卷煙供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)用

潘安岳

摘 要：PROTOS卷煙機(jī)供料成條機(jī)未設(shè)計(jì)有負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，當(dāng)負(fù)壓波動超出工藝要求時(shí)，設(shè)備不能自動調(diào)節(jié)負(fù)壓值，為此，設(shè)計(jì)了供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由一個(gè)氣動調(diào)節(jié)閥、兩個(gè)負(fù)壓傳感器、一個(gè)控制單元、一個(gè)工控機(jī)和控制軟件組成。卷煙供料成條機(jī)安裝負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，可以自動開啟或關(guān)閉氣動調(diào)節(jié)閥，自動調(diào)節(jié)氣動調(diào)節(jié)閥閥門開啟大小，使負(fù)壓值穩(wěn)定在（-9.2±0.3）kPa范圍內(nèi)，從而達(dá)到節(jié)能降耗、提高煙支質(zhì)量的目的。

關(guān)鍵詞：PROTOS卷煙機(jī) 供料成條機(jī) 負(fù)壓 氣動調(diào)節(jié)閥 自動調(diào)節(jié) 煙支質(zhì)量

中圖分類號：TS43；TP274 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）02（c）-0049-03

PROTOS卷煙機(jī)是煙草行業(yè)卷煙機(jī)的主流機(jī)型，該機(jī)組由供料成條機(jī)、卷制成型機(jī)、濾嘴接裝機(jī)三大部分組成[1]。供料成條機(jī)的功用是把煙絲系統(tǒng)送來的煙絲進(jìn)行松散和去除鐵、雜、梗、簽后制成符合煙支單位長度且達(dá)到目標(biāo)重量的煙絲條送到卷制成型機(jī)部分[2]。供料成條機(jī)的負(fù)壓系統(tǒng)利用負(fù)壓空氣將煙絲吸附在吸絲帶上形成煙絲條，負(fù)壓的大小及穩(wěn)定性是決定煙支空頭率、重量及吸阻等煙支質(zhì)量指標(biāo)的關(guān)鍵因素[3-4]。

1 存在問題

卷煙廠的風(fēng)力除塵系統(tǒng)通過負(fù)壓風(fēng)管將多臺卷煙機(jī)連在一起，當(dāng)連接在同一負(fù)壓管網(wǎng)上的卷煙機(jī)有開、停機(jī)狀態(tài)變化時(shí)，負(fù)壓會產(chǎn)生波動[5-6]；特別是當(dāng)更換吸絲帶或處理煙絲堵塞時(shí)，需打開供料成條機(jī)的風(fēng)室體防護(hù)罩[7]，風(fēng)室體內(nèi)的負(fù)壓吸風(fēng)口外露后引起負(fù)壓風(fēng)泄漏，使接在同一負(fù)壓管網(wǎng)上的其他卷煙機(jī)負(fù)壓產(chǎn)生較大波動。

由于供料成條機(jī)未設(shè)計(jì)有負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，負(fù)壓閥門的開啟、關(guān)閉及負(fù)壓大小調(diào)節(jié)均需操作工手動操作。當(dāng)卷煙機(jī)負(fù)壓產(chǎn)生波動時(shí)，供料成條機(jī)的負(fù)壓大小無法自動調(diào)節(jié)。

2 設(shè)計(jì)方案及原理

技術(shù)方案：該設(shè)計(jì)的目的是為了克服卷煙機(jī)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種卷煙供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)方法，通過卷煙供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，解決卷煙供料成條機(jī)負(fù)壓閥門不能自動開啟、關(guān)閉及負(fù)壓值大小自動調(diào)節(jié)問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)卷煙機(jī)負(fù)壓的遠(yuǎn)程管理和遠(yuǎn)程控制。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，設(shè)計(jì)的卷煙供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，如圖1所示，在每組卷煙機(jī)上安裝一個(gè)氣動調(diào)節(jié)閥2，兩個(gè)負(fù)壓傳感器1、3，一個(gè)控制單元10，一個(gè)工控機(jī)9，在除塵系統(tǒng)安裝一個(gè)工控機(jī)11。其特征在于所述氣動調(diào)節(jié)閥2安裝在供料成條機(jī)負(fù)壓風(fēng)管上，替換原手動調(diào)節(jié)閥；在所述氣動調(diào)節(jié)閥前負(fù)壓風(fēng)管6安裝前負(fù)壓傳感器1，在所述氣動調(diào)節(jié)閥后負(fù)壓風(fēng)管5安裝后負(fù)壓傳感器3。將前負(fù)壓傳感器1及后負(fù)壓傳感器3的信號連接至所述控制單元。通過數(shù)據(jù)線將多組卷煙供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)連接在一起，同時(shí)將數(shù)據(jù)線連接到除塵系統(tǒng)、MES生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)或生產(chǎn)指揮調(diào)度系統(tǒng)[8]。

如圖1所示，將供料成條機(jī)風(fēng)室體連鎖開關(guān)4的信號接至所述控制單元，當(dāng)打開供料成條機(jī)的風(fēng)室體防護(hù)罩時(shí)，所述控制單元自動關(guān)閉氣動調(diào)節(jié)閥2；當(dāng)關(guān)閉供料成條機(jī)的風(fēng)室體防護(hù)罩時(shí)，所述控制單元自動打開氣動調(diào)節(jié)閥2，使氣動調(diào)節(jié)閥閥門開啟至關(guān)閉前的位置。

在上述技術(shù)方案中，所述氣動調(diào)節(jié)閥2為帶定位器氣動調(diào)節(jié)閥或帶手輪及定位器氣動調(diào)節(jié)閥[9]。

根據(jù)卷煙機(jī)生產(chǎn)工藝需求及特性，在所述工控機(jī)上安裝控制軟件，控制軟件根據(jù)生產(chǎn)工藝、操作工在所述工控機(jī)上設(shè)置的參數(shù)以及所述負(fù)壓傳感器反饋的信號，自動對所述氣動調(diào)節(jié)閥進(jìn)行開啟、關(guān)閉及調(diào)節(jié)大小控制。

工作原理：如圖2所示，卷煙機(jī)上電后，供料成條機(jī)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)開始檢測前負(fù)壓風(fēng)管6的負(fù)壓值，通過比較操作工在工控機(jī)設(shè)定的風(fēng)力除塵管道負(fù)壓值范圍及前負(fù)壓傳感器1反饋的信號，當(dāng)風(fēng)力除塵管道負(fù)壓值不在設(shè)定值范圍時(shí)，控制單元向風(fēng)力除塵系統(tǒng)傳送報(bào)警信號，由風(fēng)力除塵系統(tǒng)工控機(jī)對同一負(fù)壓管網(wǎng)上的多組卷煙機(jī)負(fù)壓數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后自動調(diào)整風(fēng)力除塵系統(tǒng)風(fēng)機(jī)運(yùn)行頻率；當(dāng)風(fēng)力除塵管道負(fù)壓值達(dá)到設(shè)定值范圍時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入下一步流程。

當(dāng)前負(fù)壓風(fēng)管6的負(fù)壓值達(dá)到設(shè)定值范圍后，系統(tǒng)檢測供料成條機(jī)風(fēng)室體防護(hù)罩是否關(guān)閉，當(dāng)打開供料成條機(jī)風(fēng)室體防護(hù)罩時(shí)，所述控制單元自動關(guān)閉所述氣動調(diào)節(jié)閥2；當(dāng)關(guān)閉供料成條機(jī)的風(fēng)室體防護(hù)罩時(shí)，所述控制單元自動打開所述氣動調(diào)節(jié)閥2，使氣動調(diào)節(jié)閥2閥門開啟至關(guān)閉前的位置。

參見圖2，氣動調(diào)節(jié)閥2打開后，系統(tǒng)檢測后負(fù)壓風(fēng)管5的負(fù)壓值，通過比較操作工在工控機(jī)設(shè)定的供料成條機(jī)負(fù)壓工藝參數(shù)及后負(fù)壓傳感器2反饋的信號，當(dāng)供料成條機(jī)負(fù)壓值大于負(fù)壓工藝參數(shù)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)通過控制單元減小氣動調(diào)節(jié)閥2的閥門；當(dāng)供料成條機(jī)負(fù)壓值小于負(fù)壓工藝參數(shù)設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)通過控制單元增大氣動調(diào)節(jié)閥2的閥門；當(dāng)供料成條機(jī)負(fù)壓值達(dá)到負(fù)壓工藝參數(shù)設(shè)定值范圍[10-11]，氣動調(diào)節(jié)閥2調(diào)節(jié)結(jié)束。

3 應(yīng)用效果

3.1 應(yīng)用前后負(fù)壓穩(wěn)定性比較

驗(yàn)證方法：在所述工控機(jī)上讀取供料成條機(jī)的負(fù)壓波動范圍及平均值，當(dāng)關(guān)閉負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)閥門無自動調(diào)節(jié)功能，將關(guān)閉負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)時(shí)讀取的數(shù)據(jù)作為應(yīng)用前的數(shù)據(jù)。

分別對廣西中煙一類、二類及三類卷煙進(jìn)行應(yīng)用前后試驗(yàn)，應(yīng)用前后數(shù)據(jù)比較如表1所示。應(yīng)用前負(fù)壓波動較大，應(yīng)用后負(fù)壓值能穩(wěn)定在（-9.2±0.3）kPa范圍內(nèi)。

3.2 應(yīng)用前后對煙支空頭率影響比較

根據(jù)負(fù)壓參數(shù)對煙支空頭率、重量及吸阻等煙支質(zhì)量指標(biāo)的影響程度，負(fù)壓波動時(shí)，對煙支空頭率影響較為顯著，對重量及吸阻影響程度較小[9]，因此選擇對煙支空頭率進(jìn)行應(yīng)用前后試驗(yàn)。

驗(yàn)證方法：對同一生產(chǎn)機(jī)臺相同生產(chǎn)工藝參數(shù)的情況下，對負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)啟用或關(guān)閉時(shí)，卷煙機(jī)人機(jī)界面顯示的煙支空頭數(shù)量及空頭率比較。將卷煙機(jī)回絲量統(tǒng)一調(diào)至最佳回絲量[12]，回絲量取值為35%；在卷煙機(jī)CIS控制參數(shù)界面[13]，將“松頭絕對門坎”參數(shù)統(tǒng)一設(shè)為“220”，“松頭門坎”參數(shù)統(tǒng)一設(shè)為“55”。應(yīng)用前后試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表2所示，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為一臺班的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，應(yīng)用后煙支空頭率平均下降了0.03%。

4 結(jié)語

卷煙供料成條機(jī)安裝負(fù)壓自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，可以根據(jù)卷煙機(jī)的生產(chǎn)狀態(tài)，自動開啟或關(guān)閉供料成條機(jī)氣動調(diào)節(jié)閥，自動調(diào)節(jié)氣動調(diào)節(jié)閥的閥門開啟大小，使供料成條機(jī)負(fù)壓值滿足生產(chǎn)工藝要求，從而達(dá)到節(jié)能降耗、提高煙支質(zhì)量的目的。

參考文獻(xiàn)

[1] 德國HAUNI公司.PROTOS70卷煙機(jī)電氣操作手冊[Z].1995.

[2] YJ17-YJ27卷煙機(jī)組編寫組.YJ17-YJ27卷煙機(jī)組[M].北京：中國科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[3] 喬建軍，栗衛(wèi)軍，張勝利.卷煙機(jī)煙支重量控制系統(tǒng)分析[J].煙草科技，2001（9）：17-18.

[4] 魏瑞廣，張小杭，廖艷培.ZJ17卷煙機(jī)設(shè)備工藝參數(shù)對煙支空頭的影響[J].裝備制造技術(shù)，2013（5）：112-113.

[5] 王先明，張振峰，符建文，等.卷接機(jī)組集中風(fēng)力雙系統(tǒng)除塵管道切換方案設(shè)計(jì)[J].煙草科技，2015（9）：94-95.

[6] 牟來享，夏元平，石朝東，等.卷接機(jī)組除塵風(fēng)力平衡分配系統(tǒng)[J].科技傳播，2012（16）：201-202.

[7] 常德煙草機(jī)械有限責(zé)任公司.ZJl7卷煙機(jī)電氣控制系統(tǒng)說明書[Z].2005.

[8] 王鵬.生產(chǎn)執(zhí)行系統(tǒng)（MES）在煙草行業(yè)中的應(yīng)用[J].煙草科技，2003（3）：15-16.

[9] 張軍.氣動調(diào)節(jié)閥的智能化研究[D].重慶大學(xué)，2002.

[10] 菅威，楊時(shí)政.PROTOS70卷煙機(jī)工藝參數(shù)與煙支重量控制穩(wěn)定性的關(guān)系研究[J].安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)，2013（20）：95-96.

[11] 何文婕，葉安理，李春霨.卷煙機(jī)工藝風(fēng)壓對煙支質(zhì)量的影響[J].中國科技博覽，2011（34）：340-341.

[12] 陳智鳴，吳敬華，杜媚，等.卷接機(jī)回絲量與卷煙卷制質(zhì)量的相關(guān)性研究[J].大眾科技，2011（11）：96-97.

[13] 深圳市鴻捷源自動化系統(tǒng)有限公司.HJYCIS煙支檢測系統(tǒng)使用說明書[Z].2011.