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松下电工PLC在废烟支烟丝回收设备中的应用

2006/5/13 23:43:00

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1 引言
  废烟支烟丝回收设备是对卷接机组产生的废烟支或跑条烟进行回收再利用的设备。当前,此类设备的电气控制部分仍然采用的是常规的继电器、中间继电器和时间继电器等,存在着故障率高、维修难、耗能高、噪音大等缺陷,因而生产效率较低、成本高,所以,随着自动化控制技术的不断发展和应用领域的不断扩大,废烟支烟丝回收设备的自动化程度亟待提高。本文介绍了基于PLC控制的废烟支烟丝回收设备,经该设备处理的废烟不需对回收烟丝做任何工艺处理,就能及时直接地送入卷烟机供料系统,在节省费用的条件下,保证了回收烟丝的质量。

2 设备简介
2.1 设备的构成简介
该设备主要由上料电机、梳理筛电机、主电机、上振筛电机、下振筛电机、除尘电机和电磁阀等组成。上料电机驱动上料带,将废烟支送到梳理筛上,其速度通过变频器控制;梳理筛将送来的烟支梳理成一个方向,送给切刀并将其拨开;切刀由主电机驱动和控制,电机的速度通过变频器调节;上振筛和下振筛将拨开的废烟支的烟丝、烟纸和过滤嘴等分离开,并通过不同的出口分类入箱;除尘电机用来将工作过程中的粉尘抽出室外,减少室内污染;另外,设备中还有金属检测传感器,用来检测废烟支中的金属物,如果检测到有金属物必须及时打开电磁阀控制的门将其排除,以免损坏切刀。

2.2 设备的工作流程
  设备工作于两种方式,即自动控制方式和手动控制方式。自动工作方式满足了高效率的生产,但由于该设备的运行的特性,即启动时应该先启动主机,最后启动上料电机;停车时应该先停止上料,最后才能停止下振筛;所以也决定了设备在自动控制方式下的启动顺序和停车顺序流程也具有特殊性,如图1所示。手动工作方式主要用于设备的调试,工作流程中的每个动作均可单独地启动和停止控制,启动后也可用于正常生产。这种方式下的控制流程较简单,不再复述。




3 控制系统的软硬件设计
3.1 PLC的选择
在该设备中,产生输入控制信号的设备有:工作方式转换开关、每个电机的启停按钮、自动方式下的启停按钮、急停按钮、每个交流接触器的辅助常开触点、低压断路器的辅助常开触点和金属检测传感器的信号输入等。输出设备主要有:每个电机的交流接触器及其对应的在配电柜上的运行状态指示、电磁阀及其状态指示、两个变频器的控制信号和故障报警等。因此,该设备共需要30多点的输入信号,20多点的输出信号,按照选择可编程序控制器的原则,考虑到以后扩展的需要,I/O点数留有一定的余量,这里选择了松下电工FP1-C72继电器输出类型的PLC,其I/O点数为40/32。

3.2 软件设计
根据设备的工作流程和用户的实际要求,由PLC实现的废烟支烟丝回收设备自动控制系统的流程图如图2所示。由于篇幅有限,这里略去了子程序和手动程序的流程图。


在程序设计中,除了具有设备要求的手动和自动控制功能、急停功能以外,还有以下特点:
1)、奇偶控制特性:
该设备中,除了复位按钮以外的所有控制按钮,均具有奇偶控制特性,即奇数次按下按钮时该按钮起启动按钮的作用,偶数次按下按钮时该按钮起停止按钮的作用。因此,既节约了硬件费用,又节约了PLC的I/O资源。
2)、安全保护特性:
在设备正常运行过程中,上料电机、梳理筛电机、主电机、上振筛电机、下振筛电机和电磁阀等必须协调同步运行。一旦由于某路低压断路器、交流接触器及其熔断器出了故障,该设备必须立即停车。例如上振筛电机回路中的交流接触器因机械故障卡死而不能吸合,这时PLC虽然有信号输出,但电机却不能启动运行,因而会造成废烟支积压,所以必须立即停车。为了满足这一技术要求,利用交流接触器的辅助常开触点、低压断路器的辅助常开触点作为PLC的输入信号,通过软件设计合理的安全保护和报警功能。
3)、金属物检测:
在要回收的废烟支中经常会混有一些像螺丝、金属保险丝和铝片等金属物,这些金属物将会严重地损坏切丝刀片,有时会危及到人身安全。所以,在上料过程中必须对金属物进行检测,发现金属物时将其自动排除。为此设备中装有金属检测传感器,结合可靠的软件设计完全满足了金属物检测的需要。

4 结束语
  基于PLC设计的废烟支烟丝回收设备通过运行证明其结构紧凑,操作方便,运行安全可靠;每小时回收废烟支80多公斤,明显地提升了此类设备的自动化程度,大大降低了工人的劳动强度,提高了劳动生产率,产生了良好的经济效益。




参考文献
[1] 汪晓光,孙晓瑛,王艳丹.可编程序控制器原理及应用[M].北京:机械工业出版社,1994。
[2] 张凤珊.电气控制及可编程序控制器[M].北京:中国轻工业出版社,200.161-182。

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