙傳送技術(shù)也在不斷發(fā)展，這為條煙的封裝也進(jìn)一步提供了便利。目前國內(nèi)外都已把機(jī)電一體化技術(shù)應(yīng)用到煙草加工行業(yè)里，特別是PLC[3-4]技術(shù)的應(yīng)用日益廣泛。

筆者針對(duì)一家煙草公司實(shí)際生產(chǎn)中的項(xiàng)目要求，為了解決條煙輸送中的偏斜后如何擺正以及條煙豎立后如何使其臥置等問題，提出了一套解決方案，此方案中主要使用的就是PLC程序來控制整個(gè)系統(tǒng)，來使條煙正確地進(jìn)入包裝箱，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，證明其方案可行。

1 控制儀的安裝

將儀器固定在包裝機(jī)傳送帶上方前后兩個(gè)鋁型材方柱上。

圖1 條煙傳送控制儀整體框架圖

2 控制儀的控制方案

2.1 斜煙傳送定位控制方案

圖2 斜煙傳送定向控制說明圖

1）儀器設(shè)有兩個(gè)擋料板，一邊一個(gè)，同步動(dòng)作。工作過程參看圖2的1、2、3說明；

2）傾斜條煙的一邊被擋料板擋住，然后在運(yùn)輸帶作用下將其推移到正確位置。用A、B兩個(gè)光電傳感器[8-10]檢測(cè)條煙是否來到，當(dāng)A、B同時(shí)接通時(shí)，說明條煙已經(jīng)擺正；

3）當(dāng)A、B傳感器同時(shí)接通時(shí)發(fā)出指令，開始按預(yù)定的時(shí)間延時(shí)（1s～10s可調(diào)整），在此期間后續(xù)的條煙將排列整齊，延時(shí)結(jié)束擋料板提起，條煙傳送到包裝機(jī)入口。

2.2 豎煙翻轉(zhuǎn)調(diào)整方案

圖3 豎直條煙處理必要性的說明圖

2.2.1 豎煙翻轉(zhuǎn)調(diào)整的必要性

通過現(xiàn)場(chǎng)考察發(fā)現(xiàn)，在條煙在進(jìn)入包裝機(jī)前的輸送過程中，除條煙傾斜進(jìn)入引起包裝機(jī)故障及打壞條煙的問題外，還存在另外一個(gè)問題。即設(shè)備要求條煙送入包裝機(jī)應(yīng)保持“臥置”狀態(tài)。但總有少部分條煙在傳送過程中出現(xiàn)“豎立放置”的情況，從而被擋在包裝機(jī)入口之外，必須靠工人把它們改成臥置。這樣不但增加了工人的勞動(dòng)量，同時(shí)還影響生產(chǎn)效率。因此，研制能發(fā)現(xiàn)豎立放置的條煙，并自動(dòng)翻轉(zhuǎn)使其成為臥置的“條煙翻轉(zhuǎn)裝置附件”是十分必要的。

2.2.2 豎煙翻轉(zhuǎn)調(diào)整方案

1）裝置由電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)F、擋桿、撥桿、微動(dòng)開關(guān)E和光電傳感器C等組成；

2）工作狀態(tài)1為正常工作位置。如果出現(xiàn)條煙豎立，當(dāng)隨傳送帶移至擋桿時(shí)將被擋住而不能移動(dòng)，此時(shí)微電腦接收從微動(dòng)開關(guān)E發(fā)出的指令而產(chǎn)生預(yù)定的延時(shí)，在此期間前面的條煙已經(jīng)隨傳送帶走出一段距離，為翻轉(zhuǎn)該豎立條煙創(chuàng)造了條件；延時(shí)結(jié)束進(jìn)入工作狀態(tài)2，微電腦控制電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)F反時(shí)針快速轉(zhuǎn)動(dòng)固定角度，撥桿打在豎立條煙的背部而被翻轉(zhuǎn)成為臥置狀態(tài)，然后該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)馬上返回狀態(tài)1的正常位置，為翻轉(zhuǎn)后面來的豎立條煙做好準(zhǔn)備。

圖4 豎煙翻轉(zhuǎn)調(diào)整原理說明

2.2.3 特殊情況的處理

偶爾會(huì)出現(xiàn)兩條煙并排豎起的特殊情況，這時(shí)如果電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)工作將可能損壞條煙，這是不允許的。為此專門設(shè)置了一只光電傳感器C，用來檢測(cè)當(dāng)豎立的條煙被擋桿擋住時(shí)，是否后面緊跟著又有一條豎立條煙？ 出現(xiàn)這種情況后，微動(dòng)開關(guān)E、和光電傳感器C將同時(shí)接通，微電腦通過邏輯判斷，將指示電磁旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)F不動(dòng)作，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通知工人前來處理。

3 PLC控制程序說明

為了提高系統(tǒng)可靠性和減小控制儀的體積、增加系統(tǒng)調(diào)整的靈活性，系統(tǒng)采用步進(jìn)電機(jī)[11-13]作為旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的電機(jī)，并采用三菱PLC作為控制中心。PLC控制程序如下。

圖5 特殊情況處理說明圖

3.1 斜煙定向調(diào)整程序（如圖6所示）

圖6 斜煙調(diào)整PLC梯形圖

3.2 豎煙調(diào)整程序（如圖7所示）

圖7 豎煙調(diào)整PLC梯形圖

4 PLC外設(shè)元件和接線圖

如圖8所示?？刂苾x包括豎煙調(diào)整和斜煙定向調(diào)整兩個(gè)控制箱。圖中綠線框內(nèi)的元件在豎煙調(diào)整控制箱中，綠線框外的元件在斜煙調(diào)整控制箱中。三菱PLC和系統(tǒng)電源在豎煙調(diào)整控制箱中。兩個(gè)控制箱之間通過航空插座和電纜連接。

5 結(jié)論

系統(tǒng)采用三菱PLC對(duì)條煙傳輸過程實(shí)施自動(dòng)控制，使傾斜的條煙自動(dòng)對(duì)齊，豎立的條煙自動(dòng)臥倒，有效地避免了條煙包裝中常常出現(xiàn)的打壞條煙的故障。實(shí)踐證明系統(tǒng)調(diào)整方案和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是合理的，對(duì)條煙包裝線是一種良好的技術(shù)進(jìn)步。

圖8 外設(shè)元件和接線圖

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