变频技术在PROTOS卷接机组技术改造中的应用

1、机电工程技术年第38卷第03期变频技术在PROTOS卷接机组技术改造中的应用丁（广东中烟工业公司，樯广东广州510310），通过实测数据分析，难以保持设定转速，引起烟支重量波动大、SE主传动带动针辊模式，。；针辊传动装置；变频技术；交流电动机文献标识码：B文章编号：10099492(2009)03009503PROTOS系列卷烟机是引自德国的先进卷烟设备，也是目前国内烟草行业应用最多的机型。但早在2003年，广东省某烟厂发现两台PROTOS80机组的废品率远高于内控指标02，有时高达05，居高不下的废品率严重影响了产品质量，增大了消耗指标。而且，PROTOS80机在启动时经常出现因烟丝量不足引

2、起烟条偏软而无法进入导烟口；生产中时常出现因烟丝量不足引起烟条偏软跑条而停机的现象，对有效作业率造成了一定的影响。针对这一现象，该厂对生产线上所用的PROTOS80、PROTOS70及从起动时烟支偏软，以及废品报告中过轻、过重烟支废品率偏高等信息，可以判断PROTOS80机的废品烟支主要产生于烟条的成型阶段，即VE80喂丝部分。VE80的供丝系统和重量控制系统，是确保烟支重量达标的两个主要因素。11重量控制系统分析重量控制系统是利用核扫描器作为检测元件，对烟支的重量进行分析，并与重量的设定值进行比较，通过控制修整盘的高度来控制进入烟枪的烟丝量，从而达到对烟支重量的控制。重量控制系统工作状态，可

3、以通过人机界面报告中的长期标准偏差这个参数来反映，当该参数小于PROTOS90S等各型号的卷接机组的有效作业率、废品率和维护保养性能等指标作过专题研究，发现PROTOS70和PROTOS90S型机组都能控制在内控指标范围内。为了降低PROTOS80型卷接的废品率，提高有效作业率，本文对PROTOS80、70、90S三种机型的供丝系统进行了分析，采用独立的交流变频调速系统对PROTOS80卷接机组的传动部件进行改造，提高设备运行的稳定性，达到降低废品率的目的。5mg时，重量控制工作正常。报表中显示该参数每班都小于5mg，结合实验室的检测数据，可以判断重量控制系统工作是正常的。12供丝系统分析VE

4、80影响烟条成型的相关因素包括：提升机速度与生产速度是否匹配；提升带和钩齿是否完好；针辊传动是否稳定；烟丝上升通道是否磨损；修整盘端面是否跳动；皮带输送机是否跳动；中央负压是否在80100Pa；吸丝带质量是否达到要求等几个方面。经过对以上问题的逐一检查，最终确认是由于针辊传动皮带打滑引起烟丝输送量异常，从而产生烟支重量的不稳定。针辊传动系统为吸丝带提供所需的烟丝，吸丝带是烟丝流形成的第一个部位，烟丝流的均匀性又直接影响着卷烟质量，因此，针辊的转速必须与卷烟生产速度相匹配。针辊的转速过快，引起烟丝供应过量；针辊的速度过慢，引起烟丝的供应量不足，从而增加过轻过重、空头、竹节等质量问题。1原因分析P

5、ROTOS80卷接机运行速度达到8000支分钟，机组分为三个部分：VE80喂丝部分、SE80卷烟部分和MAX80接咀部分，它完成从烟丝到滤咀烟的生产过程。烟丝由管道吸入VE的烟丝气闸，经过多级分配和输送，最终在抽吸式烟条输送机上吸丝带靠抽吸力吸住烟丝形成烟丝流，修整盘根据重量控制系统的指令，把多余的烟丝削减掉，从而产生均匀成形的烟丝条，通过抽吸通道将烟丝条送入SE。在SE入口处烟丝条与卷烟纸结合，在烟枪中形成烟条；烟条进入MAX部分后，烟条被切割成一定的长度，再用水松纸把烟支与滤咀接装在一起形成滤咀烟支。收稿日期：2008110395应2原机组针辊传动构造分析机电工程技术年第38卷第03期1到

6、高速响应，高精度平滑无级调速；它的保护功能完善，能自诊断显示故障所在，参数调整操作方便，控制线路简单，维护简便，内设功能多，可满足不同工艺要求；变频调速系统在调速范围、调速精度、动态响应、功率因数、运行效率和使用方便等性能指标超过了直流调速系统，达到取代直流调速的地步，在烟草行业得到广泛应用，并取得显著的经济效益。当我们要把它用于现有的PROTOS80针辊传动机构上时，在隔断PROTOS主机上供针辊传动的动力输入来源后，心须要妥善处理如下几个问题：PROTOS80卷烟机的针辊传动是一套挠带式无级调速系统，依靠离合器连接机械传动，由SE80的主电机驱动。速度调整是靠手动调节主动轮压盖间距，调速不

7、精确。在实际传动中，V形带会产生打滑，导致烟支重量波动大。特别是在设备的启、停时，由于惯量大容易导致烟丝跑空或堵塞。在现场的验证中，通过在V型皮带轮上喷皮带蜡，故障会明显改善。经过几次试验，每次能维持46班，废品率降至02左右，证明皮带打滑是造成废品率偏高的主要原因。为此决定对两组PROTOS80型卷接机组进行技术改造。1）为了保证针辊传动原有的与PROTOS主机相适应的工作状态，对新纳入控制系统的变频器的工作状态应提出哪些约束条件，例如，当主机未启动时，变频器不能进入工作状态等（变频器启动和停止条件）。PROTOS80是HAUNI公司的早期产品，针辊传动装置是采用机械传动结构，其构造如图1所

8、示，该公司的后期产品PROTOS70、PROTOS90S等机组上的针辊传动均采用直流电机独立驱动，通过直流调速器可以精确地调定针辊转速并保持稳定，消除机械传动结构中由于零件磨损而造成的精度降低，能有效地适应整机上其它部件相应的优良2）必须增加FU转换器，选取同步信号，使变频器能跟随PROTOS主电机的实际运行转速来控制针辊电机的运转速度，从而达到相应的供丝状态2。3）有哪些可供选择的参数合适的电气元件，例如，功率、变速范围及类型等，以便根据我们多年积累的使用经验，选取可靠性、经济性最优的元件3。4）机械传动参数与电控参数之间还应作哪些适应性修改。例如采用带传动的型式，并确定最优传动比；设备启动

9、、停止时加、减速时间应如何调定等。5）在不对原有机架和箱体作补充加工或尽量少作补充加工的条件下，如何把确定后的技改方案布局于原机上。例如为了保持针辊传动机构上各传动轴的支承状态不变，应将图1所示电磁离合器设定为常闭工作状态等。本文设计出如图2所示的交流电动机M16的变频调速控制系统原理方框图。它可以满足PROTOS80原机的工作要求。32技术方案的实施按所述方案对两台PROTOS80进行改造后，其电气控制和机械传动的实物布局如图3所示。该装置经过几年的运行，解决了烟支重量波动大、机器启动和停机时出现烟丝跑空或阻塞，废品率降至015左右，不但可以稳定地图1针辊传动装置示意图工作状态。但是，针辊电

10、机的直流调速器是HAUNI公司的专用产品，调速器调整复杂，直流电动机故障率高，电刷与换向器之间容易产生接触不良，电刷磨损较快，电枢容易短路，维修周期长。直流调速可靠性不高，环境适应性差。直流电机和调速器价格昂贵，显然不宜直接引用。3技术改造方案的确定31采用变频器调速技术的可行性随着技术的发展，变频器经过十几年的发展完善，产品性能、可靠性、稳定性都有很大的提高。变频器能够得图2变频调速控制系统原理方框图96机电工程技术年第38卷第03期40。在取得PROTOS80机组技术改造成功经验后，近年来，当PROTOS70和PROTOS90S机组针辊传动装置的直流驱动系统需要更换时，我们也把这一成果推广

11、用于其它机组上取得较好效果，累计已达10多台机组。总的来说，该方案具有节能、调速精确、运行可靠、经济性好、控制精度高等优点，明显提高了整个供丝系统的稳定性和准确率，达到降低烟支废品率的预期效果，具有较高的推广应用价值。参考文献：图3技术方案的外部布局1PROTOS80usermanualZHAUNI公司，1987年2VE70operatingmanualZHAUNI公司，1995年3伦茨变频器手册Z伦茨公司作者简介：丁樯，女，1968年生，江苏靖江人，大学本科，工保持卷烟废品的指标低于内控标准02，而且大大改善了维修、维护保养工作，节约了大量的维修工时，在降耗等方面也取得了良好的效果。4结语针

12、辊的交流驱动系统元件费用仅为直流驱动系统的（上接第61页）程师。研究领域：自动化设备维修、管理和技术改造。(编辑：王智圣)!的四种家电产品报废数量约在2000万台左右，废旧家电的金属材料经过残留塑料再循环系统处理后，其中不含金属、聚氯乙烯的塑料颗粒被高炉还原成再生塑料，利用再生材料而制成的塑料零件将被应用于空调室外机机壳等家电新产品。同时“为分解设计”的理念目前正越来越受到日本家电环保从业者的重视。它是指在产品研发阶段，工程师就必须从再回收角度出发，将含有有害物质如铅等的零件，难以粉碎如电动机、压缩机零件和可以再出售、再制造继续使用的零件以不同的设计方式和标识一一区分，从而使以后的回收拆卸更为

13、容易。而此方面，我国既缺乏废旧家用电器的管理法规、再生利用管理体系，更缺少再生利用、处置技术5技术能力，而且能够活跃市场、提高行业的整体竞争力，从而为促进国民经济又好又快发展发挥应有的作用。4结束语在我国，再制造作为一个新的理念，还没有被人们广泛认同，各方面对发展再制造产业的重要意义还缺乏足够的认识；而在美国、加拿大、欧盟等发达国家，再制造业已经有几十年的发展历史，是一个成熟产业。我国机电产品再制造技术发展的趋势是要吸收和借鉴发达国家的经验，逐步加大对废旧机电产品的回收和再制造力度，加强管理，逐步实现机电产品再制造的机械化、网络化、产业化。建设节约型社会的核心是节约资源，而对废旧机电产品进行再

14、制造是节约资源的重要手段。近来我国回收再制造技术发展迅速，如铝塑分离、用电刷镀银技术制造电触头部件、电视机、电脑阴极射线管的利用技术以及废旧电冰箱制冷机回收研究和无公害化技术等等不胜枚举，这将有力地推动我国机电工业的技术进步，促进机电工业发展，为我国经济发展提供新的经济增长点。参考文献：1向永华，姚巨坤，徐滨士废旧机电产品资源化与再制造工程J新技术新工艺，2004（9）：23242钟骏杰，范世东，姚玉南，等再制造与维修J机械，因此相关部门应加快制定相关的法律和法规，而企业则应加快研发废旧家电回收再利用的通用技术、关键技术和升级再制造的工艺过程，并将环境污染控制到最小。34工程机械再制造工程机械

15、再制造是指对工程机械产品中易磨损、易坏部件进行修复和更换以达到以旧变新的作用。制造商用相当于新设备3050的价格回收旧设备，整修还原（确保与新设备同等质量）后再按新设备的价格出售。这个过程不仅最大限度地循环利用了工业旧设备，还降低了用户的设备购买成本，制造商也有相当可观的利润。工程机械再制造在国内尚少有工程机械公司涉足，但在国际市场，工程机械再制造已经有三四十年的历史，以美国卡特彼勒、日本小松为首的工程机械巨头于2006年末就开始在我国推进工程机械再制造的产业化进程。作为装备制造业的重要组成部分，工程机械行业的可利用剩余相对较高，因此发展再制造产业逐渐成为一些工程机械企业积极探索和尝试的新途径

16、。考虑到当前资源、能源日趋紧张、生态环境压力不断增加的严峻形势，大力发展工程机械再制造产业，不仅可以提高工程机械行业的2003，增刊（30）：2762783联合国环境规划署国家环境保护局译21世纪议程Z北京：中国环境科学出版社，19944罗明超，胡仲翔，张甲英普通机床数控化再制造效益分析JCADCAM与制造业信息化，2004（10）：63645裴恕机电产品回收与再制造关键技术J中国资源综合利用，2004（7）：812作者简介：梁篇。玉，女，1974年生，广东广州人，大学本科，工程师。研究领域：机械设计、机电行业信息分析。已发表论文2(编辑：向飞)97AbstractsKeywords:gogg

17、levalve;parametricdesign;CAXASolid;ExcellinkPLC,fullydiscussesthewiringofhardware,softwareflowanddesignofsourceprogram,alsodiscussesoperationprincipleofthissystemindetail.Keywords:statusprogrammingmethod;PLC;softwaredesign09-03-103TheDesignandApplicationofConstantTorqueSubdivisionDriveaboutTwoPhaseH

18、ybridStepperMotorDriveFENGMeng-ya,HUAXue-hui(GuangdongSongshanPolytechnicCollege,Shaoguan512126,China)09-03-92TheApplicationofOPCTechnologyinElevatorControlCabinetTypeTestingLEIQiao-bing1,ZHANGQi1,HEYong-sheng2(1.AutomationCollege,GuangdongUniversityofTechnology,Guangzhou510090,China;2.TheDetectionI

19、nstituteofSpecialEquipment,Guangzhou510510,China)Abstract:TheautomationinterfacesofOPCclientareexploitedunderVBenvironment,throughtheOPChasimplementedthecommunicationbetweenPCandPLC,andtheconcretestepsandprogramsareofferedindetails.Themethodhasbeensuccessfullyappliedinthedesignofelevatorcontrolcabin

20、ettypetestingsystemandsolvedthedatumtransferenceproblemfromPLCtoSQLdatabase.Keywords:OPC;PLC;controlcabinet;communicationKeywords:steppermotor;SCM;PWM;chopper;subdivisiondrive;constanttorque09-03-95TheApplicationofVariableFrequencyTechnologyinModificationPROTOSCigaretteMakingMachineDINGQiang(Guangzh

21、ouNo.2CigaretteFactory,Guangzhou510310,China)09-03-111TwoKindsofMalfunctionTreatmentofBallMillYANGYun-shan(DapuCountyCeramicsAssociationofEnterprisesCompany,Dapu514247,China)Keywords:PROTOScigarettemakingmachine;needlerollerdrivingdevice;variablefrequencytechnology;ACmotorAbstract:Theballmillistodre

22、ssore,industrysuchasbroken,pinkthebody,ceramicsproducesmanufacturer'smainequipment,theanalyticalballmillhasproducedthemainbodyofabookleavingoutthickfluidphenomenoncause,hassuggestedthatthemalfunctionresolvingtheballmillfrequentlyseeingleavesoutthicktreatmentmethod,hassuggestedthatthewaythatballm

23、illpinionaxisadjustmentassembles,thetreatmentowinganitemamalfunctiontotheballmillhaveguidingsignificance.Keywords:ballmill;trouble;processing09-03-113TheProblemsinPreventiveExperimentsinTransformerSubstationandTheirPrescriptionsKeywords:transformersubstation;preventiveexperiments;problemsprescriptio

24、ns;electricalinstallation09-03-98ApplicationofRBFNeuralNetworkontheOptimizedDesignofBlankShapeofStampingsLIUHe-hai,RUANFeng(SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)Keywords:radialbasisfunction;optimizeddesignofblankshape;nonlinearmapping;Matlab09-03