GD包裝機電源控制系統(tǒng)的改造

覃志豐 黃添

【摘 要】為了解決GD包裝機電源控制系統(tǒng)在日常使用中因配電柜門的開啟、自重下垂和機械連桿的長期磨損造成連桿連接盤開裂、伸出桿錯位以及斷路器自鎖機構(gòu)受損等引起電源控制系統(tǒng)斷路器不能正常開啟，同時負載開關Q2帶有故障斷電保護功能，如開關跳閘需要重新對Q2送電，由于Q2內(nèi)部卡扣機構(gòu)磨損，極難一次合閘成功的問題，設計采用可安裝電動操作機構(gòu)的斷路器替代原來的手柄控制斷路器，電柜門板上采用電源控制開關，并結(jié)合可靠的控制線路設計，既可實現(xiàn)斷路器的電動合閘，又減少電源故障的發(fā)生，還解決了因舊件停產(chǎn)備件難以采購的問題。

【關鍵詞】GD包裝機;電源控制系統(tǒng);斷路器

【中圖分類號】TP273 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2018）12-0090-02

0 前言

目前，GD包裝機是國內(nèi)煙草包裝設備中主力機型，因其具有操作簡單、運行穩(wěn)定可靠、維修方便等特點而在我國煙草行業(yè)中被廣泛使用。GD包裝機采用MICRO-Ⅱ計算機控制系統(tǒng)，高速穩(wěn)定地完成從煙支進給到條盒成品包裝的全部生產(chǎn)過程。可直接通過OPC調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)、顯示各種故障和產(chǎn)量、廢品剔除率、生產(chǎn)效率等，能避免人工接觸煙支，具有自動檢測、自動剔除和自動診斷功能。

1 存在問題分析

目前，柳州卷煙廠卷包車間GD包裝機的電源控制系統(tǒng)采用金鐘默勒NZM4-08系列機械連桿式斷路器控制電源的開啟，電柜采用斷路器后連軸出軸方式連接。配電柜門上的操作手柄通過與機械連桿互相配合來控制其通斷。在日常使用中因配電柜門的開啟、自重下垂和機械連桿的長期磨損造成連桿連接盤開裂、伸出桿錯位及斷路器自鎖機構(gòu)受損等引起電源系統(tǒng)斷路器不能正常開啟。同時負載開關Q2帶有故障斷電保護功能，如開關跳閘需要重新對Q2送電，由于Q2內(nèi)部卡扣機構(gòu)磨損，極難一次合閘成功。由于上述故障的存在，而且此故障經(jīng)常發(fā)生，維修人員或操作工必需打開電柜門用鉗子等工具來操作連桿實現(xiàn)動力合閘。這種操作方法存在設備及人身的安全隱患。并且此系列的開關已停產(chǎn)多年，已無法買到備件。根據(jù)改造前GD包裝機的電源控制系統(tǒng)多年使用的情況，總結(jié)出改造前GD包裝機的電源控制系統(tǒng)存在以下3個缺點。

缺點1：現(xiàn)有電源控制斷路器內(nèi)部卡扣容易磨損。

由于機構(gòu)設計的缺陷，該電源機構(gòu)內(nèi)部的卡扣在使用一段時間后就出現(xiàn)磨損情況，在設備運行過程中無故地脫扣跳閘，脫扣跳閘后有時因為卡扣難以復位卡合致使很難合閘，設備生產(chǎn)效率受到嚴重影響。

缺點2：GD機現(xiàn)有的2個控制電源開關Q1和Q2需要分別合閘，不能實現(xiàn)同時自動合閘。

設備需要上電時，操作人員必須先把電柜上的Q1合閘，然后等系統(tǒng)啟動自檢完畢后，15號卡板的11號燈亮了才能手工對Q2進行合閘。操作人員需等待系統(tǒng)啟動完畢后才能操作Q2開關，限制了操作的靈活性，導致工作效率低下。改造前GD包裝機的電源控制系統(tǒng)控制線路如圖1所示。

缺點3：現(xiàn)有的電源控制方式存在較大的安全隱患。

因為GD機電源機構(gòu)連桿容易變形，維修操作人員不得不經(jīng)常打開配電柜門來操作斷路器的連桿，這樣做容易發(fā)生觸電事故，給設備及維修操作人員的人身安全帶來隱患。

2 改造方案

經(jīng)過對該電源控制系統(tǒng)的缺陷分析，決定采用可安裝電動操作機構(gòu)的斷路器替代原來的手柄控制斷路器，電柜門板上采用電源控制開關，并結(jié)合可靠的控制線路設計，既可實現(xiàn)斷路器的電動合閘，提高安全性，又減少電源故障的發(fā)生，提高生產(chǎn)效率，還解決了因舊件停產(chǎn)備件難以采購的困難。

在本改造項目中用控制開關取代了原來的旋轉(zhuǎn)手柄，取消了連桿機構(gòu)，用電動單元替代。根據(jù)斷路器選擇配套的電動操作電源，并和斷路器進行配套安裝。該電動操作單元提供的控制輸入接線集成在一個可插拔的端子上，這樣更便于安裝、拆卸和檢修。改造后的電路如圖2所示，其工作原理如下：一次性將Q1、Q2的控制開關S1、S2放置在合閘位置，這樣Q1開關自動被合閘，系統(tǒng)經(jīng)過2 min的自檢如無故障，15號卡板的11號燈亮，MICRO-Ⅱ會給Q2的失壓線圈送上24 V直流電，因S2已經(jīng)在合閘位置，所以經(jīng)過系統(tǒng)的自檢后Q2斷路器會自動合閘。這樣就完成了一次性的送電過程，提高了工作效率。改造后的GD包裝機的電源控制系統(tǒng)控制線路如圖2所示。改造后維修操作人員直接操作電柜門上的電氣開關旋鈕，就可以控制斷路器的通斷，消除了設備存在的安全隱患。

3 應用效果

GD包裝機電源控制系統(tǒng)改造后能完全實現(xiàn)原系統(tǒng)的所有功能，消除了設備缺陷引起的安全隱患，并且解決了因產(chǎn)品停產(chǎn)而無法進行備件采購的難題，同時消除了原電源系統(tǒng)經(jīng)常無故跳閘和難以合閘現(xiàn)象，減少了停機時間和因停機產(chǎn)生的廢品，以1年270個工作日折算經(jīng)濟效益如下。單臺設備減少停機時間：每次平均5分鐘×10次/周×39周=1950分鐘。改造后，不存在無故跳閘和難以合閘現(xiàn)象，減少了設備停機時間，則可增加的產(chǎn)能：1 950分×400包÷500=1 560件/5=312（箱）。單臺設備因電源系統(tǒng)原因而產(chǎn)生的踢出廢煙包根據(jù)OPC統(tǒng)計為每次主機18包輔機6包，每次產(chǎn)生廢煙數(shù)為18+6=24包，則一年（以270天算）節(jié)約的盒皮、鋁紙：煙包數(shù)為24×10×270=64 800（包）其中，盒皮單價為335.9元/萬張，鋁紙為18.2元/kg（每張鋁紙約1.06 g），煙支為460.68元/萬支（煙支按20%報廢），則折算物耗費用為盒皮節(jié)約：64 800（張）÷10 000×335.9（元/萬張）=2 176.6（元）。

鋁紙節(jié)約：64800（張）×1.06（g）÷1 000×18.2（元/kg）=125（元）;煙支節(jié)約：64 800（包）×20（支）×0.2÷10 000×460.68（元/萬支）=11 940（元）;改造后單臺設備節(jié)約共計：2176.6+125+11940=14 241.6（元）。

參 考 文 獻

[1]全國煙草行業(yè)統(tǒng)編.ZB25型包裝機組[M].北京：中國科學技術出版社，2001.

[2]《ZB45型硬盒硬條包裝機組培訓教材》編寫組.ZB45型硬盒硬條包裝機組培訓教材[Z].上海：上海煙草機械有限責任公司，2004.

[3]陸建國.工業(yè)電器與自動化[M].北京：化學工業(yè)出版社，2005.