卷烟厂电气设备控制的问题与对策

赵忠帅，杜浩，张志洋

山东中烟工业有限责任公司青州卷烟厂，山东青州，262500

0 引言

在当前市场经济发展背景下，烟草行业面临的市场竞争压力越来越大，在烟草生产过程中对设备的技术要求也越来越高，而且人们也开始逐渐关注烟草对身体健康的影响，烟草生产需要考虑抽烟人群和非抽烟人群的身体健康。在进行卷烟生产过程中，开始应用到自动化的生产设备，进一步提升了烟草生产效率和水平。应用自动化生产设备生产卷烟，使得生产过程的安全性得到提高，但是自动化设备在应用过程中也会存在各种各样的故障和问题，需要及时查找问题，采取有效的措施进行解决，以保障卷烟厂电气设备的正常运转。

1 卷烟厂电气设备出现问题的判定标准

在对卷烟厂电气设备的故障检测过程中，烟草设备的电气控制和故障检测是存在区别的，主要是烟草设备机器内部空间不大，危险性较高，在进行测试过程中存在很大的不安全性，而且传感器不能有效安装。在烟草设备中，重要部件安装的位置不够明显，如果在防护罩上穿孔，会影响到传感器的安装；一些往复运动的部件数量庞大，振动也比较明显，会导致传感器松动或者损坏；烟草设备各个部分的零部件设备是紧密联系到一起的，零部件的运动会相互之间造成干扰，很容易发生损坏，因此，不论是烟草电气设备中的制丝设备还是其他设备都是按照相关的故障标准作为参考[1]。

2 卷烟厂电气设备故障特点

烟草生产电气设备相比其他行业的电气设备有着较大的区别，卷烟厂电气设备的内部空间都比较小，如果发生故障会带来较大的损失，而且后期的维修难度更大，主要是设备发生故障之后，应用到的检测方法比较复杂，电气设备内部并不能有效应用传感器等监控设备对电气设备的运行状态进行监控，还有电气设备内部的各部分零件比较隐蔽，给检测和维修带来很大的不便。因此，在卷烟厂电气设备的使用过程中，需要针对不同电气设备存在的故障使用不同的故障诊断技术，这样可以及时发现电气设备中存在的问题。卷烟厂主要应用到的设备有卷烟机和包装设备，两种设备在应用过程中出现故障的位置和故障发生的原因都是不同的，需要针对不同设备的维修方法对故障进行诊断和维修。

3 卷烟厂电气设备控制的意义

3.1 可以延长设备的使用寿命

通过对卷烟厂电气设备进行有效控制，可以为设备监测周期提供可靠的数据参考，科学诊断设备存在的问题，可以制定出合理的设备维修周期，进一步提高对设备的使用效率，发挥设备的作用，也能够延长设备的使用寿命，发挥设备在卷烟生产过程中的重要作用。应用到的机械设备和故障诊断仪器具有一定的灵活性和简便化，为机械设备在卷烟生产过程中的应用奠定良好的基础。

3.2 可以为判断设备状态提供准确信息

通过采集分析设备运行过程中的功能性参数、振噪参数和油液状态，可以及时发现设备运行过程中存在的异常，掌握设备运行中各部分参数的变化趋势，及时找出设备存在的问题，为设备后期的维修提供有效的参考数据，及时做好对设备的维修，保障设备后期故障的发生，也进一步提高了设备的运行效率。

4 卷烟厂应用到的设备存在的问题和解决方法

4.1 卷接机存在的问题和解决措施

卷接机在实际运行过程中会出现很多问题，主要有：①卷接机不能正常启动；②机组在运转上升的过程中出现停机的现象；③传送体系中的传送带运行速度不均衡；④印刷的位置出现偏差不能进行调整。

通常情况下，如果卷接机不能正常运转，而且在故障显示器中不能看到故障发生的相关信息时，大多是开关存在问题，因为卷烟厂的工作环境较差，有很多灰尘，很容易导致开关失灵，且大多数开关都是独立设计的，主要是为了控制联锁和显示卷接机运行故障，因此需要及时对开关进行清扫，做好开关的彻底清洁，就可以保障卷接机正常运转。在运转过程中，机组的运转速度达到一定值时，因不能承受压力会自动停机，但是故障显示器中并不能显示有关故障信息，这时就需要再次按下开关，设备才会正产运转。如果设备再次因为运转速度的提升而停止运转，且依然没有任何故障信息显示，这时就需要考虑水松纸的拼接问题，原因可能主要源于水松纸拼接不正常，因此只需要将水松纸正确安装即可。还有另外一种情况是水松纸在运行过程中受到磨损，当机器的运转速度加快时，摩擦力就会进一步加大，产生的静电就使得机器停止运转，这时需要将螺栓部分加长，正确安装水松纸就可以保障机器的正常运转。

在卷接机运转过程中，若传动设备的速度失控，就需要通过切断电源的方式对机器进行检查，但是该种情况下检查机器，会导致制动电阻产生发热，也会对一些绝缘体造成严重的破坏。当传送带不能正常工作时，接触器常闭触点各部分是相互连通的，因此需要快速切断电源，检查机器运行过程中存在的问题，及时采取有效的措施进行解决，这样才可以将事故降到最低。

当印刷位置发生偏移时，开关跳闸就会进行保护操作，但是打开之后又会跳闸，这时就需要按照顺序检查各个部分的操作控制器；若更换一个控制器后，还是有跳闸现象发生，就需要对继电器进行检查，如果接触点各个点连通在一起，就很容易造成短路情况。在卷接机中应用到的体积较小的封装继电器很容易出现故障问题，只需要对继电器进行更换即可。

4.2 包装设备存在的问题和解决措施

在包装设备运行过程中会出现的故障是线路板上的信号灯始终不灭，但是拔出其中的一个线路板重新插一遍，信号灯又会恢复正常。该种情况会反复出现，通过对该种现象进行分析，得出的结论是复位部分存在问题。通常信号灯是依靠低电平才会亮起来的，但是触发器的位置需要呈现高电平，任何一种情况的发生都会导致脉冲不能清零，这时只需要对非门和电路板进行更换即可[2]。

4.3 卷包设备检测和诊断技术的应用

卷包设备在应用过程中，针对其运行状态也有对应的检测技术和方法，主要有在线监测、振动监测等方法，有效应用这些监测技术，可以快速确定故障发生的位置，及时对故障原因进行分析并采取有效措施进行解决。①在线监测技术的应用。通过检测烟草设备生产出来的产品质量，可以将检测出来的结果与量化指标进行对比，可以进一步明确电气设备运行过程中存在的故障。②关键部位振动监测技术的应用。当设备处于运行状态时，通过监测和观察设备运行速度、声响和位移等信息对设备系统进行分析，了解设备控制系统是否处于正常运行状态。对于卷包设备发生的故障，有很大一部分故障都是可以通过监测设备运行过程中的状态进行了解和掌握的，因为设备正常运行的声音和非正常运行的声音是不同的，是可以通过监测发现的。③异常噪声检测技术。该种技术的应用主要是通过收集和分析系统运行过程中的频率信号可以及时发现其中某一器件出现的问题，因为通过分析器件运行过程中的频率，就可以判断器件是否处于正常的运转范围内，通过对发生异常噪声的部分进行定位，就可以快速排查发生故障的部位。例如，软包机出口转盘内的螺栓出现松动，该位置就会有较大的噪声产生，这就说明软包机出现故障，通过对故障部位进行检修，可以有效避免后期有更大的故障发生。④油样分析技术。主要通过对润滑油、喷油等的判断可以对设备的磨损情况进行掌握和了解。通过采集设备内的油样，分析其形态、大小和数量等信息，可以快速了解到设备的磨损情况，以便做好对磨损器件的更换和调整，进一步保障电气控制系统的正常运行。

4.4 变频器在卷烟厂电气设备中的控制

变频器在卷烟厂电气设备中发挥着十分重要的作用，因此需要有效应用变频器，同时做好对变频器的维护工作。当变频器发生故障时，需要快速查找出变频器的故障，及时采取有效措施进行解决。卷烟厂使用到的变频器通常主要发生的故障类型有短路、接地、变频器过载和通信异常等情况。如果变频器发生故障，其自动装置就会自动启动，机器设备也会停止运行，故障类型就显示出来了，为了能够快速查找出故障，可以通过故障代码找出故障的原因，将各个环节的故障排除掉，及时采取有效措施对故障位置进行处理[3]。总之，为了能够进一步确保电气设备的安全稳定运行，需要在日常工作中做好对变频器的有效使用和维护工作。

4.4.1 变频器要有良好的接地线

卷烟厂电气设备的地线对整个设备的安全稳定运行有着十分重要的作用，但是通常情况下安装的接地线是不容易断的，如果接地线断了，就会烧坏变频器，若刚好有电机漏电，就会更加麻烦。接地线断了，就会有强电流从接地线上反串到变频器主板上，主板上就会有火花产生，将主板烧坏，这就需要在变频器上安装好的接地线。

4.4.2 避免变频器受到干扰

变频器开关电源很容易受到干扰，如果变频器的接地不良，会通过电源线和电机线对变频器产生干扰信号。干扰信号是通过外壳的地线发出去的，地线的长度越长造成的干扰范围就会越大。变频器自身的干扰信号会干扰到变频器，也会对周围的电子设备运行产生较大的干扰。安装的变频器中，有的自身就可以防止干扰信号辐射和信号的输入，但是有的则不具备抗干扰的功能。如果在使用的控制系统中，除了有变频器外，还有一些靠脉冲信号进行通信的电子设备时，例如电脑、人机界面等，在进行变频器选择的过程中就需要考虑到对防干扰措施的应用。

针对变频器被干扰的问题，其处理过程是相对比较复杂的，需要结合现场实际情况采取不同的措施，比如可以利用屏蔽线、把变频器放在铁柜里、将进出电源线套在铁管上等，还有接上良好的接地线，同时在接变频器线路时，需要注意变频器控制线公共端是不能接地的。

4.4.3 变频器输入端位置加压敏电阻

有些企业供电质量不高，当供电线路有故障发生时，高压电的输出很容易烧坏电子仪器，针对这一现象的存在和发生，需要及时采取有效措施解决该问题，例如可以应用到被动保护方法，在变频器的空气开关上加压敏电阻，这时有高压电经过时，压敏会发生短路，开关跳闸，变频器被有效保护，这就在一定程度上避免了变频器故障发生的概率[4]。在安装压敏电阻的过程中，不能将压敏电阻的安装位置太靠近变频器，这样是为了避免电阻短路爆炸时，产生的强大静电和电磁波会对变频器的功能产生较大影响，通常较轻的情况是烧断电路板铜线，较重的情况则是烧坏整块模块和开关电源等，而加上压敏电阻的效果就会比较好。

4.4.4 避免将变频器和振动设备一起安装

如果将变频器与振动的烟草设备安装在一起运行，很容易导致主回路的连接螺栓和紧固螺丝产生松动，变频器的使用寿命就会缩短。当设备振动时，变频器的模块就会遭到损坏，如果将模块更换之后，没有加固螺栓，还是会造成模块的损坏。在将模块更换之后，需要按照电流的走向将主回路上的螺栓拧紧，如果变频器必须安装在振动设备周围，则需要定期对连接螺丝和模块上的紧固螺丝进行检查，避免螺丝发生松动损坏变频器。在选择变频器的过程中，需要选择较好的变频器，保障使用过程中没有端子松动的问题发生，这样可以有效减少维护量。

5 卷烟厂电气设备未来的发展趋势

在烟草生产行业，电气设备未来的发展将会呈现出机电一体化的发展趋势，可以有效提高烟草生产效率和质量。通常情况下的机械设备和电气设备之间是相互渗透和紧密结合的关系，要将两者有效融合在一起，会使机电一体化的程度提高。

机电一体化融合了电子技术、信息技术和机械技术，这也是未来工业化发展的重要趋势，是当前技术革新方面的重要研究内容。机电一体化目前作为电子工业发展的重大技术方向和主要任务，国外许多科研机构和高等院校已经对其进行了大量研究和开发工作，各种新的技术产品也在不断涌现。卷烟生产过程是相对复杂的，主要特点：①属于流程工业，整个生产过程需要遵循对应的流程进行，从基本的烟叶原料到最后的成品包装；②整个生产过程中的参数较多，有位移、速度、加速度、电流和温度等；③具有较强的实时性，在相关设备运行过程中，需要对过程参数进行实时检测和处理；④整个生产过程的工作环境比较复杂，生产过程对可靠性要求高。因此，为了有效确保烟草生产过程的安全性和可靠性，需要有效提高烟草生产过程中的自动化程度，提高生产的效率和水平。卷烟生产过程中注重应用集散系统，有多台机器分别控制生产过程的各个环节和阶段，来有效实现最佳的生产目标。在单机应用过程中，需要实现单机的高度自动化和全局目标最佳化，需要综合运用信息论、控制论等实现自动化生产。因此要十分重视卷烟设备机电一体化的发展趋势，促进卷烟设备的有效应用。

6 结语

综上所述，当前随着社会科学技术的快速发展，卷烟工厂电气设备的自动化程度进一步提升，在应用电气设备的过程中，相关要求也越来越多，因此需要从各个环节进行有效控制，做好各个环节的监测，针对问题及时采取有效的措施，确保烟草设备的正常稳定运行，满足生产目标。