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第二章 ZB25型软盒硬条包装机组MICRO电控系统第二章 ZB25型软盒硬条包装机组MICROII电控系统第一节ZB25型软盒硬条包装机组MICROII电控系统概述随着世界科技的不断发展，各种先进的电气元器件及控制手段大量应用到了生产中。在这个过程中，烟草机械设备作为一种比较特别的生产设备，其电气控制部分也得到了飞跃发展，各种先进的电气元器件应用到实际的烟草设备中。这里我们仅把目光投向近几年来卷烟包装机的电气控制部分。与我国原有的包装设备相比，20世纪80年代我国各大烟厂广泛使用的6000型横包机组彩了光电开关/光导纤维控制器/接近开关等传感检测器件和交流变频调速驱动系统。80年代未、90年代初，国内一些烟厂开始使用意大利G.D公司配备FZ电气控制系统的X1包装机组，该机除了机械部分的合理化比6000型横包机组有较大进步外，严格地说其电气系统所使用的各种电气元器件并没有质的飞跃，只有繁杂的程度有所增加。随着设备运行速度的不断提高，原有的电气元器件及控制手段已不能适应更为繁杂的生产控制过程，崦越来越复杂的电气线路给操作维修带来了极大的困难，在这种情况下微机系统被引用到包装机上。意大利的G.D公司首先使用MICROI系统，在此基础上，发展完善到现在的MICROII系统。现在，该系统不但应用到X1包装机上，同时也应用到X2等机型上。这一控制系统，预计将成为该公司产品的首选控制系统。一、MICROII控制系统这一系统究竟先进在什么地方呢？先简单作一说明。（一）MICROII控制系统的主要特点这里所指的特点，是相对于X1包装机原来使用的FZ系统和直流拖动控制系统而言的。1、开放式系统结构该系统为开放式结构，可随时引入新的特殊用途的控制装置，而无需对整个硬件系统作大的改动。2、应用高级语言编程选用了一种用于软件开发的专用高级语言-G.D语言进行编程，最终用户可根据各种特殊的需要，开发新的控制程序。3、高度综合的电机驱动器控制所有的控制和工作过程都被综合在同一系统中，由一台电脑进行统一控制。4、高性能的硬件结构5、设有方便用户的操作接口-OPC控制台通过OPC，可直接调整生产参数。6、具有自诊断功能自诊断功能可以扩展到所有的装置，对此，将在后面加以说明。（二）MICROII系统结构MICROII系统（图1）通过与下列各子系统的内部连接，对生产线进行管理。1、具有集中执行对一台或多台机器运行过程控制功能的中央控制器。2、用高分辨率、彩色显示功能的用户接口。3、执行“使用G.D专利规则”的子系统之间的接口和通信功能的G.DLAN网络。此系统装有一个双层欧洲标准的机笼（图2）内，带有16个可用插口，左侧第一个插口由CPU（INTEL80386）主控制板占用，因此，有15个空插口可供现场接口板使用。如果要安装的板超过15块，则可以给系统再扩展一个或多个机笼，最多扩展7个，这样系统可连接的接口板最多可达157块。所以，从主机笼开始，最右侧的插口用于接扩展板，以连接焉个机笼。图1 MICRO II 系统结构图2 MICRO II 机笼按这种方法，每个机笼上的第块板，无论是主板还是扩板，都有以它所在机笼号和插口号定义的单一地址。其他接口板有下列各种类型：（1）数字输入板32位光电隔离，24V数字输入。具有对输入电路和传感器的自诊断功能。（2）数字输出板32位光电隔离，24V-750ma数字输出。具有短路保护及对负载电流进行检测的自诊断功能。（3）绝对值编码器板 处理分辨率达每圈2880个脉冲的绝对值编码器的输入信号和8位数字输入信号。（4）模拟板 控制32位光电隔离模拟通讯通道。每个通道均可通过程序设置为输入或输出。（5）步进电机板 处理8台步时电机和8位数字输入信号。（6）直流电机板 处理2台直流电机和8位数字输入信号。（7）串行通信板 控制4个串行通道。虽然，MICROII系统为生产线的配置提供了最大自由度，因为它独特地使用了下列极限：生产线上最多可有16个子系统（图3），相当于G.DLAN网络上32个结点。一个单独的子系统接口信息系统。如果多个开发系统同时存在，则这些系统必须在不同的机器控制器上工作。图3 MICRO II 子系统（三）用户接口用户接口（图4）由一个彩色VGA图形视频显示器和键盘组成。显示器有16种颜色，分辨率为640480，由INTEL80386微处理器板控制，与G.DLAN网络接通。用户可以使用数字键及两套功能键（菜单键和低位键）进行最终的数字输入。根据所选的菜单或显示屏，两套功能键可以设置不同的功能。用户接口也叫OPC，其中文含义是操作控制台。OPC在整个MICROII系统中是该系统实现人图4 MICRO II 用户接口机对话的工具，其对活功能主要表现在操作者 图4 MICRO II 用户接口对机器的控制和机器运行状况的显示两个方面，具体功能及操作见本章第五节。（四）PLC/MP2控制器的选择功能此子系统满足了当今现代化工厂的通信要求，任何情况下通过专门的接口，都可以开发专用子系统以满足用户特殊的要求，同时先进的G.D语言使编程变得极为方便。总而言之，MICROII系统的优越性可简单归纳为如下几点：保护了FZ、MICROI系统的所有功能及优越性。提高了模块和硬件配置灵活性，有利于电控柜的合理化、经济化生产。增加了自诊断功能，因为所有的板都是“智能”型的。使用了功能更强的微处理器，加快了控制器运行速度。增大了与用户信息系统连接的可能性。G.D语言使编码更加简便，用户在自己的办公室也可以编写和修改应用软件。二、ZB25型包装机组的组成ZB25型包装机组的机械部分按流程及功能分，有YB15型（A400）卸盘机、YB25型（X1）软盒包装机、YB55型（CH）盒外透明纸包装机、YB65型（CT）硬条包装机、YB95型（CV）条外透明包装机五部分。而电气部分可分为电控柜和机身上电气装置两部分。三、ZB25型包装机组MICROII系统的电气控制柜本机电气柜是组合柜，形状如图5所示。电气柜内部安装有各类控制继电器、保护装置、电机接触器、变频器、变压器、冷却装置、专用电路板和按钮开关等元器件。（一）供电系统本机电源为380V、50Hz三相交流电，先送至电气柜的总进线端，然后通过Q1向各变器送电，再由变压器向程控制单元送电。另外通过Q2向拖动系统供电，而Q2的合闸必须满足一系列条件，包括所有紧急停车开关必须处于释放状态，氖安全防护开关触点无故障，所有输出电源部分必须无短路等。表81列出了各变压器的输出及整流电源的保护、用途等。（二）电所柜上的按钮面板图5 ZB25型 MICRO II 机组该板在电气柜的前面，其布置如图6、元件电气柜俯视 清单如表2。表21（三）电气柜中的变频器板该板也在电气柜的前面，打开按钮面板门，就能看到，其布置如图8-7，元件清单及功能如表8-3所示。在此板旁边有一温控开关，用以检测电气柜内温度，一旦过热则发出报警信号。0（四）电气柜中的空气工关与熔断器 图6 ZB25型 MICRO II 机组电气 板柜按钮板上元件 打开电气柜后门（2块块连在一起的门，左门、右门）所见的右面一块板，就是该控制板，图7 ZB25型 MICRO II 机组变频器板表2其布置如图8，板上元件清单及功能如表4所示。从图、表中我们可见该板装有熔断器、空气开关、整流器和变压器T4。图8 ZB25型 MICRO II 机组空气开关与熔断器板表4（五）电气柜中的断电器板打开后门，位于左侧的为继电器板，用于除了主电机外的其他电机的拖动控制，但特殊的电机则另外有电机驱动器控制，其布置如图9所示，表5示出了各继电器等器件的详细功能。图9 ZB25型 MICRO II 机组继电器板表5（六）电气柜中的固态继电器板该板位置如图5所示，其布置如图10所示。机器上所有加热器均由该板上的固态继电器拖动，各电磁铁装置亦由这些器件控制。本机这些固态继电器都有诊断功能，对于负载过电流或断路作出判断并将信号送至控制器。各器件的功能见表6。图10 ZB25型 MICRO II 机组固态继电器板表6（七）电气柜中的电路板在电气柜的正面右侧，安装有两个机笼，上面的一个机笼，安装了16块板，其中N1为CPU板，是整个电气系统的核心，其余各板分别具有特定的功能如表7所示。下面的一个机笼中安装的几个特殊器件则实现对机器上特殊电机的控制。在两个机笼中间一同轴电缆终端接口，这个接口的作用是让调试者通过特殊的转换装置完成信息的相互传递，见图11。表7图11 ZB25型 MICRO II 机组电气柜中电路板（八）电气柜中的其他器件在电气柜的左侧是各种插件端子，在顶部除了各种接插端子外，还安装了空气调节装置A10，通过这一装置进行柜内外的热交换。四、ZB25型包装机组MICROII系统的机器控制部分该系统的机器控制部分按照元器件的功能可以分成检测元件、执行元件、操作元件三种类型。（一）检测元件本系统配备了多种检测元件，对烟支、商标纸、铝箔纸、封签、小包透明纸及拉带、条盒纸、盒透明纸及拉带等各种包装材料进行检测，对机械的运行状态进行检测，根据被检测对象的不同特殊而采用了不同的检测元件，这些元件大致可分为带自诊断的电感式接近开关、带自诊断的电容式接近开关、不带自诊断的电容式接近开关、对射式光电开关、反射式光电开关、带放大器的光导纤维、气压式检测元件、微动开关等。同时还使用热电耦配合特制的压频转换器来实现对加热器加热温度的检测。在这里特别要介绍的是带自诊断的接近开关，这些元件之所以说它具有自诊断功能，是因为它在通电状态下，对应高低电平输出具有特殊的波形，供输入板上的插件15AD02A识别元件本身的好坏，其波形如图12所示。图12 带自诊断的接近开关的输出波形0000另外，在图13中画出了热电耦与压频转换器的接线图，结合图14所示，可以看出对应温度0500，通过压频转换器输出10001500Hz的频率信号到模 拟量板，从而实现对加热器温度的检测。 图13 热电耦与压频转换器的连接图14 压频转换器输入 输出波形图图15 固态继电器控制框图（二）执行元件本系统的执行元件可分为电动机（包括拖动电动机，胶缸搅拌电机，烟库搅拌电机，油泵电机，负压电机，拉带展开电机）和电磁阀、电磁铁等。图17 YB55型盒外透明纸包装机操作面板其中电动机由变频器和特殊电机驱动器以及交流电源拖动，电磁阀由输出板直接拖动，而电磁铁则由输出板控制固态继电器，再由该固态继电器来拖动。该固态继电器具有特殊的结构，一方面它可实现对负载的开路，过载及短路检测；另一方面它又可通过其内部触点向输出板反馈信息，实现诊断功能。这一点，我们可由图15所示中看出其控制过程。图16 YB25型软盒 （三）操作元件包装机操作面板 在本系统的机器上，操作元件按分布位置可分为以下三个部分。1、YB25型软盒包装机的操作面板上各键，其排列可见图16所示，其功能见表8。2、YB55型盒外透明纸包装机的操作面板，其排列可见图17所示，其功能见表9。3、YB95型条外透明纸包装机上的操作面板，各键的排列见图18所示，功能见表10。表8 YB25 型操作面板各键名称及功能 表9 YB55 型操作面板各键名称及功能表10 YB95 型操作面板各键 名称及功能图18 YB95 型条外透明纸包装机操作面板五、ZB25型包装机组MICRO II系统的信号输入、输出本系统的输入、输出信号主要由一块模拟量输入/输出板、八块数字输入板和三块数字输出板处理。为了能较容易地分析各个控制过程，现将各信号的连接用下面的简图（图19图30）表达。图19 N2号模拟量板输入/输出点 图20 N6号板输入点图21 N7号板输入点 图22 N8号板输入点图23 N9号板输入点 图24 N10号板输入点图25 N11号板输入点图26 N12号板输入点图27 N13号板输出点图28 N14号板输入点图29 N15号板输出点图30 N16号板输出点第二节 YB15型卸盘机电气系统工作原理YB15型卸盘机的功能是向小包机输送烟支，在机器上安装了用于检测与执行的元件如：光电开关、接近开关、微动开关、拖动电动机等，各元件的位置如图31、32所示，各元件的名称与功能如表11所示。另外，2K616、2K2是烟盘输送器电机2M616的空盘、满盘输送控制接触器，2K617是翻盘电机2M617的控制接触器，而2K790是烟盘传送链电机2M790的控制接触器。它们均位于电气柜中的继电器板上。图31 YB15型卸盘机检测系统 图32 YB15型卸盘机检测系统凸轮一、YB15型卸盘机循环控制原理为了保证小包机的正常运行，卸盘机必须严格按照规定的自动循环过程来执行动作，那么为了使卸盘机运行在自动循环过程中，首先要满足三个条件：表111、“X”烟库排空按钮2S2必须处于不受压状态见图24，N10的22号脚，2S2的常闭触点21，22脚必须闭合，即输入一个高电平。如果2S2受压，即无高电平输入，则机器停机并显示红色信息“GIGARETTE RESERVE NOW BEING EMPTED”（烟支储存器正在排空）和黄色信息“SELECTOR：CIGARETTE RESERVE EMPTYING”（烟支储存器排空选择器），“CIGARETTE RESERVE NOW BEING EMPTIED”（烟支储存器正在排空）。在复位后，红色信息消除，黄色信息保留，卸盘机仍能运行，当小包机将烟库内及翻盘器内烟支开完后，卸盘机则自动停止。2、卸盘机运行选择开关2S9必须处于不受压状态，即处于“自动”运行状态见图25，N11的17号脚2S9的常闭触点21，22脚必须闭合，即输入一个高电平。如果2S9受压，即无高电平输入，则显示红色信息“A400 IN MANUAL STATUS”（A400运行在手动状态）。复位后，卸盘机可实现空运转手动循环，而小包机则不能运行。3、“X”烟库推烟排脱机检测开关2S117有感应，推烟排处于联机状态。在满足上面三个条件后，则可以从循环起始点来分析整个循环过程。当按了小包机上的复位键后，卸盘机即处于等待运行状态。当小包机运行后，烟库内烟支不断减少，使烟库内烟支高度检测开关对射式光电2B268不遮光，见图25，N11的31号脚，光电放大器2A268的10号脚输出为高电平，这样N16的29号脚输出为高电平，见图30，使翻盘电机控制接触器2K617吸合，2M617得电而带动翻盘动作，在翻盘电机动作一定的转数即翻盘运行一定的相位后，翻盘条件保持凸轮微动开关2S243开始受压，2M617继续得电运转，翻盘动作将烟支送入烟库，2B268遮光，相应输入点无高电平输入，而此时2S243受压，见图25，N11的30号脚，微动开关的常闭触点断开，无高电平输入，使N16的29号脚输出为高电平，2K617继续吸合，2M617得电，一直到2S243不受压，翻盘电机停止运行，在翻盘电机运行过程中当翻盘运行到最前面位置，翻盘动作已结束，但翻盘电机继续运行，此时，空盘输送启动凸轮检测开关2S242开始不受压，见图25，N11的29号脚，2S242的常闭触点闭合，该脚位有高电平输入，那么N16的32号脚输出为高电平，见图30，空盘输送控制接触器2K616吸合，输送器电机2M616得电，空盘输送器将空盘送出，直至烟盘输送器右行结束检测开关2S240感应，见图8-25，N11的21号脚，2S240感应后出高电平，于是N16的32号脚无高电平输出，2K616不吸合，2M616停止。这时，N16的30号脚将输出高电平，见图30，烟盘传送链电机控制接触器2K790吸合，2M790得电，传送链动作将空烟盘往前移，而此时传送链条件保持凸轮微动开关2S261受压，见图25，N11的23号脚，当传送链向前运行一定相位后，2S261被释放，其常闭触点闭合，N11的23号脚有高电平输入，它将保持传送链一直动作，直到2S261再次受压。而在2S261被释放，传送链再转过10后，满盘输送器开始凸轮微动开关2S262被释放，见图25，N11的22号脚，2S262的常闭触点闭合，相应输入点有高电平输入，则N16的31号脚将输出高电平，见图30，这样满盘输送器控制接触器2K2吸合，电机2M616得电，输送器将满盘送入，直到烟盘输送器左行结束检测开关2S239有感应，见图25，N11的27号脚，2S239输出高电平，那么N16的31号脚无高电平输出，2K2不吸合，2M616停止。而此时翻盘器内烟盘在位检测开关2S244应该检测到烟盘，见图25，N11的28号脚有高电平输入。这样卸盘机就完成了整个循环过程，回到下一循环的超始位置。二、YB15型卸盘机辅肋检测及安全保护为了保证卸盘机的正常运行，机器上安装了有关的辅助检测点及安全保护点，主要有以下几个功能。（一）过多空烟盘的检测由于卸盘机在完成每一个循环周期后，都将在传送链的前方增加一个空盘，过多的空盘将引起烟盘的坠落及人员的损伤，因此，在传送链的前部安装了一个电容式的接近开关2S256用来检测过多的空盘，见图25，N11的19号脚，正常情况下，2S265无空盘遮挡，输出为高电平，而一旦过多的空盘遮挡住2S265，输出变为非高电平，这时将停机，并显示红色状态信息“TOO MANY EMPTY TRAYS”（过多的空盘），那么必须取走空盘，2S265输出高电平，再按复位键即可恢复正常。（二）满盘存在检测为了正常运行，卸盘机传送链上应保持最少1-2个满盘。因此在传送链的相应位置安装了一个微动开关2S264来检测满盘的存在，见图25，N11的26号脚，正常情况下，2S264始终受压，其常闭触点断开。而该位置上无满盘存在时，2S264不受压，常闭触点闭合，N11的26号脚有高电平输入，这时会停机并显示红色信息：“NO FULL TRAYS”（无满盘）。但这一功能在小包机运行于烟库排空状态或卸盘机运行于手动状态时，即2S2或2S9受压时，被抑制。（三）传送链转矩离合器的检测烟盘变形或位置不正确均可造成传送链的运行不畅。为了保护机器和烟盘，YB15型卸盘机的传送链安装有转矩离合器，一旦过载，离合器脱开而触发检测传感器2S266，见图25，N11的25号脚，2S266输出高电平给相应脚位，那么机器停止并显示红色状态信息：“TORQUE REGULATOR, TRAY CONVEYOR CHAIN”（烟盘传送链扭矩离合器过载）。（四）烟库输送器转矩离合器的检测烟盘变形或不到位将造成烟盘输送器的运行不畅。为了保护机器的烟盘，YB15型卸盘机的烟盘输送器安装了转矩离合器。如果运行过载，离合器会脱开，检测传感器2S241将会感应，见图25，N11的24号脚有高电平输入，则停机并显示红色状态信息：“TORQUE REGULATOR,TRAY CONVEYOR”（翻盘器扭矩离合器过载）。三、YB15型卸盘机故障分析由于原辅材料不合标准或操作错误等各种原因，卸盘机均会出现故障，对于不同的故障原因，均有不同的红色信息作提示。下面结合可能出现的红色信息，对故障原因作一些分析。（1）显示红色状态信息：“A400 FULL TRAY PROXIMITY NOT DETECTED”（未检测到A400满盘接近）。在满盘输送电机开始运行，即微动开关2S262释放后，延时超过9s，如果此时翻盘机上烟盘在位检测开关2S244还未检测到烟盘，则停机并显示上述红色状态信息。（2）显示红色状态信息：“BREAKDOWN：TRAY PASSAGE ON TRANSPORTER”（输送器上烟盘传送故障）。满盘输送器将烟盘送入的过程中，输送器通道烟盘存在检测开关2S267应检测到烟盘，见图25，N11的20号脚，该脚位应有一个高电平输入，如果到2S244已经检测到烟盘，而2S267还未检测到，则停机并显示上述信息。（3）显示红色状态信息：“A400 TRAY OUT OF POSITION”（A400烟盘错位）。按复位键后，如果机器处于循环起始点，这时，如果在翻盘还未动作之前，2S244就检测不到烟盘，就会停机并显示此信息。（4）显示红色状态信息：“A400 TIPPER CAM OUT OF POSITION”（A400翻盘器凸轮错位）。机器处于循环起始点，并且还未检测到烟库缺烟，即翻盘电机未动作，这时如果2S243已经处于不受压状态，并且还未检测到烟库缺烟，即翻盘电机未动作，这时如果2S243已经处于不受压状态，说明该凸轮位置不对，即停机并显示此信息。（5）显示红色状态信息：“NO CIGS.DETECTED AFTER TIPPING”（翻盘未检测到烟支）。烟库中烟支料位下降而引起翻盘动作，如果在翻盘电机得电2s后，对射式光电管2B268还未被遮光，则停机并显示此信息，如果机器处于手动运行状态下，该功能将被抑制。（6）显示红色状态信息：“EMPTY TRAY TRANSPORT CAM OUT OF POSITIONA”（空盘输送器凸轮错位）。在循环起始点，如果翻盘电机还未得电，而2S242已经被释放即其常闭合触点闭合或翻盘电机得电1s后，2S242未释放，则显示此信息。（7）显示红色状态信息：“TIPPER POSITION NOT DETECTED”（翻盘器位置未检测到）。在翻盘电机动作2s后，如果2S243还处于受压状态即常闭触点仍断开，则显示此信息。（8）显示红色状态信息：“EMPTY TRAY TRANSPORT CAM EAPLY”（空盘输送器凸轮过早）。这是因为2S243未释放而2S242已经释放。（9）显示红色状态信息：“END OF CYCLE ON A400 TIPPER NOT DETECTED”（A400翻盘器循环结束未检测到）。正常情况下，2S243释放后2S242释放，然后2S243受压，而2S242依然处于释放状态，如果2S242释放后1s内2S243不受压，或者2S243在2S242受压后再受压，就显示此信息。（10）显示红色状态信息：“PROX.FOR A400 EMPTY TRASP.NOT DETECTED”（A400空盘输送器接近未检测到）。空盘输送器电机动作9s后，2S240仍未检测到输送器位置，则此红色状态信息显示。（11）显示红色状态信息：“A400 CHAIN CAM OUT OF POSITION”（A400传送链凸轮错位）。空盘输送器还未将空盘输送到位，即2S240无高电平输入，而2S261已经释放;或者满盘输送器已经将满盘输送到位，即2S239已经感应出高电平，但是2S261仍未受压或2S261在2S262受压后再受压，那么此信息将显示。（12）显示红色状态信息：“FULL TRAY TRANSPORT CAM OUT OF POSITION”（满盘输送器凸轮错位）。2S261释放后，启动一个定时器，如果3s后，2S262还未释放，即满盘输送器启动指令仍未得到，将显示信息。（13）显示红色状态信息：“CHAIN POSITION NOT DETECTED”（传送链位置未检测到）。空盘输送器到位检测开关2S240感应出高，传动链电机2M790动作，如果经过6秒延时2S262仍未释放，将显示此信息。（14）显示红色状态信息：“FULL TRAY TRANSPORT CAM EARLY”（满盘输送器凸轮过早）。空盘输送器到位后，2M790动作，如果2S262在2S261前释放，将显示此信息。（15）显示红色状态信息：“A400 CHAIN END-OF-CYCLE NOT DETECTED”（A400传送链循环结束未检测到）。满盘输送电机开始动作，即2S262开始释放后10s内，如果2S261仍未受压或者2S261在2S262受压后再受压，此信息将显示。（16）显示红色状态信息：“NO CIGARETTES DETCTED AT X ENTRANCE”（在X入口处未检测到烟支）。机器运行于自动循环的非起始点位置时，如果2B268检测到烟库少烟支，即2S2、2S9均不受压，而2A268的10号脚出高电平，这时如果机器不处于循环起始点，则显示此信息。（17）显示红色状态信息：“FAIL：NO CLGARETTE DETECTION”（失败：无烟支检测）。机器运行于自动排空状态下，并且推烟排未脱开，而卸盘机位于循环起始点，小包机运行250包后，将显示此信息。（18）显示红色状态信息：“FULL TRAY TRANSPORTER OUT OF POSITION”（满盘输送器错位）。如果机器处于自动循起始点，而2C239未检测到感应块;或者在循环过程中，2S261已释放而2S62还受压，但是2S239已有感应输出高电平，则显示此信息。（19）显示红色状态信息：“EMPTY TRAY TRANSPORTER OUT OF POSITION”（空盘输送器错位）。当翻盘电机动作使2S243释放，而2S242仍受压，此时如果2S240已感应出高电平，则显示此信息。第三节 YB25型软盒包装机电气系统工作原理小盒包装机的功能是把散的烟支包装成烟包，其主要功能有烟支进入模盒、铝泊纸包装、商标纸包装、封签包装等。为了实现上述功能，必须有相应的驱动控制与检测系统，各检测点的位置如图33所示、功能如表12。表12图33 YB25型软盒包装机电气检测系统（注：图中各件号参见表12）图34 主机主电机的拖动原理（注：图中各件号参见表13）一、驱动控制电路（一）主电机工作过程YB25型软盒包装机MICROII系统的主电机2M701为交流异步电动机，采用变频控制，见图34，变频器2A11为2M701的交流驱动器。为了更好地介绍它的控制原理，现将2M701有关调速的元器件列于表13。表131、 主电机的运行控制小包机主电机的运行必须满足一系列的条件。首先，对处于停止状态的机器必须复位，当各种红色信息都不存在时，机器处于等待状态，即2K15应该不吸合，见图29，N15的5号脚无高电平输出。另外，对与2M701直接有关的元器件状态作诊断：（1）对变频器2A11作判断，见图34、24，当Q2合上后，如果经过0.5s后，2A11的1、2号脚位不闭合，即N10的9号脚无高电平输入，说明2A11有故障，则显示红色状态信息：“BREAKDOWN：X MOTOR DRIVER”（X电机驱动器故障）。（2）制动模块2A12作判断，见图34、24，当Q2合上后，如果经过0.5s后，2A12的常开触点不闭合，即N10的7号脚无高电平输入，或者在Q2正常闭合的情况下，该脚位连续0.5s以上无高电平输入，则说明A12有故障，显示红色状态信息：“BREAKDOWN：X MOTOR BRAKING MODULE”（X电机制动模块故障）。（3）对继电器2K7作判断，见图24、29，N15的3号脚与N10的1号脚，当机器处于停止状态时，N15的3号脚输出不是高电平，2K7不吸合，N10的1号脚无高电平输入。当机器处于等待或运行状态时2K7吸合，N10的1号脚有高电平输入，或2K7吸合，N10的1号脚无高电平输入，说明这两个点有故障，则显示红色状态信息：“FAIL X STOP RELAY 2K7”（X停止继电器2K7故障），且Q2差闸。（4）对继电器2K4作判断，在通电延时0.2s后，如果：Q2未合上;2K7不吸合;防护罩回路不闭合，三个条件中满足一个，并且2K4吸合，即N10的2号脚有高电平输入，参见图24、图29，这种状态维持超过0.3s将显示红色状态信息：“FAIL：X RUN RELAY 2K4“（X运行继电器2K4故障）。（5）对接触器2K11作判断，在通电延时0.2s后，如果2K4吸合而2K11不吸合，即N10的2号脚有高电平输入而N10的3号脚无高电平输入，或者2K4不吸合，2K11吸合而2K3吸合，即N10的2号脚无高电平输入而N10的3号脚有高电平，但N10的5号脚无高电平输入，见图24，任一情况持续0.3s，显示红色状态信息：“FAIL：X RUN CONTACTOR 2K11”（X运行接触器2K11故障）。（6）对继电器2K3的判断，如果2A11无故障，即N10的9号脚有高电平输入，见图24，那么下列情况中的一种发生，显示红色状态信息：“FAIL：X0-SPEED CHECK RELAY 2K3”（X零速度检测继电器2K3故障）：2K11吸合而2K3不吸合，但测得速度大于12r/min且电机不是运行于“TEST ON”（测试开）状态，持续时间超过0.5s;电机不是运行于“TEST ON”（测试开）状态，机器也处于运行状态，且测得速度小于1r/min，但2K3吸合，持续时间超过1.5s。（7）对继电器2K14的判断，如果2K14吸合，即N10的15号脚有高电平输入，但机器政治处于运行状态，或者2K14不吸合，但机器处于运行状态，见图24，这种状态维持0.3s后，将显示：“RELAY：X MOTOR DRIVER REF FAULT 2K14”（X电机驱动器速度参考值继电器2K14出错）。最后，如果电机处于“TEST ON”（测试开）状态，即在OPC上将参数“MACHINE MOTORTEST”（机器电机测试）置于“ON”（开）时，测得机器速度大于0r/min时，将显示红色状态信息：“MACHINE MOTOR TEST UNDER WAY”（机器电机在进行测试）。如果电机处于“TEST OFF”（测试关闭）状态，机器处于运行状态，并且2K11、2K14吸合，但测得机器持续3s以上速度低于12r/min，将显示红色状态信息：“MACHINE DOES NOT START”（机器不运行）。2、主电机的调速为了最大限度地发挥机器的运行能力，必须选择最合适的工作速度。根据各种不同的要求和条件，机器必须有不同的运行速度，这就要求主电机的速度是可调的。YB25型软盒包装机的MICROII电控系统，采用变频器进行无级调速，根据电机学的原理，交流电动机的转速公式为n=60f/p(1-s)式中n-转速;f-频率;p-电机极对数;s-转差率。其中p和s为相对固定值，由此可见要改变转速，相应的频率必须改变，这一功能由变频器2A11实现，而2A11输出频率的改变是由2A120的给定模拟电压控制的，见图19、图34，2A120的输出电压由N2的6号脚给定的频率决定，同时机器运行速度有手动和自动两种，手动调速由电位器2R126与2A126控制，2A126将2R126的模拟量输入转化成一定的频率输出给N2的5号脚。为了更清晰地分析其内部控制过程，用流程图表示，如图35所示。图中V为速度中间变量1;V为额定速度;V为上游机给定速度;V速度中间变量2;I为模拟量输入转化值;O为模拟量输出转化值。在这个流程图中，I并不是2A126的输出频率，而是与这个频率存在一定的比例关系，现将2A126的输入输出关系以及I与2A136输出的比例关系绘于图36和图37。从这 图35 YB25型主电机调速控制两副图中我们可得出这样一个结论，对应于0-5V的电压输入，I值为0-5000。另外，从O与模拟量板的输出值比例关系，以及2A120的输入输出关系见图38、39，可以推算出当O，在0-1000之间时2A120的输出电压为0-10V，这样就得到图36 2A126的输入输出关系 图37Ia与2A126的比例关系 了2A11的模拟量输入 00 00000000000000000000000000000000000000000000 参考电压，电机即可实 现无级调速。3、主电机保护因为主电机对于整个机组的运行起着举足轻重的作用，所以必须对主电机的正常运行采取必要的保护措施。在图38 模拟量输出与Oa的比例关系 图39 2A120的输入输出关系 本系统中对主电机的保0000000000000000000000000000000000000000000000000护主要有两个方面。（1）利用变频器2A11的特殊功能，实现对主电机过载及过热保护，见图34，2A11对电机电流值与的额定电流作比较，如果长时间超过5，将会停机，并在OPC上显示红色状态信息：“BREAKDOWN：X MOTOR DRIVER”（X电机驱动器故障），而在变频器上显示故障代码“It”。另外，主电机的定子绕组中安装了热敏电阻，即原理图上的2R701，这个电阻的阻值范围应该在100-3000之间，一旦超过这个范围，那么在2A11上将显示“th”（大于3000时）或“ths”（小于100时），并在OPC上显示：“BREAKDOWN：X MOTOR DRIVER”（X电机驱动器故障）。（2）对主电机安装的机箱是进行检测，见图24，用热传感器2S135对机箱温度进行检测，正常状态2S135应闭合，一旦温度超过设定温度（45左右）其触点断开，N10的10号脚无高电平输入，则停机并显示红色状态信息：“MACHINE MOTOR CABINT OVERHEAT”（机器电机机柜过热）。4、主电机的制动主电机的制动有电气与机械两种：（1）电气制动：在电气制动中将主电机的停止情况分为两种，一种是自由停止，根据机器运行故障不同，当2K20或2K7断开时，2K4断开，2K14断开，2A11的模拟量输入为0，则停机;另一种，如果需要减速停机或需要减速时，2K15吸合。电机按变频器中设定的曲线能耗制动停机，详细参见有关变频的章节。（2）机械制动：主电机上的直流电磁铁制动装置在Q2闭合后，即得电使制动脱开，当Q2通电后，K8吸合，其常开触点使电磁铁2Y703得电，一旦机器出现故障使Q2跳闸，则2Y703失电，电机实现机械制动。（二）各部分控制电路分析1、烟支搅拌辊电机控制系统烟支搅拌辊由直流电机2M614拖动，转速由测速发电机2G614检测，2M614的转速受到烟库推烟排联机/脱开检测元件2S117、烟库搅拌电机手动按扭2S118、电机驱动器A456的控制，同时还与机器运行速度相关。见图19、24、29，具体控制过程如下：首先，小包机运行状态下，搅拌电机的工作原理。如果推烟排处于联机状态，即2S117有感应，N10的25号脚有高电平输入，那么N15的8号脚将有高电平输出给A456的A22脚，N2的4号脚将输出一定频率的信号给A456的A14脚，频率的大小为200010/9V。其中V代表绝对编码器测得的小包机速度，单位是包/min，并且当V低于一定的速度时，取最小值-2070Hz，这时A456将根据这一频率而输出直流电压驱动2M614，同时通过2G614实现闭环控制。一旦小包机停止运行，延时1s时，N15的8号脚将无高电平输出，同时N2的4号脚输出频率将为2000Hz，而2M614也将停止运行。其次，小包机停机状态下，搅拌电机的工作原理。这时如果按住按扭2S118，使其常开触点闭合，即N10的26号脚有高电平输入，这时N15的8号脚将输出高电平，同时N2的4号脚将输出频率2150Hz的信号给A456，从而驱动搅拌电机动作。另外，如果Q2闭合状态，且24V直流电源存在，但A456的A28无高电平输出，即N10的27号脚无高电平输入，延时1s后，将显示红色状态信息：“AGITATOR ROLLER MOTOR DRIVER FAIL A456”（搅拌辊电机驱动器A456故障），表明控制器A456有故障。2、商标纸胶缸搅拌电机的运转控制如果小包机较长时间处于停机状态而不对商标纸胶水进行搅拌，那么胶水表面很容易干涸。为了不影响重新开机，因此在停机延时后，必须对胶缸进行搅拌，这个功能由单相交流电机2M768实现，见图29，接触器2K768控制2M768的运行。当小包机连续停机超过30s（5-180s可通过OPC调节，缺省值为30s），并且满足下列条件：（1）胶缸在位。见图28，检测传感器2S223必须感应到胶缸位置，即N14的1号脚有高电平输出。（2）胶水进给按扭S132必须按过（每次初开机时，必须按过此按钮一次），见图8-20，也就是说N6的6号脚必须至少有一个脉冲输入过。满足了以上条件后，N15的23号脚将输出高电平，接触器2K768吸合，2M768得电，从而带动胶缸转动。这时如果移动胶缸，即2S223无高电平输出，则2M768停。而在不开机前提重新放正胶缸，使2S223输出高电平，则不需延时，2M768将马上得电转动，一旦主机运行，那么2M768将马上停止。3、中心润滑电机工作过程小包机的润滑电机2M733在Q2闭合后，即一直处于运行状态，并由空气开关2Q733保护。而油压检测开关2S521则用来检测正常的油压，见图24。在油路中有一油位检测小圆筒，当油压到位时，小圆筒上升触发传感器，这样N10的14号脚有高电平输入，否则没有。具体控制过程如下：（1）如果Q2闭合，则2M733运行，2S521应该一直检测到正常的油位，如果N10的14号脚无高电平输入，则持续时间超过20s后，说明油压不正常，将会停机并显示红色状态信息：“OIL LEVEL INSUFFICIENT”（油压不够）。（2）如果Q2不闭合，2M733应停止，这时应该无油压，2S521检测不到小圆筒。那么如果N10的14号脚仍有高电平输入且持续时间超过30s，说明油路有问题，则会将显示红色状态信息：“OIL LEVEL CHECK FAIL”（油压检测故障），同时也会产生一个使Q2继续断开的信号。4、封签胶缸电机工作过程当小包机停机延时超过30s（5-180s可调）后，OPC将显示蓝色信号：“OPEN STAMP GLUER COMTRAST”（将封签胶缸移开）。操作者将压胶轮打开后，如果2S146常开触点未闭合，则显示蓝色信息：“START STAMP GLUER”（起动封签胶缸），那么置2S146于闭合位置，见图28，N14的7号脚有高电平输入。这里如果满足条件：（1）S132已经按过，胶水已能实现自动添加。（2）2S406检测到胶缸位置，见图28、29。N14的5号脚有高电平输入。那么N15的32号脚将有高电平输出，2K917吸合，从而使2M917得电，胶缸电动机动作，同时显示红色状态信息：“STAMP GLUER CONTRAST OPEN”（封签胶缸打开）。如果小包机要重新启动，必须将压胶轮合上，使2S408感应，见图28，N14的4号脚有高电平输入。5、出