ZJ15XG型卷烟机使用说明书Word文档格式.docx

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0A-00是机器结构的总体系统图

0A-01至0A-03是网络配置图

YJ15XG上使用了国标，故电器元件采用了国标符号表示。

11X13-12连接器元件编码（符号）11X13

机器部件区域编号

部件区内的元件编号

9Y1电磁阀元件编码（符号）9Y1

2A-10/3C机器部件区域编号

打条器阀部件区内的元件编号

①说明9Y1是一个电磁阀

②9Y1是图纸上查图的关键符号

③如图是：

9Y1

2A-10/3C

图号

图纸坐标

9Y1元件在电路图2A-10上的横坐标是3，纵坐标是B。

2．2YJ15-XG位置图作为图纸系统的一个组成部分。

它将元器件在机器上的位置及机器本身通过示意图的形式提供给使用者，使用者能够以位置图作为桥梁，架通电器原理图和机器之间的联系。

位置图包括以下几部份内容：

（1）位置图目录

（2）元件位置和机器特征

（3）元件表

在位置图上，均在图的左上角或左下角安排一个元件表，表中将给出每个元件的元件号和注释名称。

其元件号与原理图的元件号是完全一致的。

位置图上未提供元件订货号，但可以通过备件清单查阅元件的订货号。

查找订货号的具体做法是：

根据原理图和位置图查得元件的种类，元件号，在备件清单上按种类和元件号查找到订货号。

2.3维护程序

YJ15XG机上的电器人员应采用下图所示，按框图的步骤维护机器。

3．电源系统

电源系统为控制电路，检测电路，执行元件提供所需各种电源，本机配电分为三个部分：

三相、单相和直流电。

3.1三相交流电

参见原理图1A-1、1A-2、1A-3。

电网电源三相380V经主空气开关1A1Q0引入，一方面为YJ15XG机提供电源，一方面YJ24XG接装机提供电源。

YJ15XG机的三相电主要为机器的伺服器、辅助电机、1A2A1直流电源供电。

（1）接通1A1Q31,1A1Q32,1A1Q33,1A1Q34,1A1Q35,刀头伺服器，布带轮伺服器。

劈刀伺服器，风室伺服器，后身伺服器输入三相380V端得电。

参见原理图1A-3

（2）接通1A1Q1大风机电机空气开关，1A1Q2小风机电机空气开关，1A1Q3料斗电机空气开关，1A1Q4油泵电机空气开关，1A1Q5振槽电机空气开关，1A1Q6除埂电机空器开关，操作控制面板3A2上的选择开关S8旋至“热料风”位置。

通常可编程控制器模板2A1A6上的第5，7，9，12，14，16端口先后输出信号，提供交流110V电压，使1A1K1大风机接触器，1A1K2小风机接触器，1A1K3料斗电机接触器，1A1K4油泵电机接触器，1A1K5振槽电机接触器，1A1K6除埂电机接触器得电，大风机电机接触器延时5秒启动，以避免所有电机同时启动造成对电网的冲击。

当上述某一电机出现过流过热故障，它的空器开关会断开保护，空气开关的辅助触点同时断开，2A1A6模板控制它的接触器的端口将不输出110V信号。

同时人机界面将显示相应的电机过载故障信息。

参见原理图1A-1,1A-2,1A-3

注：

空气开关的辅助连接触点为：

1A1S1大风机过载开关，1A1S2小风机过载开关，1A1S3料斗电机过载开关，1A1S4油泵电机过载开关，1A1S5振槽电机过载开关，1A1S6除梗电机过载开关。

（3）直流电源1A2A1是卷烟机直流24V供电电源，其输入为三相380V，输出为直流24V/20A。

接通1A1Q36直流电源开关，三相380V经三相滤波器1A2L1接入到电源的交流输入端，电源工作。

参见原理图1A-2。

3.2交流单相配电

参看原理图1A-4

接通1A1Q7从机器三相电源线引出的两相交流电经变压器5T1，初级输入380V

经降压输出供给机器单向交流电。

3.2.1.交流220V

为拨烟轮伺服器，提升带变频器，拖纸辊电机变频器供电；

为接装机交流220V供电；

为直流正负15V电源供电；

为重量控制与紧头控制可编程控制器供电；

为电控箱冷却空调供电。

3.2.2.交流110V

为接触器线圈供电；

为核放射源110V供电；

为低速烙铁和高速烙铁加热器供电；

为劈刀上升下降电机供电；

为磨刀电机控制模块供电。

3.2.3直流电源

参见原理图1A-7、1A-8

YJ15XG型卷烟机上共有三个直流电源：

它们是1A2A1卷烟机24V电源，用于卷烟机的直流24V供电，可编程控制器的供电，伺服控制器供电，卷烟机伺服器和接装机伺服器直流供电，触摸屏供电，阀岛供电。

1A2A2正负15V电源用于机器的放射源线路供电。

4．联锁电路和故障信号

4.1YJ15XG上的联锁电路都是可编程控制器的输入回路，当该联锁电路断开或接通后，可编程控制器按程序停止机器，并禁止相关输出点的输出信号，并在人机界面上显示出来。

联锁电路分为人身安全联锁电路、设备安全联锁电路和产品质量联锁电路。

4.1.1人身安全联锁电路有：

（1）刀头箱联锁电路：

当刀头箱开启时机器静止，刀头伺服器使能断开，可编程控制器模板2A1A6的第3端口输出禁止，刀头伺服电机接触器断开，人机界面显示“刀头箱联锁”。

联锁开关6S1是行程开关。

（2）料斗门联锁电路：

料斗门打开，机器停止，显示“料斗门联锁”。

联锁开关8S1是连杆行程开关。

4.1.2设备安全联锁电路有：

（1）油压开关6S2是液压开关，油泵电机运转，当刀头齿轮箱油路油压低时，液压开关导通，产生“卷烟机油压低”联锁信号，机器停止。

（2）当卷烟机主气压低于气压开关4P1设定值时，产生“卷烟机气压低”联锁信号，机器停止。

（3）当喇叭嘴机构的板簧断裂时，接近开关12B1感应不到连杆上的销使机器立即停止，并显示“喇叭嘴故障”。

（4）大风机过载开关1A1S1是大风机空气开关1A1Q1的辅助触点

（5）小风机过载开关1A1S2是小风机空气开关1A1Q2的辅助触点

（6）料斗电机过载开关1A1S3是料斗电机空气开关1A1Q3的辅助触点

（7）油泵电机过载开关1A1S4是油泵电机空气开关1A1Q4的辅助触点

（8）振槽电机过载开关1A1S5是振槽电机空气开关1A1Q5的辅助触点

（9）除梗电机过载开关1A1S6是除梗电机空气开关1A1Q6的辅助触点

（10）拖纸辊电机变频器故障开关是变频器的K12,K14触点

（11）提升带电机变频器故障开关是变频器的K12,K14触点

（12）当加热器打开，加热器温度超过上限时，温控器产生报警信号，并停止加热，人机界面显示“加热器故障”

4.1.3产品质量联锁电路

（1）当料斗打开时，如果料斗里的烟丝料位低于光电开关8B2，机器停止，并显示“缺烟丝”。

当料斗处于关闭或排空状态时，此联锁信号屏蔽。

（2）当热料风选择开关置于“关”时，机器停止，并显示“热料风未合”；

当开关置于“单加热”时，机器停止，显示“料斗风机未合”。

（3）当机器运行模式为自动时，关闭料斗，机器停止，并显示“料斗未合”。

（4）当伺服系统运行/调整开关旋置“调整”位置时，伺服系统处于调整状态（请详见8.伺服系统）各伺服电机返回到参考坐标系零点后，机器停止，并显示“运行/调整联锁”。

（5）当光电开关9B1探测到卷烟纸断时，机器不能工作在低速和高速状态下，只能点动运行，并显示“盘纸断”。

（6）机器运行，压下烙铁，打条器动作，程序屏蔽12B2烟条探测器5秒钟，5秒钟后如果在0.5秒未探测到烟条端部脉冲，则机器停止，并显示“跑条”，此信息将保持20秒钟后消失。

（7）当重量控制装置工作，机器高速运行30秒钟后，如果烟支重量超过设定值的上下限，重量控制装置发出报警信号，机器停止，并显示“重量故障”。

4.2机器可编程控制器不仅通过联锁电路产生联锁信号，还通过PROFIBUS-DP采集机器的故障信号，停止机器，并在人机界面上显示出来。

4.2.1伺服系统故障信号

（1）刀头伺服器故障和刀头伺服器控制故障

（2）布带轮伺服器故障和布带轮伺服器控制故障

（3）劈刀伺服器故障和劈刀伺服器控制故障

（4）风室伺服器故障和风室伺服器控制故障

（5）后身伺服器故障和后身伺服器控制故障

（6）拨烟轮伺服器故障和拨烟轮伺服器控制故障

（7）接装机伺服器故障和接装机伺服器控制故障

（8）胶辊伺服器故障和胶辊伺服器控制故障

（9）水松纸伺服器故障和水松纸伺服器控制故障

4.2.2接装机的故障信号请参见接装机联锁电路。

5.气动系统的控制

本机的气动系统由主气路、主分配器、调压工作支路和高压工作支路组成。

空压站输送过来的压缩空气，经主气路净化调压后进入主分配器，再通过主分配器分配至调压工作支路和高压工作支路。

为了保证主系统和工作支路的最低工作压力，系统上装置有压力开关4P1，当气压低至设定压力时，机器停止，并显示“卷烟机气压低”。

各调压工作支路由调压阀、压力表、电磁阀、管路和工作装置组成，而各高压工作支路将总调压阀调定的压力通过管路送至各支路的控制装置，由控制装置来控制机构动作。

各工作支路的工作点和功能如下：

（1）刀头箱的开启和关闭：

在机器停止时，将操作面板3A1上的刀头箱开关至于“开”位置时，PLC控制阀岛上的刀头箱抬起电磁阀接通压缩空气，刀头箱关闭电磁阀关闭，推动刀头箱气缸开启刀头箱；

当开关至于“关”时，控制控制阀岛上的刀头箱抬起电磁阀关闭，刀头箱关闭电磁阀接通压缩空气，刀头箱关闭。

（2）低速烙铁的抬起和落下：

在机器停止时，PLC控制阀岛第6、7端口均输出0V，电磁阀均关闭，低速烙铁气缸无压缩空气，靠高速烙铁支撑不至落下，可手动自由抬起落下；

在机器运行时，手动压下烙铁，烙铁开关10B1断开，模板第7端口输出24V，低速烙铁压下电磁阀得电导通，压缩空气控制烙铁压下至工作位置；

当机器从运行到停止，模板第6端口5秒钟24V，第7端口输出0V，低速烙铁抬起得电导通，烙铁抬起。

（3）高速烙铁控制：

机器工作在自动低速状态下，烟条送入切割系统，切割下的第一支烟经过烟条探测器5秒后，阀岛模板的第8端口输出24V信号，电磁阀4Y6得电导通，高速烙铁气缸将高速烙铁放置工作位置，同时机器自动升至自动高速运行。

当工作在手动低速状态下，烟条送入切割系统，切割下的第一支烟经过烟条探测器后，按下控制面板上的手动高速按钮，高速烙铁气缸将高速烙铁放置工作位置，同时机器自动升至手动高速运行。

（4）重量控制冷却：

机器启动，PLC控制阀岛模板的第14端口输出24V信号电磁阀4Y7得电导通，对放射源导管吹风冷却、清洁。

（5）料斗振荡板动作：

料斗打开或排空时，在程序控制下，模板4A1第5

端口输出周期为20秒脉冲信号，电磁阀4Y8通断气路，由气缸推动振板周期振动，将烟丝推向提升带，避免烟丝滞留料斗内，造成提升带供料不足。

（6）烟枪底板冷却：

机器运行，阀岛控制器模板4A1第4端口输出24V信号，电磁阀4Y9得电导通，压缩空气通过烟枪底部小孔吹入布带与底板间，减少磨擦并冷却。

（7）风室尼龙吸丝带张紧：

机器正常工作时，模板4A1第13端口输出24V信号，电磁阀4Y11得电导通，气缸将尼龙带张紧；

当需更换尼龙带时，将操作面板上的风室张紧开关关闭，4Y11关闭，风室伺服器使能断开，可进行尼龙带更换。

（8）自动进刀控制：

进刀电磁阀4Y12受模板4A1第3端口输出信号控制，一般在高速运行时调定45秒进刀一次，进刀间隔时间可通过触摸屏设定。

（9）PVA供胶控制：

机器停止时，按住操作面板的手动供胶按钮，可编程控制阀岛模板4A1第2端口输出24V信号，电磁阀4Y13得电导通，压缩空气控制胶枪供胶，松开按钮，4Y13关闭；

机器手动运行时，按一下手动供胶按钮，胶枪开始供胶，机器停止，供胶停止；

机器自动运行时，压下低速烙铁后，胶枪开始供胶，机器停止，供胶停止。

（10）打条器控制：

低速烙铁按下一段时间（时间可在触摸屏设定）后，在程序控制下，阀岛模板4A1第4端口的输出24V信号，电磁阀9Y1得电导通，气缸带动打条器打断烟条，并送入刀头。

停机时，电磁阀关闭，打条器抬起准备再次打条。

（11）接纸气缸控制：

机器运行过程中，当原卷烟纸盘即将用尽，拖纸辊完成加速储纸后停止，经一段延时（约0.5秒）模板4A1第3端口输出24信号，电磁阀9A1Y1得电导通并维持一段时间（约0.5秒）失电，拼接时间和延时时间可在触摸屏上设定。

在机器停止时，可手动旋转手动开关，拼接阀动作。

（12）落料器：

落料器位于卷烟机供料系统上方，其作用是用于控制自动进料，气源来自主气路，自成一气动系统，落料器受可编程控制器程序控制。

供料系统上方料斗内设置一个光电开关，若料斗内无料或料位低，则落料电磁阀动作，打开料仓门落料。

一定时间后，落料完毕，电磁阀断电复位，料仓门关闭；

而吸丝蝶型阀开启，向料仓进料，料仓进满，料仓光电开关控制吸丝阀关闭。

6.可编程控制器及PROFIBUS-DP总线系统

本机器采用了西门子S7-300可编程控制器（1A1A20A1）作为控制核心。

同时卷烟机可编程控制器作为主站，与卷烟机阀岛网关（4A1）、伺服控制器（1A1A0）,及接装机上的远程I/O模块、接装机可编程控制器（8A1A1）、接装机阀岛网关（1A3A1）构成PROFIBUS-DP网络系统。

除卷烟机的控制器，其他组件是系统中的从站。

从站分为两种，一种是相当于主站扩展的远程I/O如DP阀岛，接装机远程I/O模块；

另一种除了与主站的通讯外，还独自完成自己的逻辑控制功能，如接装机可编程控制器和伺服控制器。

DP联接及地址详见电路图0A-1。

6.1卷烟机可编程控制器的组态

卷烟机可编程控制器1A1A20由CPU模板，输入模板，输出模板组成。

其结构请见位置图1A1A20，其中A1是CPU模板，A2、A3为输入模板，A4为PID温控模块，A5、A6为输出模板。

（1）CPU模板的型号是CPU314-2DP，配有64K存储卡用于存储用户程序，在使用CPU时必须插入存储卡。

该模板集成了MPI和DP两个通讯接口，通过DP接口完成其DP网络主站功能，通过MPI接口完成与工控机（IL40）的通讯功能。

除了执行用户程序和完成通讯及远程控制外，模板还监控本站其他模板的工作，并通过发光二极管显示工作状态。

通过模板上的模式选择开关可以切换可编程控制器的工作模式：

CPU扫描用户程序（RUN方式）,CPU不扫描用户程序（STOP方式）,存储器复位（MRES方式）。

图6.1-1CPU314C-2DP的控制和显示单元

注意：

请不要复位可编程控制器，否则易造成用户程序丢失。

CPU安装有以下LED显示灯

图6.1-2状态和故障显示

CPU模板集成了5路模拟输入通道和2路模拟输出通道，本机使用了第1路模拟输入通道用来采集纸张力模拟开关的电压值；

两路模拟输出通道分别用于拖纸辊电机变频器和提升带电机变频器的速度给定信号。

除了模拟通道外，该模块还集成了24点数字输入、16点数字输出和4路高速计数器通道。

计数器通道可用于计数和测定频率，第1路计数器对盘纸被动导纸辊齿盘计数，用于统计盘纸消耗；

第2路计数器用于测定刀头编码器经分频板转换输出的频率信号，计算出机器的当前速度；

第3、4计数器用于测定拖纸辊和纸盘架的速度，用于盘纸控制。

（请参见盘纸系统章节）模板集成的数字输入点除了计数器使用外，其余输入点都可以作为外部硬件中断，对一些高速输入信号进行采集，判断。

机器的烟条探测器和喇叭嘴探测器分别连接在模板X2连接器的第17,18端口用于探测跑条和喇叭嘴故障。

请参见原理图1A-14、1A-15、1A-16

图6.1-3CPU314C-2DP的集成模拟I/O和数字I/O

（2）A2、A3为数字量输入模板，接收来自机器上的开关量信号，供CPU处理。

每个模块有32点输入，分为两个字（16点为1个字）参见原理图1A-17至1A-20。

（3）A4为PID模块，用于采集机器上加热器的温度信号，并通过PID运算，对其进行控制，参见原理图1A21，1A22。

（3）A5、A6为数字输出模板。

其中A4、A5为晶体管输出模板，每个模板分为两个字节，16点输出，每点输出电流0.5A（24VDC）都带有过流保护。

A6是8点继电器输出模板，主要用来控制机器三相电机的110V交流接触器的线包。

6.2卷烟机DP阀岛

卷烟机的DP阀岛采用的是SMC公司的EX250系列产品。

网关作为1个DP从站，替代了卷烟机可编程控制器的A4模板的逻辑控制功能，如选择安装带DP网关的阀岛则可编程控制器无A4模板。

阀岛网关上共有两个接口，X1接口为直流24V电源接口；

X2是DP接口，用于联接总线。

阀岛上有DP地址开关，和阀岛工作方式设定开关，请选择“hardware”工作方式，并设定DP地址。

阀岛上共有四个状态指示灯。

SF

红色，总线错误

ERR

红色，硬件或软件错误

REY

绿色，准备就绪

RUN

绿色，运行

表6.2-1阀岛网关的状态和故障显示

6.3伺服控制器的DP联接

伺服控制器是伺服系统的控制核心，可编程控制器通过DP联接监控伺服控制器。

因此伺服控制器上除了MP2300基本控制单元外，还配置了DP通讯模板261IF-01。

通讯模板除了DP接口外，还有一个RS232通讯接口，用于计算机对伺服控制器的监控和编程操作；

伺服控制器的DP地址是通过通讯模板的旋转拨码开关设定的。

6.4接装机的远程I/O模块的DP联接

位于接装机的1A区的远程I/O模块机架共有四个模块:

IM153通讯模块A1；

A2模块为数字输入模块，接收接装机前半部区的开关量；

A3、A4为数字输出模块，A3模块用于控制接装机阀岛,共有32点，两个字，A4用于控制接装机的三相异步电机。

其与网络连接是通过IM153通讯模块完成的，设定其上的拨码开关就可以设定其DP地址。

6.5接装机的可编程控制器

位于接装机的8A区的接装机可编程控制器由CPU模板，数字输入模板，模拟输出模板组成。

其中A1为CPU模板，A2为数字输入模板，A3为模拟输出模板。

（1）CPU模板的型号是CPU313-2DP，配有64K存储卡用于存储用户程序，在使用CPU时必须插入存储卡。

该模板集成了MPI和DP两个通讯接口，通过DP接口完成其DP网络从站功能，通过MPI接口完成与触摸屏的通讯功能。

除了执行用户程序和完成通讯外，模板还监控本站其他模板的工作，并通过发光二极管显示工作状态。

图6.5-1CPU313C-2DP的控制和显示单元

图6.5-2CPU313C-2DP的集成数字I/O

（2）CPU模块集成了16点数字输入、16点数字输出和3路高速计数器通道。

计数器通道可用于计数和测定频率，模板共用了两路，第1路计数器用于测定水松纸纸盘架的速度，用于水松纸拼接控制；

第2路计数器对水松纸被动导纸辊齿盘计数，用于统计水松纸消耗；

第3路计数器通过位于接装机最后传输鼓的好烟支探测器对机组的好烟进行计数。

模板集成的数字输入点除了计数器使用外，其余输入点都可以作为外部硬件中断，对一些高速输入信号进行采集，判断。

接装机编码器的烟支对脉冲信号连接在模块X1连接器的第12端上为接装机可编程控制器提供烟支时钟信号。

缺滤棒探测器连接在第13端，用于检测在双端靠拢鼓的烟支是否缺滤棒，通过接装机可编程控制器执行程序控制缺嘴棒靠拢阀和倍长烟剔除阀完成缺滤棒烟支靠拢和剔除动作。

位于卷烟机上的断纸/盘纸拼接头探测器连接在第14端和A2数字输入模板的第2端上，用于区分断纸和盘纸拼接头，并产生断纸停机故障，当探测到盘纸拼接头时通过倍长烟剔除阀将其剔除。

请参见接装机原理图8A-1、8A-2。

6.6.DP地址的分配

采用阀岛的PROFIBUS-DP系统共有六个DP站，其地址分配见原理图OA-1，其中卷烟机PLC和接装机PLC的DP地址是通过组态软件设定，不需要外部硬件设定，而其他站除了在组态软件设定外，还需要在外部的拨码开关设定。

系统共使用了四个T形连接器、两个U型连接器、四个圆形插头、两个外置终端电阻。

其中，四个T形连接器的内置终端电阻开关全都设为断“OFF”。

当不采用阀岛时，DP系统共有四个DP站，其地址除去掉阀岛的相应的站址外，其他站址不变，设定也不变。

系统共使用了四个T形连接器、两个圆形接头。

其中，连接在多轴伺服控制器和接装机可编程控制器的T型连接器其内置终端电阻开关设为通“ON”,其他的T型连接器设为断“OFF”。

7.人机界面及通讯

本机采用了西门子TP170B系列触摸屏作为状态监控和参数输入的人机界面。

触摸屏采用MPI方式与卷烟机可编程控制器和接装机可编程控制器通讯，其网络连接和站点地址请参见原理图0A-2。

网络共用了三个T形网络连接器、两个圆形接头。

其中，连接在触摸屏和接装机可编程控制器的T型连接器其内置终端电阻开关设为通“ON”，连接在卷烟机可编程控制器的T型连接器设为断“OFF”。

人机界面监控系统用于故障连锁显示，加热器温度显示设定与伺服电机调整功能画面。

工控机采用Profibus方式与卷烟机可编程控制器和接装机可编程控制器通讯，用户可通过工控机触摸屏进行用户参数设定，实时状态显示等功能。

工控机的监控系统分为，主画面、I/O监控、参数设置、温度设定、连锁超越、运行记录、伺服调整、重量调整、紧头调整、放射源校准、机组设定、产量清零。

图7.1-1主画面

7.1主画面：

主画面由机器状态显示；

运行数据显示；

烟支重量与紧头位置显示，接装机滤棒、水松纸、切刀、胶辊状态显示；

画面切换触摸键五部分组成。

7.1.1机器状态显示：

机器的可编程控制器执行用户程序，对机器的状态进行逻辑判断，并通过触摸屏编码显示。

主画面的共有三个状态显示条，当状态超过三条时，状态按优先级在可编程器程序中排序，只显示优先级最高的三条信息。

状态信息按内容可分为卷烟机状态和接装机状态。

机器的故障状态和联锁报警信号可保持20秒钟或持续保持，可以通过点动按扭开关复位。

卷烟机状态信息如下：

（1）刀头伺服故障

（2）布带伺服故障（3）劈刀伺服故障（4）风室伺服故障（5）后身伺服故障（6）拨烟轮伺服故障（7）提升带