TOBSPIN切丝机刀门控制优化

TOBSPIN切丝机刀门控制优化

范伟

河南中烟黄金叶生产制造中心，河南郑州 450000

摘要：针对TOBSPIN切丝机在生产过程中，无报警情况下出现刀门压力突变为“0”的现象。在详细分析切丝机刀门下压气动回路，刀门下压控制中置位、复位条件的基础上，通过反复测试，查清楚了在极端情况下，刀门、左右维修门限位开关信号出现“闪断”现象，造成刀门下压被复位，而且，由于限位开关信号出现“闪断”时间不超过1秒钟，不会触发报警。原因查清楚后，针对性采取校正维修门变形、优化刀门控制程序的措施，对出现的问题予以解决。

关键词：往复式布料车；冲过堵料；限位开关；机械限位；控制程序

前言黄金叶生产制造中心制丝车间制丝线使用的切丝机是德国虹霓公司进口的TOBSPIN切丝机，TOBSPIN切丝机是德国虹霓公司继KT2后的新一代切丝机设备，它是利用老一代旋转式切丝机的原理，采用全新理念和技术进行了创新设计，通过与来料方向垂直的旋转刀鼓，对烟叶轻压后顺纹路切丝，充分体现了“柔性切丝”的理念。TOBSPIN切丝机结构复杂，包括刀头单元、烟丝输送单元、磨刀单元、送料单元、烟丝回收单元、冷却单元；TOBSPIN切丝机技术先进，使用到以太网通讯、伺服控制、PLIZ安全模块、CPX阀岛、等前沿技术；TOBSPIN切丝机操作面板功能强大，报警信息丰富，能提供多达两百多个故障信息。

一、提出问题

在前一段时间，八千制丝线的2号切丝机在生产中突然出现大量跑片烟叶，操作工在跑片发生时观察到操作面板上没有任何报警信息，只是刀门压力显示为零。重新开机切丝，刚开始正常，不一会又出现跑片现象。这种现象存在严重的质量隐患，操作工只好换车生产。之前，切丝机也出现过各种各样的故障，比如阀岛掉网、关门气缸检测报警、冷却压缩机不制冷等。但是，只要发生故障，操作面板上面都会有报警信息，这次出现生产中刀门压力突然为零，是头一次发生，没有任何报警信息供参考。故障出现后，我们和虹霓公司联系，他们也说不清楚原因所在。

二、原因分析

首先先分析切丝机刀门下压的控制原理分析：刀门下压是压缩空气供给驱动刀门下降的肌肉气缸，肌肉气缸变形带动上刀门向下移动并产生下压力。其气动回路的示意图如图1所示：

图1  刀门下压气动示意图

通过分析气动回路，刀门下压没有压力可能有以下原因：

1、气囊泄露引起压力为零；

2、比例减压阀故障引起压力为零。

因此，我们进行测试，切丝机手动状态下，下压刀门，在排链之间放一根方木，观察切丝机下压气囊压力是否正常。结果是切丝机下压气囊没有泄露。

如果是比例减压阀出现故障，那么原因就比较多了。比如比例减压阀损坏、输入/输出模块损坏、线路接触不良等。对上面可能的原因进行一一排查，更换输入/输出模块模块、重新接线、程序监控比例减压阀信号，都没有发现问题。

于是我们对解决问题的思路进行了重新梳理。既然刀门压力回路没有问题，发生故障时也没有报警信息，那有没有可能是刀门下压信号丢失了呢？顺着这个思路我们对切丝机刀门下压程序进行了详细分析。切丝机刀门下压控制程序如图2、图3、图4所示。

其中，图2中程序是实现刀门下压手动操作的单键启停功能，切丝机刀门下压手动操作是在操作屏上实现的，由一个按钮控制，按一下启动刀门下压，再按一下取消刀门下压。

图2  切丝机刀门下压控制程序1

图3中程序是实现刀门下压的置位及复位功能。三种情况可以置位刀门下压：一是手动时按操作屏的刀门下压按钮；二是具备生产条件后，按下操作屏上的组合启动按钮；三是自动时启动磨刀操作。同时还有一些必须满足的条件，主要有2个

1)“#bo_SaftyConditionOK”信号是检测刀头是否关闭；

2)“#bo_temp_GeneralCondition”信号是检测切丝机左维修门、右维修门是否关闭及压缩空气系统是否准备好。

复位刀门下压的条件主要有以下几个：

1)#bo_SaftyConditionOK”信号不满足；

2)“#bo_temp_GeneralCondition”信号不满足；

3)切丝机初始化。

图3  切丝机刀门下压控制程序2

分析切丝机刀门下压程序后，根据故障现象，刀门压力突变为零是在自动模式下发生的。实际上我们手动下压刀门也没有碰到过刀门压力突变为零的情况，因此，我们将切丝机切换到磨刀模式启动切丝机，进行监控。

刀门下压信号置位后，只要有了复位信号，刀门下压信号就会变为零。于是我们重点观察几个复位条件，切丝机初始化是在切丝机刚上动力电时候才有的，可以排除；压缩空气系统在发生故障时也能正常工作，说明压缩空气系统也没有问题；剩下的刀头关闭、左右维修门关闭信号在发生故障时也没有报警，这就令人费解了。后来，我们做了一个实验，将一侧维修门关闭信号从输入模块处甩掉，然后快速接上，结果刀门下压信号没有了，而且没有报警发生。

我们又对维修门关闭信号丢失而不发生报警的现象进行深入分析程序，发现维修门关闭信号丢失后，程序要延时1秒钟才触发报警信息。

经过以上的分析，切丝机刀头或左右维修门打开后，刀门下压被复位，操作面板上也会产生报警信息。但在一些极端情况，比如在切丝机生产过程中，由于振动，刀头或左右维修门限位开关接触不良后又重新接触，开关信号丢失后又重新接通，这种情况触发了刀门下降的复位条件，所以刀门停止下压，刀门压力变为“0”；而限位开关信号丢失后又恢复的时间不超过1秒钟，不会触发刀头或左右维修门报警，操作面板上就没有任何报警信息。

三、改进内容

1、检查刀头、左右维修门关闭开关，检查开关接线，校正左右维修门变形。确保上述信号不会再生产中切丝机振动闪断。

2、程序中刀头、左右维修门关闭信号闪断会立即复位刀门下压信号，而延时1秒才触发报警信息。我们认为这是程序设计时的一个漏洞，于是对切丝机程序进行完善，在刀头、左右维修门关闭信号处增加一个2秒的接通延时定时器，使得刀头、左右维修门关闭信号丢失后先触发报警信息，准确定位故障。