煙草切絲機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展探究

王偉 吳雪芹 王文飛

摘 要：煙草設(shè)備制造技術(shù)已經(jīng)歷了幾個(gè)發(fā)展階段。隨著整個(gè)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)變得越來(lái)越激烈，煙民對(duì)煙草的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，煙草切絲機(jī)作為煙草制造的主要設(shè)備，正面臨技術(shù)的升級(jí)和工藝的革新。在機(jī)械技術(shù)和相關(guān)電子技術(shù)發(fā)展的帶動(dòng)下，機(jī)電工業(yè)也取得了很大的發(fā)展，煙草切絲機(jī)作為機(jī)電設(shè)備的重要裝置也必然隨著整體發(fā)展趨勢(shì)產(chǎn)生全新的機(jī)電一體化產(chǎn)品。本文主要對(duì)煙草切絲機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，并探究其未來(lái)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：煙草切絲機(jī);機(jī)電一體化;應(yīng)用;發(fā)展

一、煙草切絲機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)簡(jiǎn)述

隨著現(xiàn)代科技的大力發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，加速了煙草切絲機(jī)機(jī)電一體化的發(fā)展進(jìn)程，使得其產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、功能、技術(shù)特點(diǎn)以及生產(chǎn)的方式都發(fā)生了很大的變化?？梢哉f(shuō)整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域都從傳統(tǒng)的機(jī)電電氣化時(shí)代向現(xiàn)代機(jī)電一體化方向發(fā)展。煙草機(jī)械產(chǎn)品作為機(jī)械制造業(yè)的一個(gè)重要分支，已經(jīng)逐漸朝著自動(dòng)化控制和機(jī)電一體化的趨勢(shì)前行，推動(dòng)煙草加工技術(shù)的快速發(fā)展，才能為其可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、切絲機(jī)機(jī)電一體化的主要技術(shù)內(nèi)容

在煙草切絲機(jī)中應(yīng)用了許多現(xiàn)代化的技術(shù)手段，傳統(tǒng)的切絲機(jī)在引入傳感器后明顯提高了設(shè)備的可靠性和精確度，但是由于電磁波的影響，給設(shè)備造成了較大的干擾，也在一定程度上降低了其可靠性。國(guó)內(nèi)已經(jīng)開(kāi)始逐漸普及光纖等新型傳輸介質(zhì)來(lái)進(jìn)行信號(hào)的傳輸，光纖傳感器的開(kāi)發(fā)，能大大提高設(shè)備的抗電磁波干擾能力。

信息處理技術(shù)是機(jī)電一體化設(shè)備中極為重要的技術(shù)內(nèi)容，提高信息處理設(shè)備的可靠性是發(fā)展機(jī)電一體化的重要一環(huán)。信息處理技術(shù)的應(yīng)用可提高數(shù)據(jù)量與模擬量相互轉(zhuǎn)換設(shè)備的分時(shí)處理能力，同時(shí)對(duì)于處理速度的提高和解決電磁干擾問(wèn)題也有明顯的效果。

接口技術(shù)的運(yùn)用對(duì)于煙草切絲機(jī)在數(shù)據(jù)傳輸中格式的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)格化有很大的幫助。在信息的傳遞過(guò)程中，如果沒(méi)有采用相同的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，對(duì)于信息的傳輸是很不利的，不僅無(wú)法保證信息傳輸?shù)乃俣?，同時(shí)也容易發(fā)生數(shù)據(jù)的丟失，甚至出現(xiàn)數(shù)據(jù)錯(cuò)誤等問(wèn)題。

三、切絲機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用

（一）電控系統(tǒng)中的刀輥微速旋轉(zhuǎn)技術(shù)

在切絲機(jī)的下排鏈變頻器中，配置一個(gè)第二編碼器模塊，這個(gè)編碼器模塊的信號(hào)通道有2個(gè)，在切絲機(jī)實(shí)際的運(yùn)行中，這個(gè)模塊可以通過(guò)刀輥編碼器來(lái)采集刀輥的旋轉(zhuǎn)速度等信息，這些信息的掌握，對(duì)于整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)能起到很好的控制作用。①利用采集到的刀輥旋轉(zhuǎn)速度，可以對(duì)排鏈的運(yùn)行速度進(jìn)行精確的計(jì)算，然后將計(jì)算結(jié)果作為數(shù)據(jù)參考，進(jìn)而通過(guò)變頻器來(lái)控制切絲機(jī)排鏈的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)，為切絲機(jī)的功能實(shí)現(xiàn)提供了技術(shù)支持。②這些被掌握的信息還可以通過(guò)第二編碼器模塊的另外一個(gè)通道進(jìn)行傳輸，當(dāng)這些信息被安全監(jiān)控器接收之后，安全監(jiān)控器則開(kāi)始對(duì)刀輥的旋轉(zhuǎn)速度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果出現(xiàn)刀輥轉(zhuǎn)速過(guò)快或者旋轉(zhuǎn)速度不在設(shè)定的安全數(shù)值范圍之內(nèi)，則安全監(jiān)控器會(huì)對(duì)變頻器發(fā)出控制命令，使變頻器立即停止工作，從而讓切絲機(jī)停止運(yùn)行，保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定和安全

（二）人機(jī)交互界面的技術(shù)應(yīng)用

通過(guò)人機(jī)交互界面，可以將切絲機(jī)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)反應(yīng)到監(jiān)控畫(huà)面上，在監(jiān)控顯示屏上就能及時(shí)獲取切絲機(jī)的行車(chē)速度和運(yùn)行位置。在人機(jī)交互界面上可以設(shè)置很多實(shí)用的功能，例如在畫(huà)面上直接組態(tài)相關(guān)的按鈕，利用觸摸屏或者計(jì)算機(jī)就能直接對(duì)畫(huà)面上的按鈕進(jìn)行操作，并發(fā)出相應(yīng)的指令。這些按鈕可以是對(duì)電機(jī)的操作按鈕，也可以是操作模式的選擇，同時(shí)在畫(huà)面上還可以設(shè)置相關(guān)的設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)指示，采用不同的顏色進(jìn)行區(qū)分。例如綠色代表正常，紅色代表故障，黃色代表警示等等。

（三）PLC可編輯程序控制器

煙草切絲機(jī)的控制方式有不同的形式，PLC可編輯程序控制器是目前采用的主要控制形式之一。采用PLC作為主控制器，可以對(duì)切絲機(jī)進(jìn)行邏輯控制和工藝控制，在切絲機(jī)設(shè)備中刀輥電機(jī)以及排鏈電機(jī)是兩大重要的組成結(jié)構(gòu)，而通過(guò)嵌入排鏈電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的處理器接受來(lái)自PLC的控制信號(hào)，可以對(duì)刀輥電機(jī)和排鏈電機(jī)的同步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行有效控制。

（四）多軸伺服驅(qū)動(dòng)控制器

除了采用PLC作為主控制器來(lái)對(duì)煙草切絲機(jī)進(jìn)行控制外，另外一種主要的控制裝置就是多軸伺服驅(qū)動(dòng)控制器。這種控制器能同時(shí)對(duì)切絲機(jī)進(jìn)行邏輯控制、工藝控制和運(yùn)動(dòng)控制，同時(shí)支持刀輥電機(jī)和排鏈電機(jī)同步運(yùn)動(dòng)的控制功能。但是這種控制裝置也存在一定的不足，比如采用這種控制器需要投入更多的成本，而且它的編程語(yǔ)言有別與一般的PLC語(yǔ)言，需要用專(zhuān)門(mén)的編程語(yǔ)言才能實(shí)現(xiàn)電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制的任務(wù)。

四、切絲機(jī)機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展

（一）更加智能化

和傳統(tǒng)切絲機(jī)相比，機(jī)電一體化技術(shù)的應(yīng)用將使其變得更加智能化，這也是新時(shí)代整個(gè)機(jī)電一體化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)。隨著科技的進(jìn)步，處理器在信息速度的處理上變得越來(lái)越快，傳感器的集成化也越來(lái)越高，微機(jī)的性能也不斷增強(qiáng)，這些都為煙草切絲機(jī)朝著更加智能化方向發(fā)展創(chuàng)造了有利條件。

（二）更加微型化

隨著微機(jī)械技術(shù)和微型材料的不斷發(fā)展，探索機(jī)電一體化系統(tǒng)向微型化方向發(fā)展已成為可能。如果未來(lái)微機(jī)電一體化設(shè)備體積變得更小，其靈活性將更好，不僅能降低能耗，同時(shí)還能進(jìn)行更精細(xì)的操作。在煙草切絲機(jī)的組件中運(yùn)用微型結(jié)構(gòu)設(shè)備，是其將來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向。

（三）更加網(wǎng)絡(luò)化

網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)給我們的日常生活帶來(lái)了巨大的改變，同樣網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也一定會(huì)對(duì)機(jī)電一體化技術(shù)有積極的影響，讓將來(lái)的機(jī)電一體化朝著更加網(wǎng)絡(luò)化的方向發(fā)展。網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程監(jiān)督和控制技術(shù)運(yùn)用在切絲機(jī)產(chǎn)品中，將大大提高一線車(chē)間的工作效率和工作質(zhì)量，同時(shí)對(duì)于工作人員而言，也有利于減少他們的工作任務(wù)量，減輕工作壓力。

五、結(jié)語(yǔ)

機(jī)電一體化技術(shù)已經(jīng)逐漸應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，也促進(jìn)了機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，催生出了更多新一代的機(jī)電一體化產(chǎn)品。煙草切絲機(jī)的機(jī)電一體化技術(shù)，未來(lái)也一定會(huì)取得更多的進(jìn)步和發(fā)展。

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