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组合补偿头手棒质量方法在滤棒成型机上的应用

2007年12月14日 来源:烟草在线据《烟草科技》报道 作者:张永刚、李英华、阮三星
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  滤棒成型机在启动过程小经常出现头手棒(启动阶段生产的滤棒)滤棒指标较差的问题,表现为重量偏轻,吸阻波动较大,启动阶段滤棒的重量与吸阻要达到稳定值需要几分钟,且调整困难,浪费严重。为此,设计了组合补偿头手棒质量指标的方法,使滤棒成型机在启动过程中将滤棒重量和吸阻控制在一定范围内,减少生产消耗。

  1 系统结构

  ZL26滤棒成型机工艺流程如图1所示。醋酸纤维丝束最初是连续束状,三级开松通过风力将丝束横向展开,3对辊子利用不同的速比(下一级1比上一级速度稍快),对丝束纵向拉伸。甘油定量雾化后均匀洒在丝束的两面,为后续生产起固化作用。高压喷嘴在卷制成型时定量供给丝束与负压空气。在卷制成型过程中,利用成型纸包裹,内线胶把丝束粘贴在成型纸上,封口胶搭接纸的两边,从而形成滤棒条,经切割后成为标准的滤棒。滤棒成型机经过预供丝辊将丝束拉紧,拉紧的丝束经过供丝辊(速度V1)和拉伸辊(速度V2),最后通过传送辊(速度V3)输出。

  在滤棒成型过程中,除风机、风泵外,丝束的纵向开松和传送、甘油量的给定、封口胶和内线胶量以及供丝量的控制,都要与主传动保持同步。ZL26机组的控制系统采用西门子S7-300 PLC(见图2),伺服系统通过Profibus-DP与PLC进行数据通讯,设备的运行指令及相关设定由PLC发出,伺服控制系统通过读取这些指令及轴编码器反馈信号,调整电机的运行状态。

  2 组合补偿头手棒工作原理

  组合补偿头手棒的目的在于补偿启动阶段滤棒指标与稳态偏差,使滤棒的稳态偏差尽可能缩小,提高设备运行性能。滤棒成型机在启动过程中滤棒吸阻偏轻,是山于丝束供应偏少(与稳定值相比),因此在启动阶段进行大约1 min的供丝补偿,使滤棒吸阻达到要求;同时,在启动阶段补偿滤棒甘油以解决滤棒重量偏轻问题,使滤棒重量达标。滤棒成型机正常工作速度为600 m/min,大约15 s完成加速过程,其间大约生产1500多支滤棒,由于设备机械惯性滤棒指标在加速后仍然存在波动。通过在启动阶段补偿供丝辊电机(速度V1)、甘油喷洒量(甘油泵电机)达到补偿滤棒吸阻和重量,进而达到补偿滤棒指标缺陷的目的。

  (1)甘油补偿(图3)。滤棒成型机在启动阶段,甘油供应量在第1阶段(t2内)按起始用量(1)进行工作,第Ⅱ阶段(t2~t3)按过度用量(Ⅱ)进行工作,t3后补偿结束。甘油供应补偿完成后,甘油供应量按正常生产量工作。

  (2)丝束补偿(图4)。滤棒成型机在启动阶段,供丝辊在第1阶段(t1内)按起始用量(Ⅰ)进行工作,t1后补偿结束。供丝辊补偿完成后,供丝辊按正常生产量工作。

  丝束的开松效果决定了滤棒的品质,因此要求供丝辊与主传动按一定的速比实时同步,为了加速动态响应,该对辊子的速度控制器与主轴控制器通过SIMOLINK进行实时数据通讯,而甘油泵采用Profibus-DP通讯。滤棒成型机控制器采用CPU315-2DP通过Profibus控制甘油供应量和供丝量。通过改变从电机与主电机的速比关系,改变丝束的供丝量,进而控制滤棒的吸阻达到期望值。其中同步控制采用电子齿轮取代了机械轴和齿轮,增量精确,稳定性强。

  3 使用效果

  ZL26机组采用组合补偿头手棒方法后,经过近3个月的实际应用,效果良好,且适用于不同规格的丝束。由表1可见,改进后能够满足滤棒重量0.600 g土0.2 g,吸阻280 Pa±25 Pa的生产工艺要求,吸阻偏差由原来的12 Pa降低为≤8 Pa(停车前后10支平均值),重量偏差由原来的0.025 g减少为0.014 g(停车前后10支平均值),机组启动后吸阻达到稳定值所需时间由1.6 min减少为<1 min,提高了设备的运行性能。

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