新型纸带检测装置的研究

刘庆永 纪志敏 李晓东

摘 要：ZJ17卷接机组是主要的卷烟生产中速机型，其运行速度和产品质量稳定，在生产中仍被广泛应用。有的ZJ17机组的盘纸拼接段传感器[1]无断纸检测功能，检测不到盘纸时，卷烟机不会停机或报警，一旦发生盘纸错位等问题，极易造成产品质量问题。因此，如何使ZJ17卷接机组具备断纸检测、报警和停机功能是需要重点研究的问题。

关键词：ZJ17卷接机组；盘纸拼接段传感器；纸带；断纸

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.16.087

0 引言

ZJ17卷接机组工作过程中，卷烟纸需要穿过盘纸拼接段传感器，以便于含拼接段烟支的检测和剔除。但由于种种因素，盘纸可能错穿到传感器之外，造成拼接段传感器监测不到盘纸接头，导致含拼接段烟支通过而造成产品质量问题。

当有拼接段通过时，拼接段传感器[3]产生电信号传送到PLC控制器，通过PLC处理后输出到剔除装置，经过固定的脉冲数，电磁阀动作将含有拼接段的烟支剔除。

有的ZJ17机组的拼接段传感器只具备上述的拼接段检测功能，很少具备类似ZJ112机组拼接段传感器的断纸检测功能。因此，在检测器无纸通过时，机组正常运行而不会发出报警或停机。

因此，根据ZJ112机组拼接段传感器断纸检测功能的原理，研制新型的ZJ17纸带检测装置，使机器具备断纸报警和停机功能是解决问题的有效途径。

1 ZJ17机组纸带检测的组成及工作原理

ZJ17机组纸带检测传感器包括B14拼接段传感器，和B26断纸传感器。纸带由纸盘自动转换系统转换后，纸带由空纸盘切换到满纸盘供应。首先经过B14检测拼接段，检测到拼接段后B14的指示灯闪亮，最后经过B26检测是否存在纸带。B14检测到的拼接段烟支经过固定的脉冲数后在滤嘴接装机部分剔除，B26检测不到纸带即报断纸故障停机。

有些ZJ17机组的拼接段传感器具有断纸检测功能，与B26共同对纸带的两个位置进行监测。然而，对于拼接段传感器没有断纸检测功能的机组，断纸检测功能主要靠B26来实现。

B14位于纸盘端，B26位于纸带末端，当纸带未穿在拼接段传感器工作区之内时，纸带仍然处于未断状态，B26检测到纸带未断，机组仍然继续工作。

2 实现B14侧断纸检测功能的方案制定

通过研究纸带拼接段传感器具有检测功能的机组结构，并通过现场论证与分析，提出三个解决方案。

2.1 方案一：将B14更换为具有断纸功能的检测器

针对拼接段传感器B14不具备断纸检测功能，考虑将B14更换为具有断纸功能的检测器。

经过查询与比较，虽然更换传感器操作简单，但是含断纸检测功能的拼接段传感器价格较高，而且现有B14传感器拼接段检测功能完好，更换既需要增加高额投入，又造成了现有良好备件的浪费。

2.2 方案二：在B14附近加装断纸传感器

针对拼接段传感器B14不具备断纸检测功能，设计在B14附近加装与B26同型号的断纸传感器。

经过现场对照与测量，加装断纸检测B26只需与原B26电路并联即可，易于实现。然而，断纸传感器体积较大，盘纸转换部分机身结构空间有限，通过安装断纸传感器的方法解决问题，安装实施难度较大，安装后使用不便。

2.3 方案三：增加B14断纸检测功能

经过与B14具备断纸功能的机组对比，提出在原有拼接段传感器B14上增加其断纸检测功能。

在不改变原B14传感器和控制电路的基础上，增加一小型传感器，通过断纸停机电路和闪光电路的共同作用實现报警和停机的功能。此方案虽然技术难度大，但是比较可靠[4]，便于操作。

经过方案对比，发现方案三具有成本低，安装、调整和维修方便等特点，其电路功能的实现可以通过技术手段解决。因此，选择方案三来实现B14的断纸检测功能。

3 B14断纸检测功能的方案实施

3.1 断纸闪光报警方案实施

通过查阅ZJ17机组图纸，考虑利用盘纸更换提示灯H16作为断纸报警的闪烁灯。这就需要在原H16电路上并联一闪光报警电路[2]电路，使得H16在更换盘纸和检测不到盘纸时都呈现闪烁状态。

经过对比选择，设计如图1所示的闪光电路。

当接入+24V电源时，由电阻、电容、三极管和固态继电器SSR组成的闪光电路A1控制断纸报警灯H16闪烁，实现纸带不在传感器监测范围内报警闪烁的功能。

3.2 断纸停机方案实施

选择与B14形状和大小相仿的叉型传感器作为纸带是否在工作位置的检测器B，当纸带不在检测范围内时，叉型传感器的指示灯亮，输出高电平信号。将叉型传感器的输出点与继电器的线圈相连，继电器常开触点串联于24V电源和断纸检测输入点X20/X21之间，得到继电器系统A2。

根据图纸中B26监测不到纸带存在时候将信号传送到PLC，PLC即发出断纸停机信号，机器停止运行。此处利用B26的PLC输入点作为纸带不在工作位置的停机信号输入点，将新传感器装置的输出线与B26的输出线并联，使两个断纸传感器装置共同作用于PLC。

3.3 断纸报警停机功能实现

根据3.1和3.2的讨论分析，设计断纸报警停机电路如图2所示。

根据设计的电路图，利用电子元件焊接加工断纸报警停机电路，制作并安装所得的实物图如图所示3所示。

4 新型纸带检测装置的应用研究

将新型纸带检测装置安装于ZJ17卷接机组，通过为期两年的跟踪使用，未再次出现因纸带未穿进传感器而不报警停机的现象。

新型纸带检测装置的应用提高了机组运行的可靠性，有效保证了产品质量的同时还降低劳动强度，节约了原材料等。

5 小结

技术人员将纸带检测装置的改动部分及操作注意事项对操作人员进行现场说明，将设计的图纸归档，编号管理纳入备件手册。

在试验成功的基础上，逐步完成对其他B14传感器不具备断纸检测功能机组的改进，完成新型纸带检测装置的推广应用。

对于新型滤嘴接收机管道检测装置的运行情况进行长期跟踪观察，及时总结本次项目中的得失成败及经验教训，为后续改进活动奠定基础。

参考文献：

[1]杨帆.ZJ17型卷接机盘纸拼接头检测装置改进[J].科技创新与应用，2014（28）：64.

[2]周士鸿.一种具有双闪光的实用报警电路[J].机电设备，1994（02）：41-44.

[3]石跃朋.卷烟纸拼接中胶带片粘贴及输送装置的改进[J].烟草科技，2007（07）：18-19+23.

[4]王俊.烟机可靠性定性研究[J].合肥工业大学学报（自然科学版），1996（04）：156-162.

作者简介：刘庆永（1986-），男，山东临沂人，硕士，研究方向：自动控制。