皮带输送机空压气吹扫装置自动控制解决方法获奖科研报告

皮带输送机空压气吹扫装置自动控制解决方法获奖科研报告

摘

要：烟包经过自动开包机生产处理后，烟包的包装带、外包装箱、内包装物被去除，最后裸露的烟包被自动输送到出料穿梭车上，之后被自动输送到皮带输送机，在输送过程中被剥离的烟叶会堆积在皮带输送机前端的斜坡面上，在斜坡面的底部安装固定了空压气吹扫管用于对堆积的烟叶清扫，清扫过程是由人工控制手动球阀的开启和关闭，由于空压气吹扫装置人工控制存在问题和危害，所以必须综合现场因素来解决空压气吹扫装置自动控制方案。

关键词：自动开包机;出料穿梭车后端;皮带输送机前端;垂直断面;斜坡面;吹扫管;空压气吹扫装置;人工控制;自动控制;电磁阀

1、自动开包机简介

在烟草加工过程中，自动开包机是制丝生产线上的第一道工序设备，其主要具有自动输送烟包、自动去除烟包的外包装带、自动去除烟包的外包装纸箱、自动去除烟包的内包装物等功能。自动开包机主要有以下功能装置组成：a、去除外包装带装置;b、去除外包装箱和内包装物装置;c、出料装置。

自动开包机的工作过程如下：生产开始后，烟包被自动送入去除外包装带装置，烟包被处理后，外包装带被去除;之后烟包被自动送入去除外包装箱和内包装物装置，烟包被处理后，外包装箱和内包装物被去除;最后裸露的烟包被自动送入出料装置。

出料装置包括出料穿梭车和皮带输送机，出料穿梭车的皮带为花纹皮带，皮带输送机的皮带为光滑皮带;出料穿梭车后端为垂直断面，与出料穿梭车后端相接的皮带输送机前端为斜坡面，吹扫管安装固定在斜坡面的底部。皮带输送机前端的人工控制空压气吹扫装置没有电气控制系统，其管路系统的主要管路元件：手动球阀、空气过滤调压阀、吹扫管等。其工作原理如下：生产过程中，当裸露的烟包被出料穿梭车输送到皮带输送机时，穿梭车的花纹皮带剥落的烟叶堆积在皮带输送机前端的斜坡面上，堆积的烟叶被从吹扫管中泄出的压缩空气向前吹动。

2、空压气吹扫装置人工控制存在的问题

正常情况下，在每天生产开始时，操作员打开手动球阀，从吹扫管中泄出压缩空气，每天生产结束时关闭手动球阀。生产每一批烟包时，出料装置上裸露的烟包是间断地经过吹扫管位置，以及每一批烟包之间的生产间断时间将近一个小时，或者操作员疏忽忘记关闭手动球阀，这样浪费了大量的压缩空气，从而造成了极大的成本开支。

3、空压气吹扫装置人工控制的危害

如果生产过程中，操作员一时疏忽没有打开手动球阀，吹扫管中没有压缩空气泄出，积聚在皮带输送机前端的斜坡面上的烟叶会打滑，几分钟之后在斜坡面上会堆积大量的烟叶，而此时出料穿梭车不断地进退运动，会挤压斜坡面上积聚的烟叶，烟叶被压碎、被抛落到轨道上和地面上，而且会污染烟叶，造成烟叶损失率高;严重情况下，会导致皮带输送机移位，出料穿梭车被卡，设备受损，造成故障停机。

4、空压气吹扫装置自动控制方案论证

由于空压气吹扫装置人工控制存在问题和危害，必须采用自动控制方案。空压气吹扫装置自动控制方案如下：增加电气控制系统，电气控制系统的执行机构为电磁阀，电磁阀串联在其管路系统中，当电磁阀得电打开，从吹扫管中泄出压缩空气，当电磁阀失电关闭，吹扫管中没有压缩空气泄出。

a、方案一

采用与自动开包机上电断电同步控制

此种自动控制原理如下：当自动开包机一上电时，电磁阀得电打开，从吹扫管中泄出压缩空气;当自动开包机断电时，电磁阀失电关闭，吹扫管中没有压缩空气泄出。此种自动控制方案会在生产过程中浪费压缩空气，也会在等待生产过程中浪费压缩空气，总之，浪费压缩空气非常大。

b、方案二

采用与自动开包机的生产状态同步控制

此种自动控制原理如下：当自动开包机一进入生产状态时，电磁阀得电打开，从吹扫管中泄出压缩空气;当自动开包机一退出生产状态时，电磁阀失电关闭，吹扫管中没有压缩空气泄出。此种自动控制方案只是在生产过程中需要压缩空气，相比方案一节省了很多压缩空气。

c、方案三

采用与皮带电机同步控制

此种自动控制原理如下：当皮带电机工作时，电磁阀得电打开，从吹扫管中泄出压缩空气;当皮带电机停止工作时，电磁阀失电关闭，吹扫管中没有压缩空气泄出。此种自动控制方案只是皮帶输送机在输送裸露的烟包时，需要使用压缩空气，在生产过程中的其它时间内不需要使用压缩空气，而且吹扫堆积的烟叶效果非常好，这样大大地节省了压缩空气，极大的俭约了生产成本开支。因此采用方案三，非常经济，并且在生产过程中不会出现设备隐患和故障。

5、现场措施论证

自动开包机的电控系统主要由1个电控主柜和多个现场控制箱组成，系统以CPU414-2作为主站构成PROFINET和PROFBUS工业现场总线，PROFINET和PROFBUS挂有多个从站，主站位于电控主柜内，从站位于现场控制箱内。由于是现场改造项目，采用与静态皮带称电机同步控制方案时，需要综合现场因素，选择最佳的现场措施。

a、措施一

在主站CPU414-2中增加程序段，并在从站中定义一个输出点来控制中间继电器，从而控制电气控制阀。此措施需要对自动开包机的程序比较熟悉，占用了从站的O点，增加了一个中间继电器，而且中间继电器与电磁阀的连接电线很长，现场布线非常麻烦。

b、措施二

电磁阀直接与静态皮带称电机的两个接线端相连，由于电磁阀的功率只有5瓦，而电机功率为1.5KW，满足技术要求，运行时不会引起电机空开跳闸和电机相电流之间不平衡，而且现场布线很短，极简单。此措施非常简单实用，成本低，维护简单。

6、现场措施实施

电气控制系统的主要元件有一个急停开关和一个380VAC二位二通电磁阀，电气控制接线图见图一，而380VAC二位二通电磁阀串联在管路系统中，串联的位置在空气过滤调压阀和吹扫管之间。图二为