制絲線高空輸送帶防堵料報警系統(tǒng)的設計

宋建+張佰明

摘要：為解決制絲線高空輸送帶堵料及堵料所造成的危害問題，針對流量波動及皮帶打滑兩種現(xiàn)象，通過加裝失速測速儀、光電管等監(jiān)測設備，從堵料檢測和打滑檢測兩方面對高空輸送帶防堵料報警系統(tǒng)進行設計。該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝和維護，能夠遠程、實時監(jiān)控輸送帶運行狀態(tài)，防止打滑、堵料事故，適用于工礦企業(yè)內(nèi)各種輸送帶的安全保護，尤其在無人值守的高空、井下或危險區(qū)域，具有十分廣闊的工業(yè)應用前景。

關(guān)鍵詞：高空輸送皮帶裝置，光電管，失速測速儀，PLC

隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，各生產(chǎn)企業(yè)對設備可靠性的要求越來越高。近年我國卷煙工業(yè)在行業(yè)內(nèi)全面推進“精益管理”，在市場競爭機制的作用下，如何減少停機頻次、提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，成為各卷煙工廠增強企業(yè)競爭力必須解決的問題。

制絲生產(chǎn)線是卷煙工業(yè)的重要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，煙葉按一定工藝標準依次完成切片、加料、切絲、烘絲、摻配、加香等工序。制絲生產(chǎn)線輸送帶的堵料問題在煙草行業(yè)內(nèi)存在已久，且難以消除。在生產(chǎn)中煙絲堵料問題不僅會造成大量人力物力的損失，更重要的是它直接影響到成品煙絲的水分、溫度以及造碎率。[1]因此堵料問題的解決，對提高產(chǎn)品質(zhì)量、推進精益生產(chǎn)、降低生產(chǎn)和管理成本具有重大意義。

1 設備現(xiàn)狀及問題分析

煙絲在生產(chǎn)運輸過程中很多時候會處于高空輸送帶上，設備處于高空，無現(xiàn)場操作人員在此值守，發(fā)生堵料的次數(shù)和嚴重性都比其他生產(chǎn)現(xiàn)場會增加。煙絲發(fā)生堵料的原因一般有煙絲流量頻繁波動和輸送皮帶打滑等原因造成，以目前的生產(chǎn)能力和控制能力現(xiàn)狀，無法從根本上解決因流量波動以及皮帶打滑等原因造成的煙絲堵料的問題，本文就將工作放在了如何預防和探測高空輸送帶煙絲堵料現(xiàn)象上。

2 系統(tǒng)設計與安裝

2.1 系統(tǒng)工作原理

針對堵料問題：對皮帶入口處物料進行探測，發(fā)生流量異常立即報警，并停止上游輸送皮帶設備，即可減輕堵料事故的影響；針對打滑問題：對皮帶自身運行狀態(tài)進行監(jiān)測，在發(fā)生輕微打滑時就發(fā)出報警，報警信號傳輸至中央控制室，由中央控制室及時通知維修人員前去處理，即可預防堵料事故，如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

如圖2所示一組光電管4位于前一級輸送帶尾部兩側(cè)，用來對煙絲堆積高度進行檢測，料位檢測信號經(jīng)控制裝置中的可編程控制器（PLC）處理后輸出控制信號，當檢測到堵料信號時，控制裝置發(fā)出報警信號，停止上游設備；失速測速儀2位于后一級輸送帶從動輥一側(cè)，位置對準裝于從動輥側(cè)面的感應片1，采集從動輥實時轉(zhuǎn)速，檢測信號同樣經(jīng)控制裝置中的可編程控制器（PLC）處理后輸出控制信號，當實時轉(zhuǎn)速低于設定值，控制裝置發(fā)出打滑報警信號?？删幊炭刂破鳎≒LC）通過工業(yè)以太網(wǎng)與工業(yè)PC機進行通訊。[3]

2.3 系統(tǒng)硬件安裝

經(jīng)過技術(shù)人員對比分析驗證，系統(tǒng)采用加裝失速測速儀和對射式光電管。[2]失速測速儀采用上海三田S138-E80，設置初始轉(zhuǎn)速與電機轉(zhuǎn)速相匹配；對射式光電管選定型號邦納Q85BB62R—T9，經(jīng)實驗對比，確定對射式光電管安裝高度距輸送帶21cm。

2.4 報警系統(tǒng)程序設計

在高空輸送帶電機所屬的PLC電控子站內(nèi)增加數(shù)字量輸入模塊，分別接入失速監(jiān)控器信號和光電管信號，在西門子STEP7硬件配置中重新編譯保存。修改此工藝段PLC程序的功能塊，加入打滑檢測程序和堵料檢測程序。當電機運行，失速監(jiān)控器產(chǎn)生打滑信號時，延時3秒輸出失速報警信號。當光電管被物料遮擋時，延時3秒輸出堵料報警信號，并將此信號串入輸送帶電機啟動條件中，當發(fā)生堵料報警，立即停止上級皮帶運行。

2.5 報警人機界面設計

在WinCC6.0總控項目運行環(huán)境下新建打滑和堵料報警兩個變量標簽，在監(jiān)控畫面中添加打滑和堵料狀態(tài)顯示，正常時顯示綠色，而發(fā)生報警時顯示紅色。設計消息欄報警和彈出式窗口報警兩個界面。當皮帶打滑時，狀態(tài)顯示紅色，自動彈出打滑報警對話框和消息欄報警；當發(fā)生堵料時，狀態(tài)顯示紅色，自動彈出堵料報警對話框和消息欄報警，并終止上游設備的運轉(zhuǎn)。

3 實施后效果

項目實施完成后，進行了六個月跟蹤調(diào)查，期間共發(fā)生了兩次堵料事故。

2017年1月29日，在生產(chǎn)蘇煙（五星紅杉樹）牌別時，由于高空皮帶（編號M6049）發(fā)生打滑現(xiàn)象，設備無法正常運行，當積累一定煙絲時，皮帶運行阻力變大，從動輥轉(zhuǎn)速降低，觸發(fā)了失速測速儀報警裝置，現(xiàn)場操作人員和維修人員得以及時發(fā)現(xiàn)并處理，避免了大面積堵料的發(fā)生。

2017年4月7日，在生產(chǎn)南京（紫樹）牌別時，由于物料瞬時流量波動大，觸發(fā)了堵料報警，維修人員及時處理，并未影響正常生產(chǎn)工作。

兩次堵料事故均在發(fā)生初期就觸發(fā)了自動報警系統(tǒng)，現(xiàn)場人員得以及時發(fā)現(xiàn)并處理，且處理時間與原來相比大大縮短，極大地提高了設備運行效率，有效避免了重大堵料事故的發(fā)生，提高了成品煙絲的整絲率，進一步保證了產(chǎn)品質(zhì)量。

4 結(jié)束語

制絲線高空輸送帶防堵料報警系統(tǒng)經(jīng)過系統(tǒng)調(diào)試并得到成功實施和應用，取得了較好的效果。它具有結(jié)構(gòu)簡單，便于安裝和維護，能夠遠程、實時監(jiān)控輸送帶運行狀態(tài)，防止打滑、堵料事故，適用于工礦企業(yè)內(nèi)各種輸送帶的安全保護，尤其在無人值守的高空、井下或危險區(qū)域，具有十分廣闊的工業(yè)應用前景。

參考文獻：

[1]余建福，夏文榮，徐老伍.一次料場防堵料技術(shù)攻關(guān)[J].浙江冶金，2008，2：53-55.

[2]王建偉，許佩.解決煙絲風力輸送系統(tǒng)堵料問題[J].中州大學學報，2010，27（1）：127-129.

[3]鞏琦，劉建慧，萬昌.煤倉疏通技術(shù)及便攜式疏通機的研究[J].中國煤炭，2008，34（8）：67-69

作者簡介：

1、宋建（1987-）男 漢族 江蘇中煙工業(yè)有限責任公司徐州卷煙廠 助理工程師 主要從事設備點檢、維修工作 大學本科學歷

2、張佰明（1985-）男 漢族 江蘇中煙工業(yè)有限責任公司徐州卷煙廠 工程師 主要從事設備點檢、維修工作 大學本科學歷