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[摘 要]随着我国烟草市场的不断发展和成熟，卷烟制造企业对于提升卷烟制造、基础管理、技术创新的需求也越来越高。高速卷接机的普及，卷烟生产速度越来越快，对烟箱输送环节的要求也越来越高。目前我司在整个件烟物流输送系统中螺旋烟箱提升机是一个较薄弱环节，所以合理的对螺旋烟箱提升机进行流量控制与运行保护对件烟输送系统的作业效率和持续运行有着决定性的意义。
[关键词]件烟；螺旋烟箱提升机；物流输送；流量控制；运行保护
中图分类号：TH444 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0290-01
一、工作原理
螺旋烟箱提升机是以输送链板作为烟箱输送载体，以镶嵌在机架的导条作为支撑体，当电机驱动主动链轮旋转时，输出轴产生两种线速度运转，主动链轮和链板相啮合，主动链轮就带动输送链板沿导条的轨迹以等角速度平稳地运行，而实现对烟箱的平稳输送。输送线是由可转弯工程塑料输送链板880系列作为输送单元组成的。整个现场提升高度10米，螺旋烟箱提升机分四级提升烟箱，类似于接力一样，每级首尾相接，因此有四个驱动装置，烟箱最大输送能力达到30箱/分钟。
1、目前存在问题
与传统的链条提升式烟箱提升机比较，螺旋烟箱提升机有输送能力强、允许通过的烟箱流量大，可分级输送、垂直提升距离高等特点。但是件烟输送系统流量无法自动控制，经常发生件烟流量超过系统设计流量，使件烟输送系统过负荷运行，驱动电机扭矩过大有时造成螺旋烟箱提升机断裂或过载，导致螺旋烟箱提升机的故障停机时间居高不下。跟踪观察发现件烟流量有时突然增大主要是人工放烟箱造成的，不是因为卷包封箱机输出流量过大，所以可以通过设计件烟分拣系统流量的自动控制，来避免因为人工放烟箱造成的流量不稳定，保证螺旋烟箱提升机的正常运行，降低故障停机时间。
2、要解决的技术问题
充分利用现有系统的硬件装置，包含条形码触发光电管、检测烟箱堵塞光电管、驱动变频器和Wincc监控软件。通过设计编写控制程序实现螺旋烟箱输送机流量的自动控制，控制原理是通过检测经过条形读码装置的件烟数量与经过检测烟箱堵塞光电管的件烟数量之差来实现该段流量的自动控制，以达到对件烟分拣系统流量的自动控制。并对变频器参数设置以及PLC程序编写完成电机扭矩超限预警功能，从而达到提醒工作人员注意螺旋烟箱提升机运行情况，并作出相应保护措施。
3、技术方案
螺旋烟箱提升机流量控制与运行保护技术方案是：通过编写PLC程序进行螺旋烟箱输送机数量实时统计，并与设定最大流量进行比较实现前面主线输送机的启停控制达到输送流量的自动控制；对变频器参数设置及PLC程序编写完成电机扭矩超限预警保护功能。具体实施方案如下：
各封箱机封好的烟箱汇流到主线链板输送机M1、M2并往螺旋烟箱提升机输送，螺旋烟箱提升机最下面一段输送机为M4，在M2将要送往M4段之前有一个条码扫描仪，通过光电管触发扫码，剔除有问题条码烟箱，在M4顶端有一个烟箱堵塞检测光电。我们就通过这前后两个光电来实现烟箱流量统计，并实现数据校验功能，通过启停M1、M2实现输送系统烟箱流量控制。通过设定M4电机扭矩预警功能，提醒工作人员注意螺旋烟箱提升机运行情况。
件烟输送系统流量的自动化控制的流程如图1所示：
流量统计： M1、M2链板输送烟箱至螺旋烟箱提升机，件烟通过读码器触发光电，并且烟箱条码正常时进行数量加1（条码异常烟箱会被剔除不在统计范围），件烟输送至螺旋烟箱提升机M4段，件烟脱离M4段堵烟检测光电后进行数量减1。
流量自动控制：实时统计的烟箱流量达到系统允许载荷上限流量后M1、M2链板停止运送，随着烟箱往上输送M4段内烟箱流量不断减少，当烟箱流量减少到安全流量后重新启动M1、M2链板输送机。
数据校验：由于人工放烟等原因，偶尔会出现两件烟靠在一起的情况，这样就会导致统计的数量与实际数量不一致，所以需要增加数量校验功能，控制原理是先测出件烟从条形读码装置到烟箱堵塞光电管的运行时间，然后统计该时间内经过条形读码装置的件烟数量与之前的统计数量相比较，若数值相等不作任何动作，若数值不相等将校验后的数量赋给计数值，保证计数控制装置的准确性。件烟数量校验的触发条件为：1、系统启动；2、M2和M4启动时；3、M4堵烟时；4、条形码触发光电管连续检测到件烟超过1箱半的时间（两件烟靠在一起时）。
运行保护：通过一段时间测试发现扭矩跟随烟箱数量变化且相对稳定在一定范围内，链板断裂前后扭矩有较大变化，设备运行顺畅度也影响扭矩变化。扭矩变化的原因在于螺旋提升机整体运行的摩擦水平以及链板卡槽的顺畅度。通过对变频器参数设置以及PLC程序编写完成电机扭矩超限预警功能，从而达到提醒工作人员注意螺旋提升机运行情况，并作出相应措施，达到运行保护目的。
WINCC操作界面设计：在Wincc监控界面上开发了件烟统计数量和当前状态的显示，并增加手动件烟数量校验的功能和件烟超出设定流量报警的日志采集。添加烟箱数量与扭矩变化显示界面，当扭矩过大时触发报警。
4、效果
项目实施后，实现件烟输送系统流量的自动化控制，当件箱流量达到设定值后，相应位置的设备停止运行以降低流量，当件箱流量降到设定值后，相应位置的设备恢复正常运行。通过件烟分拣系统流量的自动控制，避免了因为人工放烟箱造成的流量不穩定。增加扭矩超限预警功能，可以实时观察现场运行情况，当扭矩过大时能及时采取相应保护措施，保证螺旋提升机的正常运行，降低故障停机时间。
参考文献
[1] 陈军 洪晓华.物流自动化技术.中国矿业大学出版社.2005.
[2] 黄启明.自动分拣系统及其应用前景分析.物流技术设施与设备.2002.
[3] 方扬平. Wincc PLC 变频器应用案例解密.中国电力出版社 .2016.
[关键词]件烟；螺旋烟箱提升机；物流输送；流量控制；运行保护
中图分类号：TH444 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）31-0290-01
一、工作原理
螺旋烟箱提升机是以输送链板作为烟箱输送载体，以镶嵌在机架的导条作为支撑体，当电机驱动主动链轮旋转时，输出轴产生两种线速度运转，主动链轮和链板相啮合，主动链轮就带动输送链板沿导条的轨迹以等角速度平稳地运行，而实现对烟箱的平稳输送。输送线是由可转弯工程塑料输送链板880系列作为输送单元组成的。整个现场提升高度10米，螺旋烟箱提升机分四级提升烟箱，类似于接力一样，每级首尾相接，因此有四个驱动装置，烟箱最大输送能力达到30箱/分钟。
1、目前存在问题
与传统的链条提升式烟箱提升机比较，螺旋烟箱提升机有输送能力强、允许通过的烟箱流量大，可分级输送、垂直提升距离高等特点。但是件烟输送系统流量无法自动控制，经常发生件烟流量超过系统设计流量，使件烟输送系统过负荷运行，驱动电机扭矩过大有时造成螺旋烟箱提升机断裂或过载，导致螺旋烟箱提升机的故障停机时间居高不下。跟踪观察发现件烟流量有时突然增大主要是人工放烟箱造成的，不是因为卷包封箱机输出流量过大，所以可以通过设计件烟分拣系统流量的自动控制，来避免因为人工放烟箱造成的流量不稳定，保证螺旋烟箱提升机的正常运行，降低故障停机时间。
2、要解决的技术问题
充分利用现有系统的硬件装置，包含条形码触发光电管、检测烟箱堵塞光电管、驱动变频器和Wincc监控软件。通过设计编写控制程序实现螺旋烟箱输送机流量的自动控制，控制原理是通过检测经过条形读码装置的件烟数量与经过检测烟箱堵塞光电管的件烟数量之差来实现该段流量的自动控制，以达到对件烟分拣系统流量的自动控制。并对变频器参数设置以及PLC程序编写完成电机扭矩超限预警功能，从而达到提醒工作人员注意螺旋烟箱提升机运行情况，并作出相应保护措施。
3、技术方案
螺旋烟箱提升机流量控制与运行保护技术方案是：通过编写PLC程序进行螺旋烟箱输送机数量实时统计，并与设定最大流量进行比较实现前面主线输送机的启停控制达到输送流量的自动控制；对变频器参数设置及PLC程序编写完成电机扭矩超限预警保护功能。具体实施方案如下：
各封箱机封好的烟箱汇流到主线链板输送机M1、M2并往螺旋烟箱提升机输送，螺旋烟箱提升机最下面一段输送机为M4，在M2将要送往M4段之前有一个条码扫描仪，通过光电管触发扫码，剔除有问题条码烟箱，在M4顶端有一个烟箱堵塞检测光电。我们就通过这前后两个光电来实现烟箱流量统计，并实现数据校验功能，通过启停M1、M2实现输送系统烟箱流量控制。通过设定M4电机扭矩预警功能，提醒工作人员注意螺旋烟箱提升机运行情况。
件烟输送系统流量的自动化控制的流程如图1所示：
流量统计： M1、M2链板输送烟箱至螺旋烟箱提升机，件烟通过读码器触发光电，并且烟箱条码正常时进行数量加1（条码异常烟箱会被剔除不在统计范围），件烟输送至螺旋烟箱提升机M4段，件烟脱离M4段堵烟检测光电后进行数量减1。
流量自动控制：实时统计的烟箱流量达到系统允许载荷上限流量后M1、M2链板停止运送，随着烟箱往上输送M4段内烟箱流量不断减少，当烟箱流量减少到安全流量后重新启动M1、M2链板输送机。
数据校验：由于人工放烟等原因，偶尔会出现两件烟靠在一起的情况，这样就会导致统计的数量与实际数量不一致，所以需要增加数量校验功能，控制原理是先测出件烟从条形读码装置到烟箱堵塞光电管的运行时间，然后统计该时间内经过条形读码装置的件烟数量与之前的统计数量相比较，若数值相等不作任何动作，若数值不相等将校验后的数量赋给计数值，保证计数控制装置的准确性。件烟数量校验的触发条件为：1、系统启动；2、M2和M4启动时；3、M4堵烟时；4、条形码触发光电管连续检测到件烟超过1箱半的时间（两件烟靠在一起时）。
运行保护：通过一段时间测试发现扭矩跟随烟箱数量变化且相对稳定在一定范围内，链板断裂前后扭矩有较大变化，设备运行顺畅度也影响扭矩变化。扭矩变化的原因在于螺旋提升机整体运行的摩擦水平以及链板卡槽的顺畅度。通过对变频器参数设置以及PLC程序编写完成电机扭矩超限预警功能，从而达到提醒工作人员注意螺旋提升机运行情况，并作出相应措施，达到运行保护目的。
WINCC操作界面设计：在Wincc监控界面上开发了件烟统计数量和当前状态的显示，并增加手动件烟数量校验的功能和件烟超出设定流量报警的日志采集。添加烟箱数量与扭矩变化显示界面，当扭矩过大时触发报警。
4、效果
项目实施后，实现件烟输送系统流量的自动化控制，当件箱流量达到设定值后，相应位置的设备停止运行以降低流量，当件箱流量降到设定值后，相应位置的设备恢复正常运行。通过件烟分拣系统流量的自动控制，避免了因为人工放烟箱造成的流量不穩定。增加扭矩超限预警功能，可以实时观察现场运行情况，当扭矩过大时能及时采取相应保护措施，保证螺旋提升机的正常运行，降低故障停机时间。
参考文献
[1] 陈军 洪晓华.物流自动化技术.中国矿业大学出版社.2005.
[2] 黄启明.自动分拣系统及其应用前景分析.物流技术设施与设备.2002.
[3] 方扬平. Wincc PLC 变频器应用案例解密.中国电力出版社 .2016.