
B1卷煙包裝機是德國斯慕門公司生產的卷煙包裝機組,我國煙草行業八十年代至九十年代初大量引進,至今仍是很多卷煙廠的主力機型。B1包裝機組主機BE和RC電控系統以早期計算機芯片8085為控制核心,屬于早期的計算機產品。輔機采用邏輯線路板控制。隨著電子技術的發展、工業控制自動化程度不斷提高,B1包裝機組的控制方式已經落后,目前B1包裝機組主要存在以下問題。
1、故障率高:由于機器長期運行,線路板、元器件逐漸老化,設備的故障率逐年增加。
2、主傳動系統故障率高且價格昂貴:由于主電機為直流電機,維修人員要經常更換碳刷,直流調速系統一旦發生故障,難以維修。
3、維修困難:由于采用是線路板的控制方式,所以在維修時很難判別故障原因。
4、維修費用高:由于關鍵備件依賴進口,特別是主機BE和RC的A、B、C、三塊計算機線路板,供貨周期長,價格昂貴。
5、故障指示簡單:故障指示采用的是發光二極管指示,液晶窗口顯示為英文,簡單且不能顯示更多詳細的故障提示及維修提示。
我公司根據以上存在的問題,結合我們十多年來對B1包裝機組電控系統深入細致的研究,以“簡單實用、穩定可靠”為指導思想,設計開發了B1包裝機組新型電控系統,新控制系統以PLC、工控機、變頻調速器為核心,取代原有控制系統、顯示系統及驅動系統,大大提高了B1包裝機組電控系統的可靠性,穩定性。新型電控系統與原控制系統相比具有以下優點:
1、故障率低:由于PLC具高可靠性、高穩定性,大大降低了控制系統的故障率。
2、將原來的直流驅動系統全部改為通過變頻器控制普通交流電機的調速方式(包括BE、RC主電機、BE及NK的共7個小直流電機),改造后調速方便,維修簡單。
3、維修簡單:由于采用了PLC及人機接口顯示,可以直接從PLC或顯示器上獲取故障信息、維修提示,便于維修人員對故障及時處理。
4、采用工控機顯示BI包裝機組的動態情況:顯示直觀,內容祥實,觸摸屏使得操作方便靈活。
5、控制靈活:由于使用了PLC及工控機,新型控制系統可以根據B1包裝機組的具體情況、用戶的要求,靈活改造局部控制方式及顯示內容。
6、具有通訊功能,預留的報表統計功能及網絡接口便于用戶對機組進行數據采集和集中控制,實現網絡化管理。


總體方案
B1包裝機組由NF卸盤機、BE小包機、RC透明紙包裝機、FHZ/NK條包裝機四部分組成,各部分比較獨立,每臺機器都可單獨運行,但各部分又相互聯系,當聯機運行時每臺機器故障停車都會影響其它機器的正常運行。
為了保持原車各部分之間即相互獨立又緊密聯系的特點,我們對每臺機器分別進行改造,改造后每臺機器都可與舊機器組成機組聯機運行。
一、BE小包機電控系統改造方案
系統構成
1、用新的電器柜取代舊的電器柜:原車舊電器柜經多年運行,部分器件已老化,出現故障增多現象。因此我們用新電器柜取帶舊電器柜進行徹底改造。
電器柜內低壓電器選用西門子和穆勒產品,接線端子選用進口魏德米勒產品,接插件全部選用德國原裝進口的接插件。改造時只需推走舊電器柜,換上新的電器柜既可,節省現場改造時間,整個舊電器柜可完整保留當做其它舊機器的備件。
2、用上位機(工作站)取代原車操作顯示面板及原車電器柜內的CRT顯示器:上位機安裝在原車操作顯示面板位置,具有良好的人機中文接口,任務是進行工況顯示、車速顯示、參數設置、故障指示、故障統計、維修提示、空頭調試、剔除監控(移位寄存器)、輸入監控、輸出監控等,不用打開電器柜,原車所有的操作功能,都可通過上位機用手指輕輕一點來完成。
工作站選用研華的平板計算機,顯示尺寸15英寸,顯示屏為觸摸屏,操作系統采用bbbbbbS2000中文操作系統。
程序軟件是我們自己研發而成,全中文顯示,隨機附帶安裝盤,不需要安裝其它任何依托軟件,直接安裝在操作系統下,加電就進入工況圖顯示接口。接口上設計了關閉上位機按鍵,輕點關機按鍵直接關閉上位機,不進入bbbbbbS畫面,實現了一鍵關機,防止了稍懂計算機者進入bbbbbbS誤操作而使系統出現故障。程序安裝非常方便,只要根據提示操作,車間一般維修人員就可完成。
程序設計了多級密碼功能,根據車間具體情況,可選擇使用。開機密碼可防止無關人員操作機器、參數設置密碼能防止隨意改動參數、維修密碼可授權給機器維修人員。
工作站具有網絡接口,便于車間網絡化管理。
3、PLC可編程控制器:PLC根據廠方要求,可選擇OMRON(歐姆龍)或SIMENS(西門子)。
大家知道,B1包裝機采用角度控制,幾乎所有的傳感器和電磁閥都有檢測角度和動作角度。因此角度的精確采集與處理是電器改造時首先要考慮的問題,也是選用PLC 時首先要考慮的。
B1包裝機的角度來自軸編碼器,機器旋轉一周(生產一包煙)產生256個脈沖,當機器以400包/分鐘運行時,每個脈沖的時間只有0.5毫秒,如果要采集到每個脈沖,PLC程序的運行時間必須要小于0.5毫秒,否則便會丟失脈沖,丟失部分角度。即使采用高速計數器,雖然不會丟失脈沖,但是程序的運行時間過長會顯得反應遲鈍,不利發現故障實時停車。
因此我們選用OMRON公司生產的高速PLC-CSIH、或SIMENS的高速PLC,在角度的處理上采取中斷的方式,及時準確地采集角度及處理。程序的運行周期非常短。
實際使用證明,效果非常好。
4、旋轉編碼器:原車編碼器為增量式編碼器,只有機器運轉經過O位才能檢測到機器角度,而機器在尋找O位過程中沒有角度,與角度有關的檢測及電磁閥不起作用,相關的故障停車保護措施是無效的,存在著隱患。這也是原車要求的,每次加電開機前,小心盤車的原因之一。
因此我們用絕對值編碼器替代增量編碼器,機器一加電就能準確檢測到機器角度,立即進行安全檢測。
5、直流電機改造:BE主電機、RC主電機、BE入口、出口、抖動、大膠罐電機、小膠罐電機、NK透明紙驅動、出口電機共9臺直流電機。這些直流電機全部改為交流電機,用變頻器控制。速度設定通過上位機就可完成。
變頻器選用FUFJ(富士)公司生產的變頻器。
6、溫度控制:溫度控制采用溫度控制器控制,溫度控制器在卷煙行業被大量使用,維修操作人員比較熟悉,容易接受。溫度的設定、顯示簡單明了,操作方便。溫度控制器選用RCK(理化)公司的D系列高精度溫度控制器,控制精確。溫度設定在上位機就可完成。
7、其它:我們對BE包裝機電控系統改造的宗旨是保持外圍設備的原樣性。原車除了旋轉編碼器、直流電機及操作顯示面板外,車上的所有檢測、電磁閥都不改變,所有線路的線號與原車一樣,便于維修。
電路圖紙是用專業的電路圖繪制軟件繪制而成,符合國標,器件的線路去向一目了然。
機器的操作手冊詳細清楚,并且附有大量圖片,每一步操作都有詳盡表述,便于操作人員很快掌握。
二、RC小包透明紙包裝機電控系統改造方案
系統構成:
RC透明紙小包機的改造方案與BE小包機的改造方案相同。
1、用新的電器柜取代舊的電器柜。
2、用上位機(工作站)取代原車操作顯示面板及原車電器柜內的CRT顯示器:上位機安裝在原車操作顯示面板位置,具有良好的人機中文接口,任務是進行工況顯示、車速顯示、參數設置、故障指示、故障統計、維修提示、剔除監控(移位寄存器)、輸入監控、輸出監控等。
工作站與BE的一樣選用研華的平板計算機,操作系統采用bbbbbbS2000中文操作系統。
程序軟件是我們自己研發而成,直接安裝在bbbbbbS操作系統下,不需要其它任何依托軟件。全中文顯示,一鍵關機。
3、可編程控制器PLC選用和BE的一樣。
4、旋轉編碼器:旋轉編碼器也改為絕對值編碼器。
5、直流電機改造:RC主電機改為交流電機,用變頻器控制。變頻器選用FUFJ公司生產的變頻器。
6、溫度控制:溫度控制采用溫度控制器控制,溫度控制器在卷煙廠被大量使用,維修操作人員比較熟悉。溫度的設定、顯示簡單明了,操作方便,容易接受。溫度控制器選用RCK(理化)公司的D系列高精度溫度控制器,控制精確。溫度設定可在上位機完成。
7、其它:原車除了旋轉編碼器、直流電機及操作顯示面板外,車上的所有檢測、電磁閥都不改變,所有線路的線號與原車一樣,便于維修。
圖紙是用專業的電路圖軟件繪制而成,符合國標,器件的線路去向一目了然。
機器的操作手冊詳細清楚,并且附有大量圖片,每一步操作都有詳盡表述,便于操作人員很快掌握。
三、FHZ/NK電控系統改造方案
系統構成:
1、考慮到FHZ/NK的完整性,我們用一套控制系統控制FHZ/NK:PLC可編程控制器安裝在原車FHZ的電器箱內,PLC及低壓電器控制組件已安裝在新的安裝板上,在現場拆下舊的安裝板,換上一樣大小新的安裝板就可節省現場改造時間。
2、觸摸屏:觸摸屏選用FUJI公司的POD-UG430S,顯示尺寸10.4英寸,該POD為真彩色屏,顯示畫面逼真生動。安裝在原車操作顯示面板位置,具有良好的人機接口,任務是進行工況顯示、參數設置、溫度設置、故障指示、故障統計,維修提示、輸入輸出監控等。POD具有網絡接口,為車間網絡化管理提供方便。
3、PLC:可編程控制器選用和主機相同,型號<










