自動(dòng)掃灰裝置在煙草制絲車間的應(yīng)用

張偉　劉大慶

【摘 要】本文設(shè)計(jì)了一套用于煙草制絲車間傳送帶底部的掃灰裝置，該裝置由松下PLC作為控制系統(tǒng)，F(xiàn)P∑系列以其獨(dú)特精巧的外形和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能當(dāng)選為該裝置的最優(yōu)配置。上下各一臺(tái)減速電機(jī)作為動(dòng)力。另外安裝一組便于拆卸更換的板刷，在掃灰裝置至上而下運(yùn)行時(shí)自動(dòng)落下開始清掃灰塵。

【關(guān)鍵詞】減速電機(jī) 掃灰裝置 PLC

1 引言

在科技飛速發(fā)展的今天，生產(chǎn)車間的數(shù)字化、集成化、過程自動(dòng)化早已成為常態(tài)。在煙草制絲車間更是如此，考慮到生產(chǎn)工人的身體健康，制絲車間始終把環(huán)境衛(wèi)生放在首位，要求整個(gè)車間的無塵化管理。在煙葉的傳送帶上每天運(yùn)輸著數(shù)千公斤的烘烤煙葉，在接灰的槽子里難免會(huì)產(chǎn)生大量的灰塵與掉落發(fā)粘的煙絲，為了給大家創(chuàng)造一個(gè)良好的工作環(huán)境，保潔工人每天都在做著繁重的清潔工作，經(jīng)常需要爬上爬下的，即使這樣還是不盡人意。為此在制絲車間急需研發(fā)一套用于煙草制絲車間傳送帶底部的自動(dòng)掃灰裝置。

2 裝置運(yùn)行流程

裝置的運(yùn)行需要在運(yùn)行開關(guān)ON的情況下，裝置會(huì)自動(dòng)尋找下面的限位開關(guān)JD2，JD2觸發(fā)的同時(shí)需將毛刷機(jī)構(gòu)翻轉(zhuǎn)，由于毛刷是向上運(yùn)行而不需掃灰，在毛刷與煙草灰塵無接觸情況下，整個(gè)掃灰裝置自動(dòng)向上運(yùn)行去找上面的限位開關(guān)JD1。在到達(dá)上面的限位開關(guān)JD1時(shí)即到達(dá)工作位置，同時(shí)毛刷翻轉(zhuǎn)至正常工作位置，向下將煙草灰塵掃至底部的一個(gè)預(yù)先放好的接灰的金屬盒內(nèi)，如此往復(fù)掃灰即可將灰塵盡數(shù)掃凈。具體工作流程如圖1：

3結(jié)構(gòu)運(yùn)行原理

（1）采用接近開關(guān)傳感器及微動(dòng)開關(guān)裝在整個(gè)裝置運(yùn)行軌道的兩邊，當(dāng)裝置觸及開關(guān)時(shí)自動(dòng)反轉(zhuǎn)運(yùn)行，同時(shí)受到限位微動(dòng)開關(guān)的停車保護(hù)。

（2）通過手動(dòng)開關(guān)可以完成接灰槽的清潔工作。

（3）2臺(tái)減速電機(jī)通過鋼絲對(duì)清潔車實(shí)現(xiàn)上下牽引，運(yùn)行速度可以調(diào)整。

（4）如圖2刷板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，掃灰裝置前排是清掃用的板式軟毛刷，將板刷固定在（2）上面，配有碟形螺母以便于拆卸。裝置（3）為撞擊翻板機(jī)構(gòu)的撞擊桿，用來實(shí)現(xiàn)毛刷在整個(gè)掃灰裝置上升時(shí)抬起，下降時(shí)落下清掃灰塵。裝置（1）在刷板翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的兩邊各一套，其主要功能有2個(gè)，一起固定板刷架的作用，二起鎖緊板刷架的作用，在鎖緊的功能上還附加一個(gè)調(diào)節(jié)鎖緊度的功能，具體結(jié)構(gòu)是通過行程兩端配有磁鐵塊，并且在行程中間加裝有鎖緊卡珠，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要利用磁鐵塊和鎖緊卡珠調(diào)節(jié)裝置（1）對(duì)板刷架的鎖緊程度。

（5）掃灰裝置在上升和下降時(shí)通過固定軌道限定運(yùn)行軌跡，在安裝軌道時(shí)要求：材料為不銹鋼管；每一米需安裝支撐架來保證強(qiáng)度；軌道平行度誤差在±2mm內(nèi)；采用銅制伸縮輪來實(shí)現(xiàn)滾輪與軌道間的無縫接觸。

（6）地面裝有小型電柜，內(nèi)有松下FP∑系列小型PLC作為控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電氣方面的啟?？刂?；分別由2個(gè)交流接觸器控制減速電機(jī)，同時(shí)有輔助觸點(diǎn)反饋工作狀態(tài)；調(diào)速裝置應(yīng)安裝在電柜內(nèi)，以避免無關(guān)人員的隨意更改運(yùn)行參數(shù)。柜內(nèi)外聯(lián)接采用金屬快插接頭，安裝方便快捷。

（7）工作環(huán)境及電網(wǎng)要求：環(huán)境溫度：10℃～40℃；濕度：10%～70%；電源電壓220VA±5%；電源頻率：50±1Hz；交流電源電壓為正弦波，其正弦波畸變率小于10%。

4 故障處理

在這個(gè)裝置的應(yīng)用上不僅要簡(jiǎn)單、實(shí)用，而且還必須穩(wěn)定、可靠，勢(shì)必使故障處理變得極為重要。

（1）多用一個(gè)微動(dòng)開關(guān)作為掃灰裝置的附加限位停車保護(hù)。

（2）如各種限位開關(guān)全部失效，設(shè)一止停撞擊塊，讓裝在減速電機(jī)繞線輪上的過載檢測(cè)開關(guān)起作用，在程序做了些數(shù)據(jù)處理。當(dāng)過載時(shí)立即停機(jī)。

5 軟件編程

（1）整個(gè)程序分為啟動(dòng)停止、運(yùn)行互鎖、置位反轉(zhuǎn)、過載停機(jī)這四部分組成。

（2）用一個(gè)兩位置開關(guān)控制啟停，常開點(diǎn)做啟動(dòng)，常閉點(diǎn)做停止。

（3）對(duì)應(yīng)減速電機(jī)的運(yùn)行互鎖，保證上下兩個(gè)電機(jī)不能同時(shí)工作。

（4）置位反轉(zhuǎn)從根本上保證PLC輸出Y0置位去控制一個(gè)電機(jī)穩(wěn)定啟動(dòng)，輸出Y2復(fù)位控制另一個(gè)電機(jī)穩(wěn)定停止，保證兩臺(tái)電機(jī)交互運(yùn)行互相制約。

（5） 過載停機(jī)這項(xiàng)保護(hù)措施需要用一個(gè)接近開關(guān)檢測(cè)對(duì)應(yīng)的電機(jī)在運(yùn)行，一旦運(yùn)行速度低于設(shè)定的速度后，表示此時(shí)電機(jī)已經(jīng)處于過載運(yùn)行的狀態(tài)，在設(shè)定的時(shí)間內(nèi)使設(shè)備停止工作。

6 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

（1）整個(gè)裝置的控制系統(tǒng)小巧簡(jiǎn)潔，控制精準(zhǔn)，與原機(jī)完美結(jié)合；

（2）降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，徹底解決了在人工難以觸及的死角部位，常年積累難以打掃的煙草灰塵得以徹底清掃；

（3）整個(gè)電控系統(tǒng)具有良好的兼容性，在備件選擇及系統(tǒng)維護(hù)宜于操作；

（4）PLC技術(shù)的使用讓控制系統(tǒng)有更快的處理速度、更精準(zhǔn)的控制、更簡(jiǎn)便的布線格局，在很大程度上降低了硬件的設(shè)計(jì)難度，便于安裝、調(diào)試和維護(hù)；

（5）留有RS-232串行接口，具有良好的診斷功能，并可對(duì)故障進(jìn)行正確的定位，使整個(gè)系統(tǒng)工作更可靠、更安全。

7 結(jié)語

整個(gè)設(shè)計(jì)的目的在于最大限度的提高生產(chǎn)作業(yè)率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的需求的調(diào)查和深入分析，對(duì)制絲車間傳動(dòng)帶的自動(dòng)掃灰裝置做了細(xì)致的可行性研究，在整體裝置的總體構(gòu)想中主要從清潔裝置、減速電機(jī)、傳感器部分及PLC為控制單元等幾方面論述了該自動(dòng)掃灰的設(shè)計(jì)原理和基本功能。

掃灰裝置投入設(shè)備運(yùn)行以來的效果：機(jī)器運(yùn)行穩(wěn)定可靠，可降低維護(hù)成本，從整個(gè)設(shè)備的清潔和降低人員的勞動(dòng)強(qiáng)度上都有很大程度的提高。