条烟输送系统范文

条烟输送系统范文（精选3篇）

条烟输送系统 第1篇

关键词：ProfiNET,IO控制器,IO设备Profibus-DP,主站,从站,监控

1 引言

条烟输送系统是用于完成卷包车间各包装机所生产的条烟由包装机出口至装封箱机入口段的烟条自动提升、输送和收集任务。

在以往的设计中, 各台设备互相独立, 设备间的数据交换只能采用联控线, 增加了硬件成本, 并且信息量很有限。最近几年采用Profibus-DP总线方式控制, 网速最快只能达到12M, 而且网络抗干扰能力差。如果采用Profi NET总线控制, 数据传输速率能达到100M, 如果是光纤网络能达到1000M, 而且抗干扰能力相当强, 数据的交换相当方便和可靠。各提升机、下滑道及条储存、动力头分散I/O是系统网络内的IO设备, 相当于Profibus-DP总线里的从站。该条烟输送线有一个IO控制器, 相当于Profibus-DP总线里的主站。该控制系统还预留一块以太网模块和车间管理部门通信。

为了实时监控现场设备的运行状况, 并且能够设置参数和切换功能, 采用西门子多功能触摸屏MP377作为人机界面。可以在浏览该线工艺流程的同时监控各设备子站点的生产运行状况和故障信息, 还能统计每个机台的实时产量和查询历史产量。

2 控制范围

条烟输送系统内包含有几种不同的机械设备。烟条包装机出口依次设置的是S型条烟提升机、条烟输送机、下滑道、条储存直到装封箱机入口。

条烟输送的电气控制系统内, 所包含的控制设备站点有提升机站点;下滑道与条储存组成的站点;条烟输送动力头与其相邻离合器组成的站点;辊子输送机站点;丹佛斯变频器站点;上位人机界面站点;及系统主控制器。

3 网络图

Profi NET总线的形式有总线型、星型、树型、环型和混合型, 通常为了减少站点间的相互影响, 一般采用星型和总线型混合的组网方式。为了直观的了解整个系统的网络分布和交换机的端口走向, 采用网络图把交换机和各站点的关系表示出来, 在实际施工时要做到实际的网络分布要和网络规划图的一致, 否则会给网络维护造成不便。以下以南宁卷烟厂条烟输送系统为例。

4 各站点工艺说明

4.1 S型条烟提升机

S型条烟提升机是整个条烟输送系统工作流程的起点, 它与包装机出口对接, 将包装机出口的条烟自动提升到条烟输送线上, 每台提升机电机配有变频器, 提升速度可调。

4.2 下滑道及条储存

下滑道是将条烟输送线上的条烟根据牌号的不同自动分类汇集, 将条烟送入横向收集机, 把条烟的纵向输送变为横向输送。采用选道气缸选择进入该台下滑道的条烟通道, 当选中通道时电磁阀得电气缸伸出, 导杆把条烟截留住从立条变为平条输送并进入滑道送入横向收集机, 没有选中的通道气缸不动作条烟被送入后续的下滑道处理。条储存则是用于当装封箱机出现问题的时候进行烟条临时储存工作, 当装封箱机正常后, 其又自动完成机身内储存的烟条自动排放的工作。下滑道与条储存共用一个S7 300控制器进行控制, 与主站的信息通过总线进行交流。

4.3 条烟输送动力头

条烟输送动力头是拖动条烟通道的动力装置, 每个动力头有1台电机, 每个通道有1个离合器, 电机运行时要离合器吸合和链板才会运转。当该通道发生堵塞和所对应的下滑道停止时只要脱开离合器该道立即停止, 而电机继续运转保证其他通道的正常运转。每个动力头都有自动润滑装置, 可以手动对通道进行润滑, 也可以设为自动润滑。

5 硬件设计

条烟输送电控系统采用Profi NET分布式总线结构。将从包装机出口直至封箱机入口的所有设备, 组合为一个分布式网络, 实现整个条烟输送系统的自动控制、数据采集、产量显示及远程诊断等功能。条烟输送电控系统使用西门子公司S7-317-2PN/DP做为主控制器, 具有功能强大的处理器和交换机功能。交换机采用西门子SCALANCE X200系列网管型, 该交换机应用非常广泛, 用在设备级的现场实时性非常高。

S型提升机和下滑道条储存站点都是采用S7-300PLC和CP343-1网卡和主站组成Profi NET网络, 由于自带PLC, 具有很强的独立性, 在调试时非常方便。条烟输送各动力头子站箱控制的点位较少, 因此采用ET200S远程I/O模块, 具备Profi NET接口, 但是不带CPU功能, 程序由主站完成, 是一种非常经济的控制模式。

综上所述, 整个系统的控制核心采用S7-317 PLC做为主控制器, MP377触摸屏作为系统上位监控设备, 各站点通过Profi NET接口和主站通讯。

6 软件设计

6.1 主控制器PLC程序设计

6.1.1 主控制器硬件组态

首先在主控制器中组态, 通过向导新建一个文件, 然后双击Hardware, 打开硬件组态窗口, 选择CPU317-2PN/DP模块, 并配置成控制器, 再组态带CPU的提升机和下滑道站点, 然后再在他们之间做连接, 设置IP地址和设备名称。然后再组态带PN接口的IM151-3模块, 设置IP地址和设备名称。

6.1.2 主控制器程序设计

采用STEP7 V5.5编程软件进行编程, 采用模块化结构编程, 整个条烟输送系统主站的的控制程序有OB组织块、FC功能块和DB数据块构成。组织块OB是系统操作程序与用户应用程序在各种条件下的接口界面, 用于控制程序的运行。不同的OB有不同的功能。OB1是主程序, 主要完成系统初始化、初始参数设定、调用子程序。FC是自定义子程序块, 包括不同的功能或者某台设备的控制。

6.2 IO设备程序设计

6.2.1 硬件组态

采用S7-300 CPU314控制, 通过CP343-1通讯模块和控制器进行通讯, 在硬件组态窗口点击CP343-1的属性选择该站作为IO设备, 并且输入IP地址和设备名称。然后在OB1程序中调用标准程序FC11 (PNIO_SEND) 和FC12 (PNIO_RECV) 实现控制器CPU与CP343-1模块之间的数据交换。

6.3 MP377触摸屏的组态

采用Wincc Flexible组态软件进行组态, 在主画面上实时监控整条系统中各个设备的状态 (运行、停止、故障) , 使操作员很直观地了解系统的工作状态。组态电机和离合器的手动操作, 实时显示每个通道的烟条产量, 能查询历史产量, 能实现自动交班和手动交班。

7 结束语

条烟输送线传动装置的设计改进 第2篇

物流系统自动化已经成为提高烟草企业自动化水平和管理水平的重要手段[1]。在烟草物流自动化中, 条烟储存输送系统是重要的机械设备之一, 前期的条烟输送线动力传动装置都是以胀套式牙嵌离合传动为主, 而且是不能实现多线的单道在线传动, 其主驱动动力由电机加减速机输出, 主轴通过胀套式牙嵌离合驱动的传动系统供给, 如当前使用的YF611条烟储存输送系统就是其中的一种。由于目前较多条烟输送设备使用的是多条条烟输送线统一控制的方案, 条烟输送线动力头采用带减速箱的电机直接驱动条烟输送主动链轮轴 (轴上固定多个链轮) 的形式, 这种涨套式牙嵌离合驱动的传动装置在使用中存在有以下缺陷: (1) 当一组中的一条条烟输送线的光电检测器检测到条烟输送通道堵烟时, 则电机停止运转, 该组多条条烟输送线的所有条烟输送通道同时停止运转, 短时间内造成大量的条烟堆积, 无法在单条线出现故障时单独维修, 并且不易于装拆、维护不方便, 极大地降低了生产效率; (2) 条烟受到外力作用影响, 造成废品多, 消耗过大; (3) 该组条烟输送设备的所有条烟输送通道同时运行或停止运转, 不能实现在线单道控制, 降低了设备寿命, 浪费了能源[2]。见图1、图2。

1.主轴2.开口内环胀套3.胀紧螺钉4.非自对中定位环I 5.开口外环涨套6.非自对中定位环II 7.链轮固定套8.锁紧螺钉9.链轮

2 改进后的动力牵引传动装置结构及原理

针对当前胀套式牙嵌离合驱动的传动装置在使用中所存在条烟输送通道堵烟时, 出现条烟堆积, 不能实现在线单道控制, 单线单独维修, 降低设备寿命, 增加能源浪费, 不易于装拆、维护方便和提高生产效率等弊病, 在保持产品通用性和继承性的前提下, 通过结构改进, 设计了一种新型动力牵引传动装置, 将在动力头的驱动主轴上串联多个胀套式牙嵌离合驱动改为串联多个单道离合、带缓冲气动牙嵌式链轮驱动, 通过单独地控制气动离合器[4]的接合和分离就能很方便地实现条烟输送过程中输送线与动力头传动的接合和脱离 (即条烟输送线停止或运行) 的工作状态, 见图3。

(1) 牙嵌轮6、12常态是接合的, 当压缩空气压入时, 牙嵌轮才分离。其专为条烟输送工况设计的:条烟输送运行时牙嵌轮多为接合状态, 只有条烟输送线故障时, 牙嵌轮才分离, 故采用牙嵌轮常态接合的方式。

1.主轴2.定位钢球3.轴套4.轴承5.压缩弹簧6.移动牙嵌轮7.挡圈8.螺栓9.法兰盘10.输送链板11.尼龙链轮12.固定牙嵌轮13.端盖14.螺母15.移动轴承套16.气缸体17, 23.密封圈18.弹性胶柱19.螺栓芯套20, 21.向心球轴承22.气动接头24.气动导向销25.平键

(2) 图中表达的是两套相连的单道离合链轮, 中间是直径50mm的主动轴1。左边的单道离合下方的压缩空气入口无压缩空气进入, 故链轮处于接合状态, 输送链板10被尼龙链轮11带动;右边的单道离合下方的压缩空气入口有0.5MPa的压缩空气进入, 故尼龙链轮11处于分离状态, 输送链板不运动。

(3) 左边的单道离合下方的压缩空气入口无压缩空气进入时, 图中的气缸体16被一大一小的向心球轴承20、21支持着, 气缸体处于收缩状态, 直径50mm的主动轴上的定位钢球2将主动轴1的扭力传递给轴套3, 轴套3的长度占据了整个单道离合的长度, 轴套上的平键25将扭力传递给可左右移动的牙嵌轮6。

(4) 该移动牙嵌轮6在轴向受左右两方向的力, 当无压缩空气进入时, 右方向的力为零, 移动牙嵌轮6仅受到左方向的力, 左方向的力来自压缩弹簧5, 压缩弹簧5将移动牙嵌轮6的牙嵌紧紧地压在与链轮相连的固定牙嵌轮12上, 将来自轴套3的扭力传递给固定牙嵌轮12, 继而传给尼龙链轮11, 从而驱动输送链板10。

(5) 见右边单道离合, 当下方的压缩空气入口有0.5MPa的压缩空气进入时, 右边的气缸体被压缩空气压涨, 气缸体通过向心球轴承21向左施加轴向力, 右边气缸体的气胀力克服了左边压缩弹簧5力, 移动牙嵌轮6的牙嵌立即离开与链轮相连的固定牙嵌轮12, 将来自钢套的扭力无法再通过移动牙轮传递给固定牙嵌轮12, 故尼龙链轮11处于脱开自由状态, 输送链板10不运动。

(6) 气缸体的芯部被一大一小的向心球轴承20、21支持着, 故无论单道离合处于接合驱动状态, 还是脱开自由状态, 气缸体16都不会受到扭力, 无论何种状况, 气缸体都是不转动的, 十分方便压缩空气入口引入气缸体。

(7) 单道离合带有缓冲装置, 尼龙链轮11中的三组弹性胶柱18, 每组七个弹性胶柱18, 其中五个作正向驱动缓冲, 作离合接合时减少输送链板10正向驱动冲击;每组另外两个弹性胶柱, 作链板脱开后副作用力致反向的驱动缓冲, 减少冲击。三个螺栓8固定着芯套19, 该芯套19直接由固定牙嵌轮12驱动。该装置靠高压空气、气动三联体、气动阀驱动, 电气控制由系统主站控制, 具备自动控制和现场手动控制功能。

3 改进后使用效果

将胀套式牙嵌离合驱动的传动装置改为在动力头的驱动主轴上串联多个单道离合、带缓冲气动牙嵌式链轮, 这样通过单独地控制气动离合器的接合和分离就能很方便地实现条烟输送线与动力头传动的接合和脱离 (即条烟输送线停止或运行) 的工作状态。改进后的传动装置通过在多家卷烟厂条烟输送线的使用, 反映良好, 得到了用户的认可。与前期的胀套式牙嵌离合驱动的传动装置相比, 其显著优点是: (1) 有效杜绝了条烟输送通道堵烟时出现的条烟堆积等现象; (2) 实现了在线单道控制, 单线单独维修, 提高了设备寿命, 减少了能源浪费; (3) 易于装拆, 维护方便, 提高了生产效率; (4) 比起直接电磁离合方式, 单道离合采用气压方式, 是纯机械方式, 不需要引脆弱的电线, 不受电流电压的影响, 过载也不会烧毁 (因为没有线圈) , 更不需要用碳刷引电, 没有电磁噪音; (5) 传递扭矩大, 可靠性高、使用寿命长。

摘要：前期的条烟输送线动力传动装置都是以胀套式牙嵌离合传动为主, 而且是不能实现多线的单道在线传动等缺陷。设计改进后, 在动力头的驱动主轴上串联多个单道离合、带缓冲气动牙嵌式链轮, 这样通过单独地控制气动离合器的接合和分离就能很方便地实现条烟输送线与动力头传动的接合和脱离 (即条烟输送线停止或运行) 的工作状态。有效杜绝了条烟输送通道堵烟时, 出现条烟堆积等现象;实现了在线单道控制, 单线单独维修, 提高了设备寿命, 减少了能源浪费;易于装拆, 维护方便, 提高了生产效率及条盒产品质量。

关键词：条烟输送线,传动装置,单道在线离合,牙嵌,缓冲,气动离合器

参考文献

[1]金桂根.烟草自动化物流工艺设计[J].烟草科技, 2004 (10) :42-44.

[2]马义, 薛建中, 张东.卷包车间条烟输送系统改造设计[J].中国科技纵横, 2010 (2) :16, 19.

条烟输送系统 第3篇

1 关于YF611型条烟空气垫排包机

YF611型条烟空气垫排包机就是为适应卷烟厂生产系统自动化, 减少占地面积要求而开发的新设备。它应用于高架条烟输送线与装封箱机的横向输入装置之间, 将高架输送线上的条烟从纵向运行状态转换为横向运行状态的同时, 由高空输送转换为低空输送, 自动根据生产工艺流程的要求, 柔性地将输送轨道上的条烟进行目标分流, 实现高空输送轨道上条烟与低空装封箱机目标定向的柔性化调整。

2 技术创新点

2.1技术创新说明

YF611型条烟空气垫排包机在从条烟从高空输送到低空的方式上进行了突破性的创新。传统方式:1采用下滑道的方式来实现, 2现有高架条烟输送终端的排包机采用双边同步间歇运动的履带, 包托着条烟, 机械式间歇运动下降, 采用该类结构后的排包机结构复杂, 维护成本高、机械运动摩擦损耗大, 运行噪音大、能耗比较高。

YF611型条烟空气垫排包机是通过多道垂直的透明有机玻璃组成气垫腔, 气垫腔内净空尺寸与条烟立式外观尺寸相仿, 比条烟立式垂直下落时条烟投影尺寸单边大1至4毫米, 且气垫腔下方设置有气密活门。原始状态时气密闸门为关闲状态, 即气密闸门两端不与气垫腔及横向输送机连接。当条烟由高架输送带旁的旋转拨烟机构拨入气垫腔时, 气垫腔下方底部的气密活门处于密封状态, 条烟因重力下落, 迫使下方气腔的空气沿条烟的四个周边挤压, 由于条烟重力下落时, 外沿与气垫腔内表面始终保持着一定的排气空间, 可保护条烟不会与气垫腔内表面产生摩擦损伤。同时, 由于条烟重力下落时, 挤压空气由四边对称的排气间隙缓速排放, 减缓了条烟重力下落的速度, 可保护条烟不会高速碰撞摔伤。当下降的条烟存满气垫腔, 排包机需要往下释放条烟时, 底部的气缸活塞动作, 并带动气密闸门沿闸门轴旋转, 使气密闸门下端与横向输送机连接, 同时, 气垫腔下方的气密活门打开, 释放储存在气垫腔中的条烟。条烟通过滑道缓冲滑至横向输送机上, 由横向输送机送入自动装封箱机的入口。同时, 邻道气垫腔向横向输送机排放时, 由于滑道可以变形, 使条烟可以在滑道下方顺利滑过。本方案的最大优点在于利用空气动力流体力学形成气垫, 对下降的条烟进行平稳、有序地保护及控制。

3 电控流程

(1) 一台包装机 (提升机) 只能选择一个排包机进入包装机。排包机共有9个放烟通道, 每个通道对应上下两层轨道, 上下两层不能同时排烟。

(2) 切换排包机时, 必须确保轨道上无条烟, 以防止条烟从轨道上掉下。

(3) 当输送线上的条烟需要在本排包机下烟时, 从中控的包装机和封箱机的对应关系表中选择相应的排包机。挡烟机构放下、档烟气缸磁环开关检测到信号、排包机已经启动、对应的通道入口没有堵烟、通道烟满后推烟次数没有达到设定次数, 这些条件同时满足时, 则发送联锁信号到条烟输送PLC中, 使轨道允许运行。否则联锁信号禁止。

(4) 当条烟被挡烟机构挡住, 挡烟接近开关延时0.1秒, 推烟电磁阀通电动作, 将条烟推进排烟通道。当推烟电磁阀推烟到位时关闭推烟阀。如果推烟阀动作1.2秒后还是没有到位信号, 则重新推烟动作并报警。

(5) 20条烟满检测有信号时, 光电开关持续检测到有烟堵塞0.5秒, 对应的输送线停机。

(6) 当条烟储满至10条烟满光电管时, 所有通道的翻板式放烟阀都关闭到位&小皮带没有堵烟&小皮带已经运行2秒&, 则夹板式放烟电磁阀打开放烟持续0.6秒后关闭。

(7) 放烟通道的夹板式放烟电磁阀关闭后, 延时1秒再关闭翻板式放烟电磁阀。

(8) 夹板式放烟电磁阀打开次序:以烟满顺序排队, 先满先排放为原则, 如此类推。两个通道放烟电磁阀打开的时间间隔为经过计算所得出的数值。不同通道之间放烟的时间间隔不一致。以便放烟效率最大化。

(9) 当输送线堵烟检测光电开关堵烟达4秒时, 对应输送线停止。

(10) 如果生产结束时, 通道内仍有部分条烟, 则可以触摸10条烟满的光电管, 使得该条烟放出。

(11) 小皮带处堵塞检测光电开关堵塞4秒以上, 禁止夹板式放烟阀和翻板式放烟阀打开。堵烟现象解除后可以立即放烟。

(12) 当条烟储满至20条烟满光电开关后, 对应的输送线联锁信号禁止, 输送线停机。放烟时, 夹板式放烟阀再正常动作时间的基础上延时0.4秒关闭。

(13) 小皮带停止时, 禁止通道放烟阀打开。如果小皮带在停止的瞬间翻板式放烟阀处于打开状态, 则小皮带运行3秒后此阀才能关闭。

(14) 小皮带堵烟4秒后, 禁止所有翻板式放烟阀打开, 把堵烟故障清除后放烟阀自动放烟。

(15) 当生产结束后, 通道中还剩余条烟没有放完时。只需用物体遮挡住10条烟满光的电管即可。注意, 遮挡住10条烟满光电管后, 小皮带需运行3秒后放烟阀才打开放烟。

4 结束语