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    （鄭州輕工業學院，河南 鄭州 410005）閆洪喜
    （中國煙草總公司職工技術進修學院，河南 鄭州 450008）王德吉
    （浙江中煙工業有限責任公司杭州制造部，浙江 杭州 310008）金宗達，張思榮，謝峰
    （新奧集團，河北 廊坊 065001）王 娟
                         
    閆洪喜 （1981-）男，河南沈丘人，大學本科，助理工程師，現就職于浙江中煙工業有限責任公司，主要
從事卷煙工藝方面的研究。

    摘要：根據煙葉(絲)儲柜鋪料車鋪料的控制原理，不改變現場設備硬件，充分利用SIMATIC S7-400 PLC可編程的優勢，通過編制PLC和 ProTool 程序監測鋪料車運行狀況，解決因鋪料車機械傳動故障、電氣自動控制故障等因素造成的儲柜進料段嚴重堵塞和設備安全問題。通過改進有效提高煙葉(絲)進料安全穩定性、提高設備運行效率。程序設計簡單，具有預見性、主動性、推廣性和普及性，潛在的經濟效益得到充分發揮。

    關鍵詞：儲柜；接近開關；鋪料車；堵塞；時鐘脈沖；STEP7

    Abstract: According to the control principle of the tobacco leaves cabinet shop car, the authors propose to make full use of the SIMATIC S7-400 PLC program to solve the blockage of cigarette storage technology which would
jam the equipment and cause security problem. The program would monitor the operation procedure of the shop skip car without changing the hardware equipment. It will improve the stability and efficiency of the operation machine.The program which has the advantage of easy-making, foresight, initiative, and universal access, will bring the potential economic benefits of production into full play.

    Key words: Silo; Proximity switch; Shop skip car; Clock pulse; Step7

    儲葉柜用于葉片加工工藝線或白肋煙加工工藝線上，對葉片進行儲存，調節葉片、葉絲生產，使之平衡。儲梗柜用于梗加工工藝線上，對經潤梗加工后的煙梗進行儲存，調節潤梗、蒸梗、壓梗、切梗絲等工序生產，使之平衡；在儲存過程中使水分被梗組織充分吸收，達到工藝要求。儲梗絲柜用于梗絲加工工藝線，對烘后的梗絲進行儲存，調節梗絲與葉絲之間的配比工藝要求，滿足生產需要。儲絲柜用于混絲加工工藝線上，對加香后的煙絲進行儲存，工作時通過往復、縱橫向向柜內布料，使煙絲的混合均勻并具有一定的醇化作用。

    儲葉柜、儲梗柜、儲梗絲柜、儲絲柜（以下簡稱工藝儲柜）是卷煙生產過程中的重要工藝環節，其正常運行是確保卷煙生產工藝質量的前提和基礎。

    1 儲柜鋪料及其控制原理

    鋪料車在傳動裝置的驅動下，在儲柜有效全長導軌上作往復運動（接近開關控制換向），將輸送來的物料直線式逐層鋪撒在儲柜的輸送帶上。以此往復直到物料到達儲柜高位光電管或是另一儲柜發出要鋪料信號，布料便停止。這里特指出我部的煙絲儲柜鋪料車傳動裝置是電機通過鏈條帶動鋪料車和鋪料帶同時運行（鋪料車和鋪料帶是同一電機驅動），鋪料車和鋪料帶運行原理如圖1所示。
                    
                                圖1  輔料車和輔料帶運行示意圖
    需要出料時，電控柜控制輸送帶傳動裝置和撥輥傳動裝置啟動，輸送鏈帶將物料向出料口方向輸送到振槽，撥輥將物料均勻耙出，直至出料完畢，出料輥物料的多少通過調節底帶傳動裝置的轉速來實現。

    鋪料車傳動裝置或接近開關故障造成前工段分配車物料運輸受阻，本地操作工沒及時發現造成堵塞，然后等到中控室操作工發現或電機過載自動停機，再停機處理故障和堵塞的煙絲，恢復生產起碼需要半個小時，堵塞嚴重的處理到恢復要一個小時以上，直接影響到加香和烘絲設備的停機，對產品的質量造成嚴重的影響，同時操作工在處理堵塞的過程中需要進入儲柜進行人工處理，也存在安全隱患風險。

    解決因鋪料車機械傳動故障和電氣自動控制故障而造成儲柜進料段嚴重堵塞和處理堵塞過程存在的安全隱患問題，提前報警和控制，提高設備運行效率。

    2 故障分析

    為了對工藝儲柜的故障原因進行分析，制絲車間對2004年1月至2006年5月期間的故障記錄和停機次數進行了統計，期間故障記錄如圖2所示，嚴重堵塞停機次數記錄如圖3所示。
              
                            圖2  2004年1月至2006年5月期間故障記錄
                

                         圖3 2004年1月至2006年5月期間造成嚴重堵塞停機次數記錄

    由此可以看出，儲柜堵料是造成停機的主要原因，儲柜堵料有三種狀態：

    第一種狀態：鋪料車前后運行過程中，主動輪軸承使用壽命受限，潤滑不良等導致傳動系統負載加重，鋪料車傳動鏈斷開等傳動系統故障，鋪料帶停止傳送物料，但電機仍然運行，造成分配車出口處開始堵料（如圖4所示）。
                     
                                   圖4  第一種堵料狀態示意圖
   鋪料車監測的循環運行規律：鋪料車前運行或后運行感應接近開關往返換向瞬間，傳動鏈瞬間拉斷，感應銜鐵停留在接近開關上，停止傳送物料，但電機仍然運行，造成分配車出口處開始堵料（如圖5所示）。
                      
                                   圖5  第二種堵料狀態示意圖        
    第三種狀態：前后接近開關故障或感應鐵位置發生變化，導致鋪料車電機運行不換向，物料輸送繼續進行，也會造成堵塞（如圖6所示）。
                       
                                  圖6  第三種堵料狀態示意圖
    3 改進措施

    為了解決工藝儲柜的堵料問題，車間在硬件改進上做了嘗試，在分配車入口安裝煙絲堵塞檢測裝置，但現場安裝使用后發現檢測裝置頻繁失效，無法起到應有的效果。經過對儲柜鋪料和控制原理的分析，鋪料車是有規律的循環的往復運動，可以通過編制PLC和ProTool自動監控程序來達到改進的效果，而且投入幾乎是零成本。

    根據鋪料車的循環運行規律，測定關鍵點位的時間關系是關鍵，一種辦法是人工用秒表來判斷測試，另外更精確的用以下新設計程序監測鋪料車前后運行時間記錄DB52.DBW24得出，鋪料車運行一趟需要時鐘脈沖數23～25秒左右，不超過26秒，超過26秒輸出故障報警，同時停止前工段的分配車運行，鋪料車監測的循環運行規律如圖7所示。
                  
                                  圖7  鋪料車監測的循環運行規律
    根據現場測試鋪料車感應銜鐵感應接近開關時間不超過3秒，鋪料車將進行換向運行，超過3秒輸出故障報警，同時停止前工段的分配車運行。時間程序控制原理如圖8所示。
                   
                                 圖8  時間程序控制原理
    4 改進效果

    對改進后的技術措施告知操作工和設備維修人員，并將相關鋪料車的設備重點納入車間設備點檢和保養規范中，操作工熟知鋪料車運行過程中的報警信息（聲報警和當前柜鋪料車故障或接近開關故障等提示信息報警），維修工熟知傳動系統故障的快速維修技巧等，切實有效地降低設備故障停機率。

    改進后最大特點是鋪料車運行故障造成的進料斷堵塞次數等于零，同時大大降低故障停機時間，改進前后停機時間和次數比較分別如圖9和如圖10所示。
                  
                                   圖9   改進前后停機時間比較示意圖
                    
                                 圖10  改進前后停機次數比較示意圖
    5 結束語

    實踐證明該自動監控程序的合理性，且運行穩定、可靠，解決了生產中的實際問題，為生產設備的穩定可靠運行創造了必要的技術條件，達到了預期改進的效果，同時也為其它平鋪式儲柜的鋪料車安全運行監控提供了新方法和新思路。

    摘自《自動化博覽》2010年第十一期