改進烘絲機控制模式

婁琦++薛梅

摘 要：煙草制絲生產(chǎn)過程中薄板烘絲機干頭干尾量較多。實踐中通過改進烘絲機控制模式，確定最佳工作溫度，優(yōu)化預熱溫度，優(yōu)化料頭噴蒸汽時間，判斷烘后水分儀參與控制的最佳時機等措施，能達到穩(wěn)定烘絲機出口水分，減少干頭干尾量的效果。

關(guān)鍵詞：烘絲機；干頭干尾；控制模式

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.07.009

1 背景及要因分析

薄板烘絲機的控制模式為閉環(huán)控制，煙絲含水率的控制采取PID控制。烘絲機生產(chǎn)時的工作狀態(tài)包括預熱、啟動、料頭、生產(chǎn)和倒料。生產(chǎn)前設(shè)備處于預熱狀態(tài)，當烘前電子秤產(chǎn)生秤占用信號并延時一定時間（電子秤到烘絲機人口時間）后，轉(zhuǎn)入料頭狀態(tài)；此時蒸汽調(diào)節(jié)PID、含水率調(diào)節(jié)PID、熱風調(diào)節(jié)PID均參與控制；當正常生產(chǎn)過程中秤占用信號消失并延時（工作狀態(tài)轉(zhuǎn)高速倒料狀態(tài)時間）后進入高速倒料狀態(tài)，尾料持續(xù)時間約210 S。在車間生產(chǎn)中，每批次開始或者結(jié)束時，薄板烘絲機會殘留一些低于1.5%的標準含水率下限的煙絲，這就是干頭干尾現(xiàn)象。

烘絲機滾筒具有較大熱慣性，造成烘絲機出口葉絲干頭干尾較多，我車間當前薄板烘絲機干頭干尾量平均每天為20.96kg。影響薄板烘絲機干頭干尾量的原因主要是：（1）不同牌號葉絲脫水性能差異較大。烘絲筒控制程序中的配方參數(shù)，如干燥系數(shù)等沒有針對不同的牌號（條件）進行相關(guān)優(yōu)化；（2）料頭生產(chǎn)過程中，烘絲筒壁溫度的計算值由于進料流量的變化，會產(chǎn)生很大波動，極易導致烘絲筒壁升溫過沖的狀況；并且因為不能對出口煙絲水分進行反饋，沒有辦法精確的針對出口煙絲水分進行有效補償修正；烘絲水分在控制過程中，也具有較強的滯后的特性，進而不可避免的出現(xiàn)干頭干尾的煙絲；（3）料頭料尾的溫度控制模式和烘絲機正常運行時的控制模式差別不明顯，沒有對料頭料尾進行特殊控制模式。因此需要在料頭料尾時采用新的控制模式，穩(wěn)定烘絲機出口水分，減少干頭干尾量。

2 改進措施

（1）增加料頭工作溫度自動修正環(huán)節(jié)，確定最佳工作溫度。在生產(chǎn)中，操作人員常常只能根據(jù)出口含水率憑借工作經(jīng)驗來調(diào)整烘絲機的工作溫度，以保證烘絲機出口含水率的穩(wěn)定性。這樣以來，溫度修正過程的人為經(jīng)驗因素影響較大且相對容易滯后。通過統(tǒng)計分析不同牌號（條件）的來料含水率，我們可以得出不同含水率所適宜的工作溫度；再通過烘前水分儀來檢測來料含水率，通過滾筒工作溫度平臺自動修正溫度，使得烘絲機能夠快速進入穩(wěn)定工作狀態(tài)。

（2）預熱溫度優(yōu)化。設(shè)備啟動后，滾筒需線經(jīng)過20-30min的預熱；當烘絲前電子秤流量信號輸入時，自動轉(zhuǎn)到啟動狀態(tài)。預熱溫度通過空氣的傳導作用在滾筒內(nèi)形成高溫環(huán)境，對煙絲進行脫水操作。預熱溫度的高低影響干頭干尾量的大小。預熱溫度在130℃時，在保證烘絲出口水分處于工藝范圍內(nèi)的前提下，干頭干尾量最少，為16.22kg。

（3）料頭噴蒸汽時間優(yōu)化。在烘絲控制系統(tǒng)中，料頭噴蒸汽主要對煙絲進行增溫、增濕，提高筒體內(nèi)部的濕度，以達到減少干頭干尾現(xiàn)象。在PLC程序控制中引入料頭噴蒸汽開始時間、料頭噴蒸汽停止點2個參數(shù)，見圖1。

通過實際測量得出噴蒸汽開始時間和停止時間，根據(jù)蒸汽的含水率和加水量估算加蒸汽量，根據(jù)料頭料尾時電子秤物料流量換算得理論加水量，理論加水量=（電子秤設(shè)定流量一電子秤實際流量）×加水系數(shù)。在生產(chǎn)中，通過不斷調(diào)試之后確定加水系數(shù)是0.035。由中控制室控制將加水系數(shù)添加到生產(chǎn)工藝配方。加蒸汽量在料頭階段逐漸減小，可以防止料頭含水率沖高；加蒸汽量在料尾階段逐漸增大，直到進料停止，接著延時停止蒸汽噴吹。

料頭噴蒸汽時間在100S時，在保證烘絲出口水分處于工藝范圍內(nèi)的前提下，干頭干尾量最少，為13.82kg。

（4）烘后水分儀參與控制的最佳時機。影響烘絲機干頭干尾控制的主要因素是出口水分儀參與控制的時機。在現(xiàn)有的控制模式，為了能夠?qū)崟r且有效的控制烘絲機出口含水率保持在規(guī)定的誤差范圍之內(nèi)，操作人員必須對蒸氣壓力和含水率實行雙閉環(huán)串級控制，料頭最佳控制時機在11.5S時，在保證烘絲出口水分處于工藝范圍內(nèi)的前提下，干頭干尾量最少，為10.82kg。

3 效果對比分析

通過采取增加料頭工作溫度自動修正環(huán)節(jié)、優(yōu)化料頭料尾噴蒸汽時間和預熱溫度，將烘后水分儀參與控制等改進，有效降低了烘絲機干頭干尾量，有效減少了需要在出料端補償加水的干煙絲量，保證了煙絲的品質(zhì)。改進后薄板烘絲機干頭干尾量由改進的20.96kg降低到改進后的9.48kg。

4 結(jié)論

（1）改進后薄板烘絲機干頭干尾量由原來的每批次12.5kg降低到5.54kg，干尾量由原來的8.46kg降低到3.94kg，干頭干尾量由原來的20.96kg降低到9.48kg，葉絲出絲率由每批次的97.4%提高到98.7%，滿足了卷煙工藝生產(chǎn)的需求，改善了卷煙感官質(zhì)量；（2）有效降低了操作工的勞動強度；（3）將滾筒烘絲機預熱溫度和料頭料位噴蒸汽時間進行參數(shù)標準化，納入《制絲車間烘絲機操作規(guī)程》。

參考文獻：

[1]葉鴻宇，許峰，張建中，劉建輝，王樹香.SH38型滾筒管板式烘絲機干頭干尾控制模式[J].中國科技信息，2015（02）：190-191.

[2]成皓，喻鵬程.滾筒管板式烘絲機干頭干尾的技術(shù)改進[J].產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2014（05）：68-69.

[3]李秀芳，王永華，趙春元，李明偉.解決烘絲機干頭干尾的方法與實現(xiàn)[J].煙草科技，2013（09）：27-29+32.

作者簡介：婁琦（1979-），男，大專，助力工程師，主要從事制絲設(shè)備的維修工作。